昆华医院深基坑监测案例探讨

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  基坑概况:
  地点位于昆明市金碧路157号。东临东寺街,北为永宁清真寺,南为崇德清真寺及马氏宅院,西侧为本院门诊楼。1层地下室(-7m)外墙离基坑约2m。基坑深度19.7m,坑底标高1872.68,坑中坑深度22m。
  本基坑是至今为止已完基坑平均深度最深,周边环境最复杂,新工艺最成功,质量最好,监测项目最多,变形最小的深基坑。
  基坑开竣工日期:2009年8月30日开工,2011年3月23日通过5方主体单位及专家现场验收,结论为昆明市首例优良基坑。
  
  
  由于周边建筑太近(大都0-2m),金碧酒楼旁边马氏宅院是昆明市重点保护文物,门诊楼有大量人员在流动,施工需考虑门诊楼不中断使用。清真寺更有宗教活动在举行,任何事故都将引起经济上巨大赔偿,并发负面的社会影响,甚至引起民族纠纷,所以基坑变形控制比规范更严格,比规范标准提高20%以上,如周边建筑变形启动加强观测预警值规定5-10mm,启动应急措施报警值规定10-20mm。
  本工程基坑变形观测由第三方云南省地震局形变测量中心进行,资质齐全合格。周边建筑变形监测自2010年3月9日为第1期至2011年3月21日,共74期,成果见下表。
  
  
  监测项目介绍:
  本工程的监测项目有:基坑顶部水平、垂直位移监测,深层水平、垂直位移监测,土压力盒,钢筋应力计,锚索应力计,静水沉降监测,水位监测,回灌监测,坑底隆起、地面沉降监测,管网监测,裂缝监测,周边建筑保全监测等15项。
  光学监测仪器:水准仪,全站仪等为常用普通光学监测仪器,大家已经熟悉,详见其它文章,本处不做介绍。
  土压力盒:
  JTM-V10B振弦式测读仪,最大读数约为最大压力2倍(0.5MPa)。
  埋置:与地下结构(基础,支护桩,帷幕,錨杆,各类成井孔洞等)距离1m以上,每层土设置,大面对着受力方向。
  经验总结:实测主动压力没有软件计算值大。
  深层水平位移测斜仪:
  JTM-U6000FA活动式垂直测斜仪。现场经验:埋置在土中监测值变形比埋置桩中变形大。基坑底土质为圆砾时,最大变形在坑底以上(软土在坑底附近)。
  土层分层竖向位移:JTM-8000电磁式沉降仪,本工程实测值不大(12mm)。
  锚索内力:JTM-V10B振弦式测读仪。可以直接读出锚索锁定力,及时解决了多根锚索松弛问题。 现场经验:扩大头压力分散型锚索的锚索松弛量比扩大头拉力型锚索稍大。
  支护桩钢筋应力计:JTM-V10B振弦式测读仪,截面报警值计算比较麻烦。这里介绍1个培训教材提供的公式:M=ECI0/Esd(σs1-σs2)。
  支护桩直径1200mm,钢筋计直径28mm,1-32桩孔深度20m处应力计编号分别为(前1)32514,(后1)32422。
  M=截面弯矩(kN•m)。
  Ec =混凝土弹性模量(kN/mm2),本工程C30取(3*10E4)/1000。
  Es=钢材弹性模量(kN/mm2),取(2*10E5)/1000。
  I0=量测惯性矩取3.017E+04(mm4)。
  d=前后钢筋应力计距离(取1032mm)。
  (σs1-σs2)钢筋计读数(-85.6-128.4)。
  代入公式计算M=ECI0/Esd(σs1-σs2) =(3*10E4)/1000*3.017E+04*(-85.6-128.4)/((2*10E5)/1000*1032)=-938 kN•m
  理正软件计算受力弯矩W=1450 kN•m。报警值0.65W=943 kN•m,虽未报警,但已接近。因理正软件从不显示支撑梁、支护桩的承载力,我们可以另换一种思路验算。
  按照JGJ120/2011报批版(比99版内容多适用强),支护桩均匀配筋正截面承载力公式如下:
  M≤2/3fcArsin3πa/π+fyAsrs(sinπa+sinπat)/π
  这里涉及的数据、过程太多(有2页),不能一一列出,可以来邮探讨。
  计算结果支护桩承载力W=2098 kN•m(33根28钢筋拉力360),报警值0.65W=1364 kN•m,与应力计938kN•m相比未报警。从以上2个公式验算结果可以看出支护桩是安全的。
  后期观测如果M报警,就可以及时采取措施,防止事故发生。
  小结:昆明地区的深基坑监测,刚刚起步,尤其是电子监测元件,大家不是很熟悉,阻碍着深基坑变形分析质量的提高。在这里抛砖引玉,希望都来推动提高昆明地区的深基坑监测水平。
  注:文章内的图表及公式请以PDF格式查看
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