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1、围护结构深层水平位移在基坑开挖中应用 摘要：本文主要讲述围护结构深层水平位移监测的工作原理以及产生基坑变形的原因，通过实例分析围护结构深层水平位移在基坑突变过程中的运用。关键词：基坑、深层水平位移、突变中图分类号：TV551.4文献标识码：A引言9纵观近几十年中国经济发展的加速，越来越多的城市陆续开展在地铁建设当中。从北京、上海、广州等一线城市做为地铁建设的先驱者，到南京、沈阳、西安等二线城市紧跟步伐，再到苏州、宁波、无锡等副省级城市加入到地铁行列当中。地铁建设本身就是打破自然平衡到重新建立另一个平衡的过程，随着地铁建设的增加也有越来越多的事故发生，为了降低人为
2、事故所造成的经济损失及人员的安全，地铁建设中一个又一个技术难点被设计、施工等参建方突破。但岩土工程迄今为止还是一门不完善的科学技术，很难单纯从理论上计算出和预测工程中可能遇到的问题，而且理论预测值还不能全面而准确的反应工程的各种变化，所以在理论分析指导下有计划的进行现场监测是十分必要的。监测是对工程施工质量及其安全性用相对精确之数值解释表达的一种定量方法和有效手段，是对工程设计经验安全系数的动态诠释，是保证工程顺利完成的必需条件。围护结构深层水平位移是基坑变形监测中一个重要的内容，在众多的监测项目中，支护结构系统的变形是支护结构各部分与土体及外界因素相互作用的反映
3、，是结构内力变化与调整的宏观表现，其特征和数值是整个结构系统是否正常工作最直观的标志，又是突发性事故的前兆，因为，它是施工安全监测的主要依据。产生围护墙墙体的变形原因主要是墙体从水平向改变基坑外围土体原始应力状态而引起地层移动。基坑开始开挖后，围护墙便开始受力变形。在基坑内侧卸去原有土压力时，在墙体外侧则受到主动土压力。而在基坑的围护墙内侧则受到全部或部分被动土压力。由于总是开挖在前，支撑在后，所以围护墙在开挖过程中，安装每道支撑以前总是已发生一定的先期变形。基坑变形监测的目的是为了进行变形报警，目前报警的依据有两种：一是围护结构深层水平位移最大累计量；二是围护结
4、构深层水平移位最大日变化速率。1．监测仪器工作原理围护结构水平位移的监测方法主要是通过测斜仪测量测斜管轴线与铅垂线之间的夹角变化量,从而计算出桩体各点的水平位移大小。通常提前埋设垂直并互成90°四个导槽的管子,当管子受力发生变形时,将测斜仪探头放入测斜管导槽内,逐段(一般500mm)9量测变形后管子的轴线与垂直线之间的夹角θi,并按测点的分段长度,分别求出不同高程处的水平位移增量Δdi,即Δdi=Lsinθi，见图1。图1工作原理图2．设备安装和布置目前国内测斜管主要是由聚氯乙烯塑料管制成，其弯曲性能能适应被测桩体的位移情况。测斜管底宜与钢筋笼或型钢底部持平或略低
5、于钢筋笼或型钢底部，测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎或焊接埋设时，间距以管子不移动、不松动为原则。测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处牢固固定、密封。测斜管绑扎时应调正方向，使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向）。封好底部和顶部，保持测斜管得干净、通畅和平直，见图2。3．监测数据采集与整理分析3.1测斜数据采集9将测斜导管预埋设后,测定导管的位置初始值。当桩体发生侧向移动时,测斜管也相应地产生形变。将测斜仪探头沿测斜管导槽底部自下而上每隔500mm测得读数并提拉而上,直至孔口测完各个读数X0;然后将探头取出旋转180°,按照同样方法测得X180;X0-
6、X180为X方向在各部位的读数差。通过比较各位置的读数差与初始值,可求得各位置的相对位移变化量,即差数。对差数求和得到位移量;最后,对同一位置的位移量矢量合成,可求得沿深度的位移量。利用测斜仪定期对管道的形变情况进行监测,然后通过纵向比较各期的监测数据,就能够得到管道沿深度在监测期间的形变情况。监测操作中,可分为每500mm正反读数两次，每500mm正反读数一次。差数=（X0-X180）/2-初始值根据差数,从而可换算出标准基本长度范围内的水平位移,通过算术和得到测孔全长范围内的水平位移。即:S为测孔全长范围内的水平位移,单位为mm;n为测孔全长范围内的测试点数3
7、.2测斜整理分析测斜仪得到的数据可以绘制直观的曲线作分析使用:位移－深度—时间曲线即位移随时间深度变化的过程线。每一测斜孔深度(即测点)都可以绘制自己的过程线。通常绘制地表或最大位移深度面上的累计(或相对)位移一时间曲线。如图3某真空预压软基处理曲线图、图4某软土地区地铁附属结构开挖变形曲线图。图3真空预压软基处理曲线图图4软土地区地铁附属结构开挖变形曲线图4．监测频率和控制指标及标准4.1监测频率9实际观测时视现场加载施工情况以及深层水平位移的观测数据的变化进行调整。4.2监测指标及标准侧向位移应小于3mm/d,并结合变形速率的变化趋势来判断。超出上述控制标准时
8、，应采取措
