深基坑动态设计与信息化施工管理1(修改).doc

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深基坑动态设计与信息化施工管理
湖北地建华南分公司 潘希军
摘 要：全文以工程实例，阐述了深基坑的施工及施工监测，同步准确的监测数据信息反馈设计，及时跟进调整设计方案，确保基坑施工安全。
关键词：深基坑 动态设计 信息化施工

前 言：
随着科学技术的发展和城市空间的缩小，越来越多的建筑市场均把目标投向了建筑地下空间的发展，势必深基坑开挖的工程也就随之而增，深基坑的开挖均面临着周边建筑物、环境和地层复杂等原因存在很多风险，要确保基坑安全除了要有合理的设计方案和有经验的施工队伍外，更重要的是工程施工中的动态化设计和信息化施工管理的实施。下面以工程实例加以阐述。

一、 工程概况
珠海市丽景湾花园二期B区综合楼基坑支护工程，位于珠海市凤凰南路和海燕交汇处东北角，基坑开挖深度为16.5～19.0米深，基坑东侧北段为7~8层住宅楼，基础型式为管桩和天然地基，东侧南段为在建的高层建筑，东侧距离海边约100米；南侧为海燕路；西侧为凤凰路，西南侧为9层明珠酒店，天然地基；北侧6米处为扬名广场；建筑物离基坑边距离约为5~7米。
场地有两侧从上至下地层为回填砂、砾砂和淤泥，地质条件和周边环境相当复杂。
二、 基坑设计方案
基坑支护无放坡空间，只能采用垂直开挖支护。支护结构为桩锚加局部角支撑支护，即钻孔灌注桩加预应力锚索，其中钻孔桩桩径为1.2米，桩间距为1.4米，预应力锚索分为两种，上部砂层采用自进式预应力锚索，锚索长度一般为24m，每根锚（两索）设计抗拔力280KN；下部粘性土层中采用成孔预应力锚索，成孔直径为150mm，锚索长度为28~42米，设计抗拔力500~600KN。
基坑角部采用钢筋砼支撑以增强整体稳定性，并控制其变形，为了避免仰角的应力集中，仰角处角撑还增加一部分斜锚索。角部支撑系统采用钢筋砼梁加钢立柱支护，其中钢筋砼围檩截面为1200mm*700mm，支撑梁截面为800mm*700mm，立柱桩直径为0.9米。
桩间止水采用桩间旋喷桩止水，选用双管高压旋喷桩和钻孔桩一同形成连续封闭的截水帷幕。

三、 动态设计与信息化施工管理
（一）、施工信息反馈
1、地层变化信息反馈与设计调整
在基坑局部施工至第四～五层锚索时，靠近扬名广场（6层建筑物）一侧砂层较厚，淤泥较薄，地下水压力太大，成孔锚索施工时，在止水桩破除后，大量水和砂从孔内涌出，套管都无法成孔，再加之涌砂太多会对建筑物构成威胁，立即停止施工，将这一信息反馈到设计方，经设计到现场分析后，重新更改设计，调整锚索施工方法及锚索设计长度和锚拉力，更改为两排自进式锚索，长度比成孔锚索减少，锚拉力采取两根锚索分摊承担。变更后施工只出现了部分水流出，没用砂涌出，既保证了锚索张拉力又避免了涌水、涌砂，确保了基坑安全。
2、建筑物桩基础条件发生变化信息反馈与设计调整
在靠近明珠酒店（8层建筑物）一侧基坑开挖到-9.0米施工锚索时，发现该建筑物从-11.0米以下就没有桩基础，立即停止施工，将这一信息反馈到设计方，经设计和业主继续对该建筑物的基础资料进行查证该建筑物基础桩确实只有11米深，然后经设计对基坑该区域的荷载重新计算，重新调整锚索长度和锚索竖向间距以及锁定力，并按珠海建设局审图中心审查，该区域按调整后的设计方案进行施工，基坑开挖到底（-17.5米）后仰角处顶部位移最大只有3厘米多。保证了基坑和建筑物的安全。
（二）基坑监测数据信息的反馈
深基坑开挖和支护过程中，基坑周边各种监测数据的变化将直接反映为基坑的变形情况，其数据的准确性，及时性对基坑安全施工起着重要作用。及时反馈监测信息，然后经设计分析监测数据，以便及时调整设计，确保基坑安全。
1、错误的监测信息也会给工程带来很大的影响。
本工程曾经因监测信息反馈错误而造成施工停待，并大大延误了工期。基坑挖至-6.0米左右时，紧靠明珠酒店8层建筑物的一角撑第一道支撑监测结果显示梁的混凝土应力最大值达到26.8Mpa，可计算出该梁当时受力值为15000KN。而现场梁截面没有任何裂缝，坡顶位移变形及支护桩内钢筋应力计变化值均很小。按这一应力变化趋势可以判断该区域梁几乎达到破坏状态，基坑和周边建筑物面临相当危险，因此建设局还下达了停工通知，并勒令施工单位进行了局部回填处理。后经过专家现场踏勘分析判断应为梁筋应力计自身灵敏度受温度影响较大或在安装设备时设备遭到破环，导致出现异常监测结果，不能真实反映支撑梁自身受力状态，数据不可取。支撑梁应处于安全稳定状态。后经过采取在梁顶激光测距来反应其变化情况，经监测结果显示变化稳定。因此说明监测数据的准确性对基坑和建筑物安全有着极大的重要性。
2、监测信息的分析对比，合理调整设计，确保基坑安全。
本工程靠近扬名广场主楼一侧基坑挖至-10米时，基坑顶部位移接近报警值，并趋于上升的势头，而锚索应力和桩内钢筋应力及深层位移监测结果显示变化不大，监测数据及时反馈到设计后，设计方经过认真分析研究，认为造成这一异常现象可能是因扬名广场摩擦基础桩对基坑边土体存在侧压力，而设计时该压力未考虑（目前学术中尚无明确指出这方面的理论观点）。因该区域基坑还要下挖近7米深，为确保基坑安全，抑制位移量继续增大，要求施工单位建议在该剖面上部已施工段增补一道预应力锚索。
该区域各种监测数据曲线如下：
图一 深层位移变化曲线图

