深基坑開挖支護結構監測技術

摘 要：文章主要是分析了深基坑施工中支護結構，在此基礎上講解了支護結構分析與監測技術，望可以為有關人員提供到一定的參考和幫助。

關鍵詞：深基坑施工;支護結構;監測技術;研究

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A

0 前言

當前我國城市化進程的不斷加快，使得地下空間的應用是能夠有效緩解城市土地緊缺的問題。城市中的交通、高層建筑以及地下停車場等的系統項目不斷增多的情況下，使得地基中存在的相關問題也變得更為重要。深基坑工作是高層建筑中重要的基礎，為此為能夠更好推動到城市的發展，文章對深基坑支護結構以及檢測技術展開了研究和探討。

1 深基坑施工中支護結構

在進行深基坑支護結構的施工過程中，應當要嚴格的按照專家論證的施工方案進行施工。除了保證基坑支護系統本身的穩定和安全外，還必須保證施工過程中的鋪裝準備工作和基坑施工的后續質量。在基坑施工期間，有必要嚴格控制成孔和清孔的施工處理措施。在施工期間，要保證施工的整體質量，特別是在降低鋼籠時，要保證下降的速度和穩定性，才可以有效的保證樁的后續施工效益。在支樁施工中還應做好成孔、清孔的準備工作，做好鋼筋籠安裝、制作、澆筑的質量控制工作，這樣才能保證施工樁的整體質量。在支撐樁施工中，可以采用SMW施工法進行處理，但施工過程中需要采用插入h型鋼的水泥攪拌法，同時攪拌要均勻，攪拌前水泥水泥比和水泥良率的數據要合理。在深基坑支護施工過程中，涉及到許多施工技術。在具體的應用中，要根據實際需要對施工進行調整和優化，并可以依據施工的現場做好相關施工質量控制的措施，才能夠有效的保證到了整體施工質量。

1.1 拉錨式支護施工

在工業建筑、民用建筑的基坑施工中，錨桿拉拔施工技術具有較高的應用價值，因此在具體工程中的應用頻率相對較高。從具體施工方法來看，可分為兩類。首先屬于地錨處理，借助地錨和建筑結構實現地錨固定處理，整體結構相對簡單固定。本施工技術的主要特點是在基坑施工過程中不需要使用任何錨桿。基坑本身的深度比較高，所以對土層深度的要求也比較高。采用另一種錨桿施工方式作為施工支護，采用錨桿支護方式的安全效益，實現了土體加固，實現了錨碇基坑錨桿超出臨界滑動面層的覆膜變形，該施工技術的主要特點是相對較小;其建設規模較大，建設成本高，方便快捷的特點突出，因此，可以應用于一些中小型建設項目。

1.2 土釘支護施工

土釘墻在混凝土施工中的應用主要是灌注土釘墻、土釘墻和混凝土結構表面的施工，土釘墻支護等施工技術的固定，可以實現土體的過程，可以有效地防止土體的移動，該運動的加筋土壓力問題，可以直接向同時釋放的壓力，更好地保證到了邊坡和深基坑本身的穩定性。這種施工工藝具有成本低、材料成本低、施工效率高的優點，因此整體成本較低。同時，施工成果具有較強的韌性和廣泛的應用。它幾乎可以用于任何類型的建筑。但是拔錨支護的施工成本比拔錨支護高，需要根據其實際的施工條件由環境決定。

1.3 懸臂式支護施工

與上述兩種支護施工方案相比，懸臂支護施工方案不需要任何支護結構，特別是對錨桿和支護要求不高。對于一些建筑工程，特別是具有理想土體的工程，不需要物質支撐。在懸臂施工方案中，平衡體主要用于施工坑內，實現對抗性加固處理。平衡體的使用是為了保證整個基坑能夠保持平衡，不會由于土層的移動而產生位移或變形，土體的穩定性相對較高。懸臂支護施工技術應用范圍有限，通常應用于土質較理想的工程中，其在軟土中的應用效果并不理想，甚至需要連接如土釘墻等輔助支護，應用范圍限制較高，因此很難對軟土產生相應的效果，由于對基坑本身的深度要求較高，因此在小基坑工程中難以應用，施工成本相對較低。這一費用適用于所有項目。

