《采礦與安全工程學(xué)報》緊密配合學(xué)校的科研工作，一方面堅持辦刊宗旨，提高學(xué)報的學(xué)術(shù)質(zhì)量，及時將相關(guān)重點學(xué)科的國家科技攻關(guān)項目、國家自然科學(xué)基金項目和省部級科研項目等的最新研究成果或階段性成果予以發(fā)表，另一方面積極促進(jìn)煤炭科技研究成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。
摘要：文章以具體基坑工程為例，簡要介紹了如何通過基坑開挖檢測反饋的信息進(jìn)行動態(tài)設(shè)計的全過程；闡明基坑開挖工程實施信息化施工的重要性，提出了基坑支護(hù)設(shè)計中需要注意的若干問題。
關(guān)鍵詞：基坑支護(hù),動態(tài)設(shè)計,信息化施工
基坑支護(hù)動態(tài)設(shè)計法是在計算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定、設(shè)計理論和方法帶有經(jīng)驗性和類比性時，根據(jù)施工中反饋的信息和監(jiān)控資料不斷完善原設(shè)計方案的一種設(shè)計方法�；又ёo(hù)動態(tài)設(shè)計也就是全面實行信息化施工，通過建立完善的監(jiān)控系統(tǒng)，不斷地將現(xiàn)場施工信息、地下水及地質(zhì)變化情況反饋到設(shè)計單位，調(diào)整完善設(shè)計，有利于控制施工安全。這一設(shè)計方法客觀求實、準(zhǔn)確安全，適合于基坑開挖支護(hù)、邊坡治理等巖土工程施工。現(xiàn)以鄭州市某基坑設(shè)計為例，簡要地介紹動態(tài)設(shè)計的內(nèi)容及方法。
l工程概況
擬建某工程場地位于鄭州市政七街與緯五路交叉東北角。地下2層，呈矩形，總占地面積340om，基坑開挖深度8．9m，基坑周邊建筑物及管線密集，其中南、西、北三側(cè)通信電纜管線距基坑約1．5m；西側(cè)上水管道距基坑約0．3m，山河賓館配樓距基坑約7．0m；南側(cè)污水管道距基坑約5．0m，北側(cè)辦公樓踏步距基坑約1．5m(圖1)�！M建場地原為拆遷場地，地形相對平坦，所在地貌單元為黃河沖積泛濫平原。場地內(nèi)深度0．7～1．8m以內(nèi)為雜填土；約14m以內(nèi)為第四系晚更新統(tǒng)(沖積形成的)地層，以粉土、粉質(zhì)粘土為主。與支護(hù)有關(guān)的各土層計算參數(shù)取值見表1。 場地地下水屬潛水，水位埋深在地表下3．0m左右。近3～5年來地下水位最高2．0m，歷史最高水位為1．0m，主要受大氣降水補給。
3原基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)場區(qū)工程地質(zhì)情況、開挖深度及基坑周邊環(huán)境特點，基坑采用噴錨支護(hù)形式，考慮到局部土層粘粒含量大、含水量高，先打一排48花管并注漿后再開挖，典型(基坑西坡)剖面見圖2。
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性采用《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120—99)及《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(CECS96：97)中規(guī)定的方法綜合計算分析，其中地面荷載為15kPa。支護(hù)斷面整體穩(wěn)定性計算結(jié)果在1．321～1．803(安全系數(shù))間，滿足規(guī)范的要求。4施工期監(jiān)測
基坑周邊管線、建筑物密集，所以在基坑開挖施工過程中，必須嚴(yán)格控制位移，避免支護(hù)結(jié)構(gòu)和被支護(hù)土體的過大位移影響周邊管道及建筑物的正常狀態(tài)。針對該基坑工程的上述實際情況，監(jiān)測在基坑周邊及臨近建筑物共設(shè)34個沉降觀測點，并沿基坑周邊均勻設(shè)置12個水平位移測點(見圖1)。基坑支護(hù)于2006年11月13日開工，2007年1月16日支護(hù)完工，工程于2007年9月10日竣工通過驗收。開挖施工過程中，基坑周邊位移測點的水平位移量為5．0～82．4mm，基坑坡頂?shù)睦塾嫵两盗繛?8．7～118．5mm(表2)；周邊建筑物的沉降均不大，最大值為24．1mm�！「鶕�(jù)監(jiān)測結(jié)果，西坡的B5點和東坡的BIO點位移較大，分別為82．4nln和41．9mm�；�?xùn)|側(cè)B10點位移過大主要是基坑開挖過程中從東坡過土方清運重車，基坑開挖快結(jié)束時，挖掘機也從此處來回通行，對此點沉降及位移影響均較大，所以測量結(jié)果也有些失真；基坑西坡B5點(曲線見圖3)較真實地反應(yīng)了施工工況：2006年11月23日，基坑開挖至4．0m左右，與南側(cè)城市污水主管道連通的西側(cè)廢棄管道被沖開，大量水灌入基坑，浸泡西側(cè)邊坡，B5點位移由7mm增至35mm，沉降量由10mm增至40mm；在西坡開挖第五層土及施工第五排錨桿時，由于出現(xiàn)不明管道漏水，使該側(cè)土層含水量迅速增大，開挖面出現(xiàn)了蠕變、側(cè)鼓現(xiàn)象，B5測點的水平位移由37mm突增至80mm，沉降量由40mm增至110mm，均超過最大預(yù)警值。
