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《采礦與安全工程學(xué)報(bào)》緊密配合學(xué)校的科研工作，一方面堅(jiān)持辦刊宗旨，提高學(xué)報(bào)的學(xué)術(shù)質(zhì)量，及時(shí)將相關(guān)重點(diǎn)學(xué)科的國家科技攻關(guān)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和省部級(jí)科研項(xiàng)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(jiǎn)要介紹了如何通過基坑開挖檢測(cè)反饋的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的全過程；闡明基坑開挖工程實(shí)施信息化施工的重要性，提出了基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中需要注意的若干問題。
關(guān)鍵詞：基坑支護(hù),動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),信息化施工
基坑支護(hù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法是在計(jì)算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定、設(shè)計(jì)理論和方法帶有經(jīng)驗(yàn)性和類比性時(shí)，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(jì)方案的一種設(shè)計(jì)方法�；又ёo(hù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)也就是全面實(shí)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(chǎng)施工信息、地下水及地質(zhì)變化情況反饋到設(shè)計(jì)單位，調(diào)整完善設(shè)計(jì)，有利于控制施工安全。這一設(shè)計(jì)方法客觀求實(shí)、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�，F(xiàn)以鄭州市某基坑設(shè)計(jì)為例，簡(jiǎn)要地介紹動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法。
l工程概況
擬建某工程場(chǎng)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(chǎng)地原為拆遷場(chǎng)地，地形相對(duì)平坦，所在地貌單元為黃河沖積泛濫平原。場(chǎng)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(jì)算參數(shù)取值見表1�！�(chǎng)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(bǔ)給。
3原基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)情況、開挖深度及基坑周邊環(huán)境特點(diǎn)，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(jì)算分析，其中地面荷載為15kPa。支護(hù)斷面整體穩(wěn)定性計(jì)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(cè)
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(duì)該基坑工程的上述實(shí)際情況，監(jiān)測(cè)在基坑周邊及臨近建筑物共設(shè)34個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，并沿基坑周邊均勻設(shè)置12個(gè)水平位移測(cè)點(diǎn)(見圖1)�；又ёo(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(yàn)收。開挖施工過程中，基坑周邊位移測(cè)點(diǎn)的水平位移量為5．0～82．4mm，基坑坡頂?shù)睦塾?jì)沉降量為28．7～118．5mm(表2)；周邊建筑物的沉降均不大，最大值為24．1mm。 根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，西坡的B5點(diǎn)和東坡的BIO點(diǎn)位移較大，分別為82．4nln和41．9mm�；�?xùn)|側(cè)B10點(diǎn)位移過大主要是基坑開挖過程中從東坡過土方清運(yùn)重車，基坑開挖快結(jié)束時(shí)，挖掘機(jī)也從此處來回通行，對(duì)此點(diǎn)沉降及位移影響均較大，所以測(cè)量結(jié)果也有些失真；基坑西坡B5點(diǎn)(曲線見圖3)較真實(shí)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(diǎn)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(shí)，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(cè)點(diǎn)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(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程
根據(jù)基坑周邊環(huán)境及場(chǎng)地土質(zhì)情況，按照《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)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(gè)施工過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)反饋的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，實(shí)施信息化施工。下面僅以該工程西坡支護(hù)設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)介紹根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及施工信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的全過程：
(I)施工開始時(shí)，西坡原計(jì)劃拆除的上水管道無法拆除。設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)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(shí)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(jì)接收到監(jiān)測(cè)預(yù)警后，立即修改原支護(hù)設(shè)計(jì)，要求在開挖面分別直立和45。斜插補(bǔ)打兩排長(zhǎng)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(bǔ)打一排長(zhǎng)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(shí)，含水量還較大，為避免出現(xiàn)側(cè)鼓，設(shè)計(jì)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(cè)點(diǎn)的水平位移量?jī)H增加2．4mm，沉降增加6．6mm，設(shè)計(jì)采用注漿花管超前支護(hù)及增設(shè)錨桿控制位移是及時(shí)的、準(zhǔn)確的，這兩項(xiàng)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(chǎng)反映西側(cè)實(shí)際地質(zhì)條件比地質(zhì)報(bào)告中所描述的要差，需要對(duì)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(zhǎng)度為4．5m。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)在整個(gè)施工期中根據(jù)實(shí)際情況不斷地調(diào)整原設(shè)計(jì)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(jì)注意事項(xiàng)
通過全面參與基坑設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)工作，認(rèn)為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注意如下事項(xiàng)：
(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(jì)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(jì)時(shí)必須考慮采用支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)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(huì)打到鄰近地下室側(cè)壁，必須根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整錨桿角度及長(zhǎng)度。另外基坑原場(chǎng)地遺留的混凝土結(jié)構(gòu)也可能對(duì)施工造成影響。
(2)主體結(jié)構(gòu)施工場(chǎng)地布置，如出土及運(yùn)輸線路、材料堆場(chǎng)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(jì)時(shí)需要對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行局部加強(qiáng)，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(shí)，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(jì)可以采用注漿花管進(jìn)行臨時(shí)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(shí)，可以垂直向下補(bǔ)打注漿花管，并在上部已護(hù)好的坡壁上補(bǔ)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(shí)，基坑頂水平位移量一般不易控制，在對(duì)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(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，通過監(jiān)測(cè)指導(dǎo)施工、并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況修改設(shè)計(jì)，全面進(jìn)行信息化施工，能很好地將設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測(cè)緊密相連，使設(shè)計(jì)的支護(hù)方案在保證安全的前提下盡可能經(jīng)濟(jì)，在基坑支護(hù)、巖土治理工程中應(yīng)用廣泛。
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