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所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:139

副标题#e#浅谈土钉墙支护技术及监测
　　杨季凯
　　浙江省浦江金龙建设有限公司322200
　　【摘要】基坑工程应城市发展而兴起，随着城市建筑群的密集化，地下空间存在地下车库、地下隧道、地下管道及其它地下设施，这也就需要更高级的、新颖的、可靠的技术——基坑支护技术来保障。其中土钉墙支护技术由于具有施工方法简便、安全度高、造价低、工期短、噪音低、污染小、操作过程容易控制等特点，在众多基坑支护工程中被广泛应用。
　　【关键词】基坑支护工程；土钉墙支护技术；监测；
　　一、引言
　　随着我国工业化和城市化的加速发展，大量高层、超高层建筑以及地下建筑不断涌现，工程技术人员致力于寻求“安全稳妥、技术先进、经济合理、施工方便、工期保证、业主满意”的基坑支护方式。土钉支护作为一种新型的基坑支护方式在全国范围内得到了迅速推广，并取得了显著的技术经济效益。
　　以结构受力特点来划分，可将基坑支护方法划分为以下三类：
　　（1）被动受力支护结构，其特点为支护结构依靠自身的结构刚度和强度被动的承受土压力，限制土体的变形，从而保持边坡安全稳定。
　　（2）主动受力支护结构，其特点为通过不同的途径和方法提高土体的强度，使支护材料与土体形成共同作用体系，从而达到支护的目的。
　　（3）组合形式，根据土体力学性质，将前两种支护方法同时应用于同一个基坑工程中。这种支护形式已经在许多工程中得到了成功的应用，表现出很大的优势和潜力。
　　二、土钉墙支护的特点
　　1、优点
　　（1）土钉施工对场地周围邻建影响较小。
　　（2）土钉施工的机具简单灵活。
　　（3）土钉支护体系施工速度快。
　　（4）土钉墙支护体系的工程造价低。
　　（5）土钉支护体系的安全性有独特的一面。
　　2、缺点
　　虽然土钉支护结构具有众多优点，但是也有其自身固有的缺陷，在某种程度上约束了它的发展，主要表现在：
　　（1）由于土钉支护体系中的土钉数量较多，有的土钉杆体也较长，在市区施工时容易碰到原有的地下基础设施，如地下市政管道、其它建筑物基础等，很难有足够的支护和施工所需要的空间。
　　（2）土钉支护的位移变形比较大。若基坑及周边设施和建筑物对位移要求严格时，不宜采用土钉支护体系。
　　（3）土钉支护体系不宜用在超深基坑中使用，支护体系的位移量会显著增加，影响基坑的安全使用。
　　（4）地下水位要位于基坑基底以下，才可采用土钉支护体系。
　　三、土钉墙基坑支护工程的监测
　　基坑支护工程中的监测项目可大致分为两类：对支护体的监测、对基坑周边环境的监测。
　　1、对支护体的监测内容主要有：
　　（1）对基坑支护体系的水平位移的监测
　　对基坑的水平监测最为重要。基坑支护体水平位移的测量常采用位移计、伸缩仪和光学精密经纬仪、全站仪来实现。这种测量方法的费用较低、测试方便、数据量虽然不大但能满足要求。测量时使用水平角360度方向观测法，测得各观测点的水平角度，然后通过计算的方法求得水平位移。至于测点的位置和数量则须根据基坑侧壁的安全性、重要性及临建情况综合判定。重要基坑推荐每隔10~15米设一个测点，间隔2~3天做一次观测；但当位移速率较大，如每天位移量在5~10mm以上时，应每天观测1-2次。而且应当注意的是，对基准点的选择要慎重，要求既要便于观测，又要在基坑的整个施工过程中不受基坑开挖过程的影响。
　　（2）对支护体的沉降观测
