深基坑开挖支护结构监测技术

摘 要：文章主要是分析了深基坑施工中支护结构，在此基础上讲解了支护结构分析与监测技术，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键词：深基坑施工;支护结构;监测技术;研究

中图分类号：TU753 文献标识码：A

0 前言

当前我国城市化进程的不断加快，使得地下空间的应用是能够有效缓解城市土地紧缺的问题。城市中的交通、高层建筑以及地下停车场等的系统项目不断增多的情况下，使得地基中存在的相关问题也变得更为重要。深基坑工作是高层建筑中重要的基础，为此为能够更好推动到城市的发展，文章对深基坑支护结构以及检测技术展开了研究和探讨。

1 深基坑施工中支护结构

在进行深基坑支护结构的施工过程中，应当要严格的按照专家论证的施工方案进行施工。除了保证基坑支护系统本身的稳定和安全外，还必须保证施工过程中的铺装准备工作和基坑施工的后续质量。在基坑施工期间，有必要严格控制成孔和清孔的施工处理措施。在施工期间，要保证施工的整体质量，特别是在降低钢笼时，要保证下降的速度和稳定性，才可以有效的保证桩的后续施工效益。在支桩施工中还应做好成孔、清孔的准备工作，做好钢筋笼安装、制作、浇筑的质量控制工作，这样才能保证施工桩的整体质量。在支撑桩施工中，可以采用SMW施工法进行处理，但施工过程中需要采用插入h型钢的水泥搅拌法，同时搅拌要均匀，搅拌前水泥水泥比和水泥良率的数据要合理。在深基坑支护施工过程中，涉及到许多施工技术。在具體的应用中，要根据实际需要对施工进行调整和优化，并可以依据施工的现场做好相关施工质量控制的措施，才能够有效的保证到了整体施工质量。

1.1 拉锚式支护施工

在工业建筑、民用建筑的基坑施工中，锚杆拉拔施工技术具有较高的应用价值，因此在具体工程中的应用频率相对较高。从具体施工方法来看，可分为两类。首先属于地锚处理，借助地锚和建筑结构实现地锚固定处理，整体结构相对简单固定。本施工技术的主要特点是在基坑施工过程中不需要使用任何锚杆。基坑本身的深度比较高，所以对土层深度的要求也比较高。采用另一种锚杆施工方式作为施工支护，采用锚杆支护方式的安全效益，实现了土体加固，实现了锚碇基坑锚杆超出临界滑动面层的覆膜变形，该施工技术的主要特点是相对较小;其建设规模较大，建设成本高，方便快捷的特点突出，因此，可以应用于一些中小型建设项目。

1.2 土钉支护施工

土钉墙在混凝土施工中的应用主要是灌注土钉墙、土钉墙和混凝土结构表面的施工，土钉墙支护等施工技术的固定，可以实现土体的过程，可以有效地防止土体的移动，该运动的加筋土压力问题，可以直接向同时释放的压力，更好地保证到了边坡和深基坑本身的稳定性。这种施工工艺具有成本低、材料成本低、施工效率高的优点，因此整体成本较低。同时，施工成果具有较强的韧性和广泛的应用。它几乎可以用于任何类型的建筑。但是拔锚支护的施工成本比拔锚支护高，需要根据其实际的施工条件由环境决定。

1.3 悬臂式支护施工

与上述两种支护施工方案相比，悬臂支护施工方案不需要任何支护结构，特别是对锚杆和支护要求不高。对于一些建筑工程，特别是具有理想土体的工程，不需要物质支撑。在悬臂施工方案中，平衡体主要用于施工坑内，实现对抗性加固处理。平衡体的使用是为了保证整个基坑能够保持平衡，不会由于土层的移动而产生位移或变形，土体的稳定性相对较高。悬臂支护施工技术应用范围有限，通常应用于土质较理想的工程中，其在软土中的应用效果并不理想，甚至需要连接如土钉墙等辅助支护，应用范围限制较高，因此很难对软土产生相应的效果，由于对基坑本身的深度要求较高，因此在小基坑工程中难以应用，施工成本相对较低。这一费用适用于所有项目。