扬名广场主楼基坑仰角深层位移曲线
0
5
10
15
20
25
30
2010.4.26
2010.5.10
2010.5.24
2010.6.7
2010.6.19
2010.7.5
2010.7.19
2010.8.2
2010.8.16
2010.8.30
2010.9.13
2010.9.27
2010.10.11
2010.10.25
2010.11.8
日 期
位移值（mm）

图二 顶部位移变化曲线图
扬名广场主楼基坑仰角坡顶S18点位移曲线
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2010.4.26
2010.5.10
2010.5.24
2010.6.7
2010.6.21
2010.7.5
2010.7.19
2010.8.2
2010.8.16
2010.8.30
2010.9.13
2010.9.27
2010.10.11
2010.10.25
日 期
位移值(mm)

日 期
图三 锚索应力变化曲线图扬名主楼基坑仰角锚索F8-4应力变化曲线
125
130
135
140
145
150
155
160
2010.8.24
2010.8.31
2010.9.7
2010.9.14
2010.9.21
2010.9.28
2010.10.5
2010.10.12
2010.10.19
2010.10.26
2010.11.2
2010.11.9
锚索应力值（KN）

从以上数据可以看出基坑位于扬名广场一侧主楼区域虽然坑顶位移比较大，且存在变化不稳定，存在加大的趋势，而锚索应力及支护桩内钢筋应力都趋于稳定，且有下降的趋势，深层位移变化也不大，且较稳定，与坑顶位移加大均不匹配，经设计人员仔细分析研究并查找扬名广场主楼桩基础类型等资料核对认定该主楼桩基础周边摩阻力的影响形成了一定的土压力附加，为确保基坑和建筑物安全，消除隐患，设计果断地采取增补锚索设计。增补锚索施工后基坑继续向下开挖支护，最后该区域基坑挖至-19.0米时位移均变化很小，趋于稳定。杜绝了事故发生。

四、 结束语
动态设计与信息化施工管理是深基坑施工管理中最重要的工作，同时，基坑监测也很关键。施工过程中发现地质条件及周边环境发生变化时，应及时把信息反馈给设计部门进行复核调整，当基坑监测数据反映出异常或基坑变形加剧时，应及时把信息反馈给安监、设计、甲方、监理等各部门，基坑应立即停止开挖，同时启动基坑安全应急预案，组织相关部门会审得出结论后方可进行下步工作。只有认真做好深基坑动态设计与信息化施工管理工作，才能确保基坑施工的安全。

作者：潘希军 男 汉族 1971年4月出生 从事基础施工 工程师 湖北地建华南分公司
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