　　在整个基坑的支护体内设置多个观测点，通过高程测量仪测得每点的高程，然后记录表格中，并绘出随时间的沉降曲线、累计沉降曲线和时程差异沉降曲线。通常记录沉降的时间间隔同水平位移的时间记录间隔，当观测到沉降速率大于设定值时，应加密观测。
　　（3）支护体的倾斜观测
　　可用测斜仪、预埋测斜元件、全站仪来实#p#副标题#e#现基坑深度方向的测斜观测。基坑倾斜的测斜仪的埋设间隔一般是沿着基坑的周边每间隔10~20m设置一根，若基坑规模较小、基坑的形状不规则、基坑的重要性较高、或周边的建筑物较重要、地层条件复杂、地下水位压力大、地面荷载大、交叉作业多等不利条件时可加密测点。测量的时间间隔可控制在每3~5天观测一次，如发现位移速率有增长趋势，应加密到每1天观测一次，并及时将观测结果通报各方，做好应急抢险准备。
　　（4）支护体应力观测
　　可通过埋入测压传感器、钢弦式钢筋计或应变仪来实现。其中钢弦式钢筋计的抗干扰能力较强，性能较稳定，但价格较贵。而应变计埋入后，在测试过程中易引起接触电阻的变化，易受施工干扰而影响精度。应力计或应变仪的埋设部位为桩身钢筋、腰梁、冠梁等应力较大的断面。钢筋计埋设时的合理间隔应通过支护抗弯设计弯矩包络图来确定，通常为2~3米。钢筋计可以焊接连接，但应避免在焊接后形成较大的初始内部应力，而且焊缝应平整光滑、误差小、符合焊接规范。
　　（5）土压力的测试
　　使用埋设的土压力传感器进行测试。仪器形式可为钢弦式测力计或电阻应变式的压力盒。一般布置时沿土体深度方向每2~3m布置一个土压力盒。在基挖挖掘过程中，注意观测，使土压力值保持在静止土压力和朗肯土压力之间。
　　（6）土体内孔隙水压力的测试
　　孔隙水压力测试仪器形式为振弦式的孔隙水压力计或数字式的钢弦频率接收仪。布置时将孔隙水压力计顺深度方向间隔2~3m，根据水位变化情况选取适当的观测时间间隔，变化不大时可几天测点一组。
　　2、对周边环境的监测包括：
　　（1）邻近的建筑物、构筑物、道路、地下公用设施、地下管线等的沉降、变形、裂纹观测。
　　若周围有临建，则通常在不受开挖影响的建筑物上设置基准点，在要观测的建筑物的第一层柱上设置观测点，利用各观测点与基准点的高程差，计算出各测点的沉降量。为保险起见，基准点不能是一个，宜取3点。观测点布置间距常控制在15~20米。随着基坑开挖每五至七天测量一次。观测道路的沉降时，每间隔15米左右设一测点。对于道路或地下管线的测量方法同前面所述的对周边建筑物的观测方法。
　　（2）现场场地内地下水位的观测。
　　现场地下水位的观测是在观测孔中下入电极传感器来实现的。钻孔时应将水位观测孔钻至隔水层上，然后在钻孔中下入带滤网的硬塑料管。通常情况下可两天左右观测一次，但若发现基坑底部或侧壁渗漏则应立即加强观测，可将频度提高到每日2次。在强降雨时应加密观测，以防地下水位上升对支护体的侧壁形成过大的水土压力，威胁支护结构安全。
　　（3）周边岩土性质的变化观测等。
　　实践表明，除了上述专业化的专项指标的监测之外，其实一日数次的巡视也是相当重要的。有经验的基坑施工人员可从基坑坡体、建筑物基脚边缘的细小裂缝的宽度、方向，迅速判断基坑土体内应力的分布与变化、并进而查找相关的传感器加以验证，并推测造成的原因，寻找积极的对策。
　　四、展望
　　现有的基坑技术规范在推荐的算法中可能存有较大的经验性，其合理性与安全性尚需要验证。而且，就我们许多施工工程及试验来看，有时采取比规范中的推荐值更小的参数，也许在一些工程中是非常安全的，而有些工程中依据规范的计算结果，仍需加大安全系数才能满足要求。