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深基坑监测数据的动态分析
摘要:深基坑工程一直是施工领域的安全管控重点,施工方案要经过专家的论证才能付诸实施。为了从根本上保证深基坑工程的安全,有必要做好深基坑监测工作,防止基坑支护及周边环境出现安全事故。基于此,以深基坑监测现状为切入点,总结了监测新技术在深基坑工程中的具体应用。
关键词:深基坑检测;数据分析;动态
引 言
经济的快速发展带来了城市化进程的加快,但建设用地的短缺和生态环境的压力制约了城市的扩张。地下空间的开发利用在一定程度上缓解了这些问题。随着地下空间的不断发展,地下建筑的规模逐渐增大,基坑工程的规模也在不断增大。深基坑工程或超深基坑工程越来越多,由深基坑引起的基坑支护系统失效案例也时有发生,特别是在建筑物密集的繁华地段开挖深基坑时,基坑支护系统失效会造成重大经济损失和不良社会影响。在深基坑施工过程中加强监测,可有效避免重大安全事故的发生。一个完整、规范、准确的工程建设安全监测系统,可以避免工程建设引起的基坑变形过大、过快、周边地面沉降、地下管线破裂、建筑物倾斜或开裂等现象,从而避免不必要的损失和负面影响。
1深基坑工程监测现状分析
目前,深基坑监测技术是基于各种监测项目的变形控制值。当深基坑施工过程中水平位移或沉降超过控制值时,相关工作人员应立即采取相应措施,保护工程整体结构和周边环境安全。常用的深基坑监测项目有水平位移。但目前在深基坑的实际监测过程中,大部分监测工作仅用于采集监测数据,单纯通过对监测数据进行分析,判断数据是否达到预警值,很难从根本上保证深基坑工程的安全实施。不仅如此,深基坑监测专业技术人才资源匮乏,监测队伍专业水平参差不齐,提供的监测数据全面性和真实性存疑,在深基坑施工中无法发挥应有的作用。在实际的监测准备工作中,没有对施工现场的环境进行细致的调查,相关的监测方案也不够详细,导致监测功能单一。深基坑监测过程中,数据分析与监测系统没有得到有效利用,导致实际监测效率较低,难以从根本上避免深基坑施工过程中的安全隐患。
2深基坑支护类型分析
(1)钢板桩支护分析
钢板桩支护是建筑工程中广泛应用的一种支护形式。这种类型的支撑是指钢板桩通过热轧钢材紧密连接,形成完整的钢板墙结构。钢板桩支护有适用性强、施工工艺简单、可回收成本低、施工速度快、止水效果好等特点,受到广范的应用。目前应用最广泛的钢板桩支护结构有三种:第一种是Z型结构;二是U型结构;第三,直腹板结构。
(2)深层搅拌水泥桩
在深基坑支护中,水泥搅拌的作用是加固和饱和软土。水泥可以起到固化剂的作用,通过与软土结合会发生一系列的物理或化学反应,从而形成一种高强度的水泥加固体,从而有效提高软土地基的承载力和变形模量。根据多年经验,如果水泥掺量在8%以上20%以下,水泥土重量比可提高3%-5%。如果水泥土含水量降低10%,抗渗性可达10-7cm/ces——10-8cm/ces。也就是说,水泥土可以有效改善土壤质量。此外,水泥土的无侧限抗压强度大多大于0.3MPa,远优于未经处理的软土地基。
(3)引进新技术、新理念
在设计深基坑支护时,必须结合建设项目的特点和实际情况,避免机械地套用旧的设计理念。特别是现阶段,深基坑支护结构的设计还处于发展阶段,缺乏公认的、权威的计算公式,这都需要设计人员在实际工作中进行探索。因此,在设计过程中,施工监测反馈的动态信息可以作为深基坑支护设计的依据。
(4)加强实验研究
所谓“实践带来真知”。所有正确的理论都是通过大量的实践和研究总结出来的。但是,我国目前的深基坑支护结构与发达国家相比还有很大差距,很多地方需要改进。然而,随着我国城市建设力度的不断加大,我国地下建筑和高层建筑越来越多,这为我国深基坑设计人员开展研究工作提供了第一手的施工数据。因此,设计人员必须重视深基坑支护设计的实用性,通过大量的数据分析,不断总结,最终得出正确的理论和观点,并形成完整的体系。
3深基坑支护监测数据分析方法
(1)有限元分析方法
有限元分析是一种确定性函数方法,是指针对研究对象按照一定的规则建立分析模型,然后将分析模型划分为若干个计算单元。由于每种材料都有一定的物理力学性能,因此需要根据所选材料相应的物理力学性能,建立载荷与变形之间的函数关系。然后,根据现有条件,求解函数方程,得到变形值。然而,有限元分析方法存在一些缺陷。首先,分析模型划分的单元、所选材料的参数设置、所选功能关系都是假设的。其次,计算变形值时没有考虑环境因素对施工现场的影响。因此在计算结果中容易造成一些偶然性,可接受性低。因此,当使用有限元分析方法时,它可以与逆分析方法一起使用。
(2)小波分析法
小波分析是在各种分析方法的基础上发展起来的一种分析处理方法,在信号分析中又称为数学显微镜。小波分析在时域和频域都具有明显的局部化特征,可以从局部信号中提取有效信息。此外,小波变换还可以检测和分析周期性变形特征。例如,可以通过离散小波变换对实际监测数据进行分解和重构,然后分离数据中与噪声相关的信息,找出有用的数据和信息。
4某建筑深基坑工程监测数据及分析
比如一个采用桩锚支护结构的基坑北侧有四个观测点,在基坑东北角设置一个观测点。因为这个位置靠近两栋高层建筑,基坑的危险性高。因此冠梁施工完成后,张拉锚索,布设桩顶水平位移监测点,开始监测基坑桩顶水平位移。当时基坑开挖深度为5米,连续三天监测值非常相似。因此,我们可以将这三天的平均值设置为初始值,然后将水平位移的观测值调整为0。当基坑开挖深度达到6米时,桩顶水平位移的变化已经高于报警值,并发现支护结构出现裂缝。此时,施工现场将立即停工,查明裂缝原因,制定针对性的补救措施。最后,原因是第一层锚索锁定力不符合设计要求。开挖后,当基坑达到9米时,桩顶水平位移有所增加,单次位移高达8 mm,也高于报警值。这时,再次停止工作分析原因,主要是施工中超挖造成的。此时,需要采用回填土方或增加锚索的方法来减少位移。
结语
综上所述,深基坑施工复杂,受诸多因素限制,存在很大的安全隐患。因此,在设计深基坑支护时,需要不断更新设计理念和方法,加强实践,形成完整的设计体系。深基坑支护监测数据的分析方法有很多,但应根据施工现场的实际情况进行科学合理的选择。而且在实际监测中,要不断积累深基坑支护设计的分析经验和监测数据,促进深基坑工程的建设和发展。基坑监测是一项综合性的工作。在保证监测数据及时准确的同时,监测数据仍需相互验证,才能准确判断基坑安全。例如,在判断基坑边坡的安全性之前,应同时解读锚杆拉力和水平位移的衰减,避免一概而论。在基坑开挖过程中和开挖后,监测了地下水位、桩顶水平和垂直位移、深部水平位移、锚索轴力和周边建筑物沉降,全面实现信息化施工,随时掌握基坑支护结构和周边建筑物的状态,确保了施工安全。
参考文献
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