近接道路施工對樓板應力分布影響研究

摘要：國內外對近接工程進行了大量研究，可以從失敗的案例中得到很多借鑒，但由于每個地區地質情況、圍護結構、施工工藝及周邊環境的敏感性要求，需要針對具體的案例展開研究。在九恒路交叉施工過程中，為保障施工安全，在鄰近2#地塊和3#地塊中樓板中埋入應變傳感器，了解壓路機振動工作時三個特定方向對在建建筑物的影響。

關鍵詞：近接工程；近接道路施工；應變傳感器；內應力分布；樓板應力；在建建筑物 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU312 文章編號：1009-2374（2017）10-0020-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.010

隨著杭州城市化進程的發展，在城市市政基礎設施建設過程中，由于規劃及工期等因素的影響，經常存在交叉施工，城市建設出現各類新的安全性問題。通過對杭州某建筑物進行振動測試分別從x、y、z三個方向來研究壓路機振動工作時對其的影響。研究表明：一般振動傳感器振動測試結果表明z軸、x軸、y軸方向振動速度對基坑影響依次增強，然而埋設在隔震溝內側一值小于2cm/s時振動壓路機的振動不對該建筑構成影響。開展九恒路與02和03地塊的交叉施工的相互研究具有重要意義，項目的研究成果可為工程實際提供直接理論依據和參考，同時該項目的研究對其他相似工程具有工程示范作用，為城市建設中遇到的相似問題提供了支撐。

1 實驗方案

由于本工程的特殊性，道路與基坑同時施工，要密切監測緊挨道路一側換撐板帶和建筑樓板內力，現場采用埋設應力傳感器的方式進行監測。

現場應力傳感器埋設在換撐板帶內和與換撐板帶相對應同位置處的樓板內，每個監測位置埋設4只傳感器，其中換撐板帶內2只，樓板內2只，其橫向間距在0.5～1.0m之間，樓板內傳感器和換撐板帶內傳感器間距在1.2～1.8m之間，縱向位置為結構物的頂層鋼筋網以下，用扎絲牢牢綁扎，防止在澆筑混凝土時的振搗以及其他施工振動導致傳感器松綁以及掉落。

為了提高傳感器存活率以及測試時的便利性，導線平均預留長度為15～20m，在鋼筋網內的導線，同樣埋置在第一層鋼筋網下，拉直且稍預留一定長度，用扎絲綁扎，但綁扎程度次于傳感器本身，這樣做的目的有兩個：一是保證在混凝土施工和養護期間的振動和收縮等變化引起導線變形，預留一定長度就可適應以上影響而不會因此而拉斷導線；二是綁扎過緊在施工過程中會限制導線移動，也不利于保護傳感器。在穿出結構物后，用綁帶將同一位置的所有傳感器導線綁扎在一起，集成一束順基坑邊緣向上鋪設在地面上，在測試時就可根據不同位置處傳感器編號迅速采集。

當一幢建筑傳感器全部埋設完畢后，將該幢建筑的所有傳感器導線分成束接進自動采集箱，自動采集箱由自動采集模塊、信號發射器和電瓶組成，該設備可以24小時不間斷進行數據采集，并將數據實時傳送回室內監控設備上，其優點是采集數據連續，可進行長時間采集，實時監測施工動態信息，缺點是需要在預定時間內人工進行電瓶更換，保證采集模塊電力供應。

現場測試時，平行于道路方向為x軸，垂直于道路方向為y軸，垂直于xy，因此在埋設傳感器時，傳感器縱向平行于y軸，即垂直于基坑邊緣。

2 實驗結果及分析

2.1 地塊02樓板內應力分布

監測過程中以02地塊最先開始，監測位置分別為負二層底板、負二層頂板及相對應得換撐板帶、負一層頂板、一層頂板、二層頂板、三層頂板。根據圖1所示的監測曲線數據可知，所有位置受力均為壓應力，同為壓應力的情況下，負二層底板、負二層頂板及換撐板帶中的壓力較大，說明基坑換撐后，該位置起到支撐基坑穩定的作用，但壓應力值在混凝土結構極限受壓范圍之內，既保證了基坑的穩定，又有利于混凝土結構穩定。

從圖1可知，埋設傳感器之后，應力值上升較快，且曲線多出現波動，但波動不劇烈。傳感器埋設之初監測應力值上升較快是因為混凝土澆筑、振搗、養護對其產生的影響以及在養護過程中混凝土本身產生收縮等變形，造成傳感器監測值迅速上升。曲線波動較多，大多是因為施工過程中車輛振動、施工機械振動對其產生的影響。從圖1中還可知，建筑中間位置傳感器監測數據波動大于上層和最底層，是因為在施工過程中，振動由地表傳到地下，在此過程中，中間位置最先受到影響，向上傳遞過程中振動能量在逐漸損失，向下傳遞過程中由于大地存在阻尼作用，其振動能量亦減小。但從數據整體來看，盡管存在波動，但應力值較為平穩。

2.2 地塊03樓板內應力分布

03地塊根據施工進度，監測時間晚于02地塊。監測曲線大致分布同02地塊，但不同的是03地塊位置立即監測數據較為平穩，波動小于02地塊，其原因一是監測時間較短；二是部分傳感器仍為人工測試，其測試頻率小于自動采集箱。03地塊應力監測數據見圖2和圖3所示。

03地塊由于監測時間短和部分傳感器仍以人工測試為主，曲線波動次于02地塊。綜合看數據整體，曲線雖然存在波動，但波動范圍及幅度均較為平穩。

3 結語

（1）二層頂板和三層頂板每個位置埋設兩只傳感器，埋設方向為垂直基坑邊緣。所有傳感器均埋置在結構物頂層鋼筋網下側，用扎絲牢牢綁扎，將導線也同樣綁扎整理，可提高傳感器在施工過程中的成活率。所有傳感器埋設完畢后，接入自動采集箱，可提高采集頻率和采集便利性；（2）換撐過程中，底層結構及換撐板帶起到支撐基坑作用，整體數據波動較大，由于施工振動等影響，中間層受影響最大，底層和上層由于大地及結構物的自身阻尼作用，受影響較??；（3）振動由地表傳到地下，向上傳遞過程中振動能量在逐漸損失，向下傳遞過程中由于大地存在阻尼作用，其振動能量亦減小。但從數據整體來看，盡管存在波動，但應力值較為平穩。

參考文獻

[1] 任松波.沖洪積粘沙土地層交叉異型深基坑施工動態響應分析[D].西安建筑科技大學，2012.

[2] 張學民，石鈺鋒，張自力，等.列車動載作用下偏壓基坑圍護結構的動力響應分析[J].振動與沖擊，2012，（20）.

作者簡介：殷振（1986-），男，浙江上虞人，杭州（九喬）國際商貿城江干區塊建設指揮部辦公室（中國杭州四季青服裝發展有限公司）助理工程師，研究方向：土木工程、市政基礎實施工程。

（責任編輯：黃銀芳）