喀斯特地貌区建筑固废填方市政广场变形监测.pdf
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1、科学技术创新 2023.25喀斯特地貌区建筑固废填方市政广场变形监测贺美潮(广西现代职业技术学院,广西 河池)引言在地处多雨南方喀斯特地貌山体上“搬山填山”修建市政广场,可以减轻城市用地压力,又可消耗大量建筑固废,缓解天然砂石短缺降低建筑能耗。但是,该市政固废填方广场变形滑坡会直接影响人们休闲娱乐体验,甚至威胁着该地居民及游客人身安全和公路车辆、建(构)筑物等财产安全。因此,需要建设前的超前精准设计,同时后期的稳定运行,及时加固维护、暂时关闭使用(如雨季)、甚至放弃使用,须要对挖填方广场地表沉降,变形滑坡体及支挡结构进行变形自动监测及时预警。1填方广场新复杂环境工况高填方建设工程监测是现代建筑
2、工程中面临较为困难的工作之一,尤其本文所研新建填方市政广场地域属构造剥蚀喀斯特地貌谷地,受构造及岩性影响大,且填方料为大宗具有显著非均质性、非连续特征的建筑固废。新建填方市政广场场域基岩地层为石灰岩、泥页岩,山麓上覆为碎石土及非均布粉质黏土松散坡残积物。填筑建筑固废材料典型成份类型及质量分布比例,统计结果见图 1,建筑固废料颗分曲线见图 2。图 1填方固废典型成份质量分布比例图 2建筑固废料颗分曲线2固废填方广场工程变形监测摘要:为应对建筑固废污染及天然砂石等建筑材料短缺和建筑全过程能耗量滞后绿色建筑方针,同时喀斯特石漠化山区城市填方广场建设工程可消耗大量建筑固废助力双碳目标。基于此,实施了以
3、山区城市填方市政广场为背景及载体进行建筑固废资源化再开发利用再建设。鉴于主要以地形地貌与地层岩性,建筑固废覆填混合料特性为表现的新复杂环境工况,重点对建筑固废覆填挖填方广场地表沉降,变形滑坡及支挡结构进行了变形自动监测和结果分析,得出的一系列结论和经验可为将来类似工程建设提供参考。关键词:喀斯特地貌区;建筑固废;填方广场;变形监测;累计位移中图分类号院TU751文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤25-0074-04基金项目:2021 年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目:建筑固废在河池地区文化广场建设工程中的应用研究(2021KY1422)。作者简介:贺美潮(1988
4、-),男,硕士,主要从事环境岩土和建筑固废资源化研究工作。74-2023.25 科学技术创新图 4监测系统布设示意图 51 号测点监测数据曲线(取每 3 日均值)图 63 测点各方向月累计位移变化量对于地面形变监测,有水准复测、GNSS 监测网和InSAR 监测等技术和手段1-3。GNSS 监测网以点监测为主,本文利用 GNSS 网在工程建设中后期及工后第一年对填方域连续观测,实现对填方广场区域地面和支挡结构变形场进行监测,定量监测区域地面稳定性变化并确定区域地面稳定性变化权重,分析预测滑坡塌方可能性而实现超前精准预警。2.1变形监测区概况西南地区某建筑固废填方市政广场工程填方体界面滑坡沉降变
5、形场,地貌上位于低起伏喀斯特山麓,工程变形监测区为谷地填方广场区域地面和支挡结构。填方广场长约 350 皂,宽约 250 皂,高约 20 皂,山麓上覆为碎石土及非均布粉质黏土为主,下伏岩为石灰岩、页岩,山麓坡度约 35毅(见图 3)。变形体的监测控制结构面是土岩界面,根据工程地质理论及工程经验定性为推移式滑坡,且地处多雨南方,地质灾害易受暴雨或久雨等因素诱发4-5。2.2GNSS 监测网点布设分析本项目采用我国自主研发的 GNSS 监测仪器,参考现有类似工程研究成果及经验以及实际工况灵活初步布设目标监测点,包括表面位移监测基准点 员套、近临空面测量点 3 套、雨量站 员 套(见图 4)。基准点
6、设置在挖填方广场被监测变形区域外的基岩,监测点重点布置于变形场的关键位置,以及可能变形较大的地方,如滑坡前缘地带。2.3变形监测数据分析数据选取设备安装调试完成后变形场近临空面 3个 GNSS 监测点 4 个月表面变形监测数据。该时间段内系统设定变形监测和雨量数据一天一传。为了更好地分析建筑固废填方变形场的变形规律,表面变形监测点分解为 X、Y 水平位移方向和 H 垂直位移方向,且规定 X 方向为径向为正,规定 Y 方向为顺坡向为正,H 方向规定为下沉为正6。通过实时采集软件数据库获得 3 个监测点对基准点的相对坐标数据,经计算得到各监测点在 X、Y 和 H 方向位移变化量6,最后对各监测点的
7、位移变化量按月进行统计并绘制得到累图 3填方场域剖面示意75-科学技术创新 2023.25计位移量随时间分布曲线图,具体如图 6、图 7 所示,其中图 5 为 1 号测点取每 3 日均值的监测位移数据曲线。图 73 测点各方向月累计位移增长率据图 5、图 6 位移监测数据可知,在 4 个月的监测过程中,对于 H 向位移形变量,1 号测点由上月的81.2 mm 近翻倍增长到后月的 162.1 mm;2 号测点和3 号测点 H 向位移形变量在该 4 个月的监测过程中趋于接近,上月的起始位移形变量分别为 68.1 mm、69.8 mm,在后月位移形变量分别为 144.8 mm、139.9mm。据图
8、7 可知,月累计位移增长率,3 号测点最低,3测点 X、Y 向位移形变量与 H 向均表现为负相关,同时监测数据表明在上月到后月过程中,X、Y 向先降后升,H 向先升后降,峰值 69.0%。由图 5、图 6 对 3 个监测点整体分析表明,3 监测点在 X、Y、H 3 个方向的位移变化速率趋势皆表现出地递减一致性,但 X、Y 向位移形变增长过程较 H 向平缓,并且 X、Y 向位移形变量 1 号测点最大。同时,在该 4 个月表面变形监测时间段内 3 监测点 H 向位移形变量起点值接近于 X、Y 向位移形变量终点值。2 号监测点和 3 号监测点在 X、Y、H 3 个方向位移形变量皆较 1 号测点少,尤
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