2 支護結構分析與監測技術

2.1 圍護結構變形

基坑支護結構的變形分析是基坑支護結構分析的關鍵，是造成其他變形的根本原因。本工程主要是采用到了地下連續墻支護結構。它有著施工速度快、噪音低、施工面小等的優勢，和可靠近建筑物和12 m以上的管道等優點。適用于深基坑的施工，地下連續墻容易產生較大的橫向變形，造成周圍土體和建筑物的較大沉降。因此，地下連續墻的變形控制是工程變形預測與控制中的重點和難點，對支護結構的安全監測有著十分重要的意義。計算結果與實測結果符合一般地下連續墻的變形規律。基本上，地下連續墻底部位移為零（測得深度不達到地下連續墻底部，測得損失），頂部位移較小，整體位移方向，而深基坑水平位移監測站指向的基坑變形通常布置在中心截面，盡量避免支承位置的剛度約束。傾斜管道的埋深、成活率和成活深度對監測工作的實施效果有重要影響。在土體變形監測中，存活深度低，監測效果差。深部水平位移測量側向測斜儀是常用的，是一種能準確測量地層沿垂直方向或水平方向位移的支護結構內部工程測量儀器，通常在計算位移時在底部零點處，根據測斜儀每0.5 m偏移量測一次，通過累積曲線得出整體變形情況，工程地下連續墻深度可達60 m，測斜管實際埋于墻后土壤中的深度僅為44 m。土方開挖完成后，44 m處位移高達10 mm。為了獲得更準確可靠的監測數據，并與擋土墻的變形數據進行比較，墻后埋設的測管深度應達到地下連續墻的深度。在實際監測中，通常以底部為位移零點進行位移累積計算。當測斜儀深度不足或生存深度不足時，該方法不再適用。在實際的項目中，頂部的水平位移測斜儀可以測量，和缺乏深度的頂部被列為位移的位移曲線，也就是說，曲線變換，為了使頂部位移和位移測量是一致的，因此，通過測斜儀能夠得到墻體底部的水平位移，繪制出更合理的墻體變形曲線。由于地質勘探和土工試驗獲得的土體參數與工程的實際狀態之間存在了一定的差異，可以通過反分析方法對土體參數進行優化，進而預測基坑的變形數據。根據現場實測的變形信息，確定土體參數，模擬下一步開挖施工條件，指導施工。這樣，當發現問題時，應及時制定對策，保證基坑的安全，并將信息反饋給設計，可為同類工程的優化設計提供參考，從而達到經濟安全的目的。地下連續墻的變形控制采用累積位移控制和變化率控制雙重控制標準。在緊急情況下，擋土墻結構的變形速度迅速增加，措施的響應時間短。當變化率超過警戒值時，必須發出第一次警告。

2.2 圍護結構內力

當前由于基礎坑工程建設逐步受強度控制的限制，因此尚未涉及板坯結構的監測和評估。保持結構的內部力變化是評估結構安全的最直接且可靠的手段。當前對保留結構的內部力的研究主要是從時刻控制的角度。在測量的增強恢復力矩的基礎上，這樣能夠有效的避免了時刻的繁瑣計算。在本文中，根據接地連續墻體增強件的應力和突出側混凝土的應力計算值，然后計算加固和層壓側混凝土的應力和測量值。極地彎曲構件的故障過程可以分為幾個階段：第一級是跳閘區中混凝土變形的發育階段，股線側混凝土的拉伸應變接近終極拉伸應變，應力達到終極拉伸應變，壓力達到拉伸強度，裂縫即將出現;第二階段是混凝土出口的裂縫，裂紋傳播和痕量區域。鋼棒的拉伸應力顯著增加，負荷繼續增加;第三階段是鋼筋的汽提。應迅速增加拉力，突出側的混凝土應繼續裂紋，中心軸應移動，應減少壓力調節直至混凝土壓縮，混凝土被壓碎，并將混凝土壓碎，以及部件的承載力丟失。本規范中，隔板強度控制報警值由突出側鋼筋設置，達到設計強度。當驅動側鋼筋達到設計強度時，構件已處于相鄰破壞的第二階段。在此之前，混凝土出口引起的應力明顯增加。如果現階段不警惕，加強監測，可能會損失足夠的反應時間，在實際工程中，根據混凝土的抗拉強度，近似拉應變相對保守，以近似極限拉應變為第一個預警控制值。由于加固和混凝土的變形是協調的，因此可以根據嵌入在隔膜壁中的應變計測量的應變值來計算張力側邊緣處的混凝土的菌株，與膜片壁嵌入，與截面尺寸和加強設計相結合。混凝土的最大拉伸應變可用作監測內容，然后參與到了評估和預警。

2.3 支撐軸力

在鋼筋籠中，傾斜管與主加固相結合，在基坑外形成樁后進行測量，在增強應力和變形方面，主要選擇樁和樁的變形觀測，所用樁需用加固儀進行測量，以確保測功指標符合標準。鋼支架施工時，應采用截面大于5 m的鋼筋，施工過程中，鋼筋應力集中，串列連接，每段布置兩根鋼筋，采用VW-1型振弦頻率計。鋼筋混凝土支架的軸力監測通常采用鋼應變片或混凝土應變片，應變片可直接埋入到了結構內部當中，試件選用到一些較為均勻的材料位置，這樣才可以有效的避免到了剛度大的位置，以保證試驗的順利進行為了提高測試點的精度和保護，通常在試件上預埋四個鋼制儀器，安裝在混凝土支架四角的受力鋼筋上，因此，如果條件允許，數據處理時可補充混凝土應變片進行一個校核，傳感器的埋置部分應當有效的避開一些剛度較大的零件。目前，支架軸力控制報警值是根據軸力設計值設定的。在大多數情況下，其可以有效的滿足到了監測要求，但附加彎矩有較大的混凝土支撐。如果四個應變片仍設置在四個角上，則通過計算平均值，軸向力已失去評估。此時，必須考慮附加彎矩的影響。根據實測應變，混凝土支護作為一種受力受彎構件，在實際工程中，對于大開挖深度和大彎矩難以控制單層或雙層混凝土支撐大型基坑。

3 結束語

由上可知，支護結構的位移以及變形是基坑支護結構中重要的組成部分，其也能夠有效保障到支護施工的收益。由于基坑支護結構施工方案較多，為此在施工過程中應當依據工程實際情況選擇合適的施工方案，才能夠確保到施工的質量，保障施工的效益。

參考文獻：

[1]張建國.微型鋼管樁在基坑支護中的施工應用研究[J].工程與管理科學，2021（6）：64-66.

[2]吳培元.深基坑開挖支護結構監測分析[J].智能城市，

2020（9）：174-175.

作者簡介：郭冠男（1994-），男，遼寧營口人，本科，助理工程師（市政工程方向），研究方向：土木工程。