2 支护结构分析与监测技术

2.1 围护结构变形

基坑支护结构的变形分析是基坑支护结构分析的关键，是造成其他变形的根本原因。本工程主要是采用到了地下连续墙支护结构。它有着施工速度快、噪音低、施工面小等的优势，和可靠近建筑物和12 m以上的管道等优点。适用于深基坑的施工，地下连续墙容易产生较大的横向变形，造成周围土体和建筑物的较大沉降。因此，地下连续墙的变形控制是工程变形预测与控制中的重点和难点，对支护结构的安全监测有着十分重要的意义。计算结果与实测结果符合一般地下连续墙的变形规律。基本上，地下连续墙底部位移为零（测得深度不达到地下连续墙底部，测得损失），顶部位移较小，整体位移方向，而深基坑水平位移监测站指向的基坑变形通常布置在中心截面，尽量避免支承位置的刚度约束。倾斜管道的埋深、成活率和成活深度对监测工作的实施效果有重要影响。在土体变形监测中，存活深度低，监测效果差。深部水平位移测量侧向测斜仪是常用的，是一种能准确测量地层沿垂直方向或水平方向位移的支护结构内部工程测量仪器，通常在计算位移时在底部零点处，根据测斜仪每0.5 m偏移量测一次，通过累积曲线得出整体变形情况，工程地下连续墙深度可达60 m，测斜管实际埋于墙后土壤中的深度仅为44 m。土方开挖完成后，44 m处位移高达10 mm。为了获得更准确可靠的监测数据，并与挡土墙的变形数据进行比较，墙后埋设的测管深度应达到地下连续墙的深度。在实际监测中，通常以底部为位移零点进行位移累积计算。当测斜仪深度不足或生存深度不足时，该方法不再适用。在实际的项目中，顶部的水平位移测斜仪可以测量，和缺乏深度的顶部被列为位移的位移曲线，也就是说，曲线变换，为了使顶部位移和位移测量是一致的，因此，通过测斜仪能够得到墙体底部的水平位移，绘制出更合理的墙体变形曲线。由于地质勘探和土工试验获得的土体参数与工程的实际状态之间存在了一定的差异，可以通过反分析方法对土体参数进行优化，进而预测基坑的变形数据。根据现场实测的变形信息，确定土体参数，模拟下一步开挖施工条件，指导施工。这样，当发现问题时，应及时制定对策，保证基坑的安全，并将信息反馈给设计，可为同类工程的优化设计提供参考，从而达到经济安全的目的。地下连续墙的变形控制采用累积位移控制和变化率控制双重控制标准。在紧急情况下，挡土墙结构的变形速度迅速增加，措施的响应时间短。当变化率超过警戒值时，必须发出第一次警告。

2.2 围护结构内力

当前由于基础坑工程建设逐步受强度控制的限制，因此尚未涉及板坯结构的监测和评估。保持结构的内部力变化是评估结构安全的最直接且可靠的手段。当前对保留结构的内部力的研究主要是从时刻控制的角度。在测量的增强恢复力矩的基础上，这样能够有效的避免了时刻的繁琐计算。在本文中，根据接地连续墙体增强件的应力和突出侧混凝土的应力计算值，然后计算加固和层压侧混凝土的应力和测量值。极地弯曲构件的故障过程可以分为几个阶段：第一级是跳闸区中混凝土变形的发育阶段，股线侧混凝土的拉伸应变接近终极拉伸应变，应力达到终极拉伸应变，压力达到拉伸强度，裂缝即将出现;第二阶段是混凝土出口的裂缝，裂纹传播和痕量区域。钢棒的拉伸应力显著增加，负荷继续增加;第三阶段是钢筋的汽提。应迅速增加拉力，突出侧的混凝土应继续裂纹，中心轴应移动，应减少压力调节直至混凝土压缩，混凝土被壓碎，并将混凝土压碎，以及部件的承载力丢失。本规范中，隔板强度控制报警值由突出侧钢筋设置，达到设计强度。当驱动侧钢筋达到设计强度时，构件已处于相邻破坏的第二阶段。在此之前，混凝土出口引起的应力明显增加。如果现阶段不警惕，加强监测，可能会损失足够的反应时间，在实际工程中，根据混凝土的抗拉强度，近似拉应变相对保守，以近似极限拉应变为第一个预警控制值。由于加固和混凝土的变形是协调的，因此可以根据嵌入在隔膜壁中的应变计测量的应变值来计算张力侧边缘处的混凝土的菌株，与膜片壁嵌入，与截面尺寸和加强设计相结合。混凝土的最大拉伸应变可用作监测内容，然后参与到了评估和预警。

2.3 支撑轴力

在钢筋笼中，倾斜管与主加固相结合，在基坑外形成桩后进行测量，在增强应力和变形方面，主要选择桩和桩的变形观测，所用桩需用加固仪进行测量，以确保测功指标符合标准。钢支架施工时，应采用截面大于5 m的钢筋，施工过程中，钢筋应力集中，串列连接，每段布置两根钢筋，采用VW-1型振弦频率计。钢筋混凝土支架的轴力监测通常采用钢应变片或混凝土应变片，应变片可直接埋入到了结构内部当中，试件选用到一些较为均匀的材料位置，这样才可以有效的避免到了刚度大的位置，以保证试验的顺利进行为了提高测试点的精度和保护，通常在试件上预埋四个钢制仪器，安装在混凝土支架四角的受力钢筋上，因此，如果条件允许，数据处理时可补充混凝土应变片进行一个校核，传感器的埋置部分应当有效的避开一些刚度较大的零件。目前，支架轴力控制报警值是根据轴力设计值设定的。在大多数情况下，其可以有效的满足到了监测要求，但附加弯矩有较大的混凝土支撑。如果四个应变片仍设置在四个角上，则通过计算平均值，轴向力已失去评估。此时，必须考虑附加弯矩的影响。根据实测应变，混凝土支护作为一种受力受弯构件，在实际工程中，对于大开挖深度和大弯矩难以控制单层或双层混凝土支撑大型基坑。

3 结束语

由上可知，支护结构的位移以及变形是基坑支护结构中重要的组成部分，其也能够有效保障到支护施工的收益。由于基坑支护结构施工方案较多，为此在施工过程中应当依据工程实际情况选择合适的施工方案，才能够确保到施工的质量，保障施工的效益。

参考文献：

[1]张建国.微型钢管桩在基坑支护中的施工应用研究[J].工程与管理科学，2021（6）：64-66.

[2]吴培元.深基坑开挖支护结构监测分析[J].智能城市，

2020（9）：174-175.

作者简介：郭冠男（1994-），男，辽宁营口人，本科，助理工程师（市政工程方向），研究方向：土木工程。