5動態(tài)設(shè)計過程
根據(jù)基坑周邊環(huán)境及場地土質(zhì)情況，按照《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202—2002)的規(guī)定，本基坑位移的最大預(yù)警值為5em。為確�；邮┕さ陌踩烷_挖順利進(jìn)行，在整個施工過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測反饋的信息進(jìn)行動態(tài)設(shè)計，實施信息化施工。下面僅以該工程西坡支護(hù)設(shè)計為例，詳細(xì)介紹根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及施工信息進(jìn)行動態(tài)設(shè)計的全過程：
(I)施工開始時，西坡原計劃拆除的上水管道無法拆除。設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場情況，將原邊坡斜率由1：0．2調(diào)整為1：0．15，48注漿花管間距由1m調(diào)整為0．8m，第一、二排土釘長度由7m調(diào)整為9m。
(2)2006年11月23日出現(xiàn)灌水情況后，及時停止了西側(cè)施工，抽排坑內(nèi)明水，待基坑基本晾干后再進(jìn)行開挖。
(3)基坑開挖至第五層設(shè)計接收到監(jiān)測預(yù)警后，立即修改原支護(hù)設(shè)計，要求在開挖面分別直立和45。斜插補打兩排長4．5m的48注漿花管做超前支護(hù)，并在第三四排、四五排間分別補打一排長12m的土釘，以控制該區(qū)域基坑邊坡水平位移；開挖第六層時，含水量還較大，為避免出現(xiàn)側(cè)鼓，設(shè)計要求每次開挖深度減半，增加一排土釘。至地下室底板澆筑完成，該測點的水平位移量僅增加2．4mm，沉降增加6．6mm，設(shè)計采用注漿花管超前支護(hù)及增設(shè)錨桿控制位移是及時的、準(zhǔn)確的，這兩項措施成功地控制住了開挖引起的邊坡水平位移。
(4)基坑開挖到第五層土后，現(xiàn)場反映西側(cè)實際地質(zhì)條件比地質(zhì)報告中所描述的要差，需要對該區(qū)進(jìn)行加固，即在開挖面處垂直和45。角向下打兩排48注漿花管，長度為4．5m。動態(tài)設(shè)計在整個施工期中根據(jù)實際情況不斷地調(diào)整原設(shè)計剖面，施工完成的西坡支護(hù)剖面詳見圖4。
6基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項
通過全面參與基坑設(shè)計、施工、監(jiān)測工作，認(rèn)為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計必須注意如下事項：
(1)詳細(xì)調(diào)查了解基坑周邊環(huán)境，包括基坑周邊管線及建筑物。近年來我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，城市建設(shè)水平普遍提高，許多新建建筑物都設(shè)有地下室，在基坑設(shè)計時必須考慮采用支護(hù)結(jié)構(gòu)對鄰近管線及 建筑物的影響。比如，基坑支護(hù)采用錨桿，錨桿可能會打到鄰近地下室側(cè)壁，必須根據(jù)實際情況調(diào)整錨桿角度及長度。另外基坑原場地遺留的混凝土結(jié)構(gòu)也可能對施工造成影響。
(2)主體結(jié)構(gòu)施工場地布置，如出土及運輸線路、材料堆場設(shè)置及塔吊位置等，這些均造成基坑局部地面荷載較大，支護(hù)設(shè)計時需要對相應(yīng)位置進(jìn)行局部加強，控制該處地面沉降、頂部水平位移。
(3)基坑支護(hù)土層中含水量較大時，開挖過程中有可能出現(xiàn)坡壁側(cè)鼓現(xiàn)象，且錨桿不易成孔，設(shè)計可以采用注漿花管進(jìn)行臨時開挖支護(hù)。注漿花管加固可以是水平、傾斜或豎直的。
(4)采用噴錨支護(hù)，當(dāng)基坑局部水平位移較大時，可以垂直向下補打注漿花管，并在上部已護(hù)好的坡壁上補打錨桿，以控制在隨后的開挖過程中水平位移的急劇發(fā)展。
(5)基坑采用噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)時，基坑頂水平位移量一般不易控制，在對位移有嚴(yán)格要求的區(qū)域可以采用樁錨相結(jié)合的支護(hù)形式。
7結(jié)論
基坑支護(hù)采用動態(tài)設(shè)計，通過監(jiān)測指導(dǎo)施工、并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及施工現(xiàn)場的具體情況修改設(shè)計，全面進(jìn)行信息化施工，能很好地將設(shè)計、施工與監(jiān)測緊密相連，使設(shè)計的支護(hù)方案在保證安全的前提下盡可能經(jīng)濟，在基坑支護(hù)、巖土治理工程中應(yīng)用廣泛。
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