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地下工程施工对历史建筑的影响及监测方案研究

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:围护墙深部水平位移采用测斜仪进行测量。施工过程中的日常监测值与初始值的差为其累计水平位移量,本次值与前次值的差值为本次位移量。变形或损坏严重时补充屋盖构件位移监测。表8-9监测频率安排上述监测频率为正常情况下的监测频率。表8-10监测报警值注:表中数据为绝对值。

地下工程施工对历史建筑的影响及监测方案研究

1.基坑监测内容

基坑施工时,应根据监测的数据及时调整施工进度和方法,必要时对个别薄弱处进行加固处理。现场监测的对象包括支护结构、地下水位、周围建构筑物、周边地下管线、与基坑相邻的城市道路路面。

本项目监测的具体内容包括:①周边地下管线垂直位移、水平位移监测;②周边建(构)筑物垂直位移监测;③周边地表沉降监测;④围护桩顶垂直位移、水平位移监测;⑤围护桩侧向变形监测;⑥支撑轴力监测;⑦立柱沉降监测;⑧坑内外地下水位监测。

沉降观测一般采用相对高程系,通过高程控制点间联测一条水准线路,把线路中的一个高程控制点作为工作基点与各观测点构成高程闭合环来测得各观测点高程,观测点高程的初始值必须在施工前测定,至少测量2次取平均。某监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量,本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。

水平位移观测采用视准线法、小角法、前方交会、导线法等进行测量。围护墙深部水平位移采用测斜仪进行测量。随着基坑开挖施工,土体内部的应力平衡状态被打破,从而必将导致深部墙体的水平位移。在围护结构内部预埋测斜管,测斜探头滑轮沿测斜套管内壁导槽渐渐下放至管底,配以伺服加速度式测斜仪,自下而上每隔相应距离测定该点偏角值,然后将探头旋转180°,在同一导槽内再测量一次,合起来为一测回,由此通过叠加推算各点的位置值。每个测斜管每测点的初始值为测斜管埋设两周后并在开挖前取2测回观测的平均值。施工过程中的日常监测值与初始值的差为其累计水平位移量,本次值与前次值的差值为本次位移量。

基坑施工过程中土体水位的变化将直接影响地基的稳定性。管口顶至管内水位的高差一般由钢尺水位计测出,由此计算水位与自然地面的相对标高。各孔水位高程的初始值在观测管埋设两周后并在基坑开挖前测定两次,取平均值作为初始值。日常监测值与初始值的差值为其累计变化量,本次值与前次值的差值为本次变化量。

支撑轴力测量是通过对埋设的应力计在不同受力情况下传感器的频率变化值进行相应计算可得到应力的变化值。日常监测值与初始值的差值为其累计变化量,本次值与前次值的差值为本次变化量。

2.邻近建筑物监测内容

考虑到地下工程中可能存在不明确的不利因素,必须根据保护方案对坑周土体位移的控制要求,进行必要的、严格的监测。监测系统中要有理论分析和经验判断,确定监测内容、点位、频率及警戒值。在监测数据达到警戒值时增加监测频率和外观观测(如房屋裂缝、管道渗水等),在开始出现细微征兆时,就及时调整施工工艺,采取防护措施,以确保周围建筑物的安全。

现场监测要求必须对基坑施工实施全过程监测,及时提供监测信息和预报,以便评估基坑施工对建筑物的影响程度,预报可能发生的安全隐患。在监测过程中,对各监测项目的监测值可采用预警值、报警值和极限值三个等级进行控制:

(1)预警值是在保证建筑物不产生破坏的前提下所能达到的最大差异沉降值,预警值取极限值的60%。

(2)报警值是指当沉降过大或过快而接近控制值时,须采取必要措施和手段进行预防,报警值取极限值的80%。

(3)极限值是指施工过程中所能达到的最大沉降或差异沉降、水平位移控制值,超过这个值,建筑物结构将发生破坏。当指标到达或接近极限值时,应立即停止施工,上报专家组进行论证分析,确定具体保护措施。

上海国际舞蹈中心新建项目周边共6幢历史建筑,需保留并予以保护。根据上海市工程建设规范《房屋质量检测规程》(DG/TJ 08-79—2008)规定,该项目的检测及监测工作分为三个阶段,具体工作内容如下:

(1)第一阶段基坑施工前现状检测

①调查房屋图纸资料以及建造、改建和使用历史;明确历史建筑的保护要求、保护范围和保护内容;调查并确认房屋基本结构体系,测绘建筑、结构平面示意图

②现场局部开挖检测基础形式、埋深。

③测量房屋不均匀沉降、倾斜的变形现状。

④检测并记录房屋已有损伤状况,重点保护部位的损伤着重检测。

⑤布置沉降、倾斜和裂缝观测点并测试其初始值。

⑥提出施工期间的监测方案,包括监测时间、监测设备、测点布置、监测方法、监测频率、成果提交形式等。

⑦提出沉降、裂缝报警值,报警值应根据房屋的保护级别、影响源的情况以及现行相关规范的要求合理确定。(www.xing528.com)

(2)第二阶段施工期间监测

根据施工方案及相关工程经验,采用的监测频率如下:

桩基/围护开始施工—基坑开挖,沉降观测3次/周,裂缝观测2次/月,倾斜观测2次/季度。

②基坑开挖—大底板浇筑完成,沉降观测1次/天,裂缝观测1次/周,倾斜观测1次/月。

③大底板浇筑完成—地下结构完成一层楼板浇筑前,沉降观测2次/周,裂缝观测1次/月,倾斜观测1次/季度。

④地下结构完成—主体结构封顶期间,沉降观测1次/周(或月),裂缝观测1次/2月(或半年),倾斜观测1次/年。

⑤主体结构封顶后一年内,沉降观测1次/季度,共4次。

上述监测频率为正常情况下的监测频率,现场监测时根据施工进度、监测数据变化情况调整监测频率、增减监测项目,达到报警值时及时报警。累计沉降达到报警值后,若变化速率同时达到报警值,沉降监测频率加密为2次/天。变形或损坏严重时补充屋盖构件位移监测。

(3)第三阶段结构完工后复测

①所有新建主体结构封顶后,最终观测一次周边房屋的沉降及倾斜值,调查裂缝监测点变化情况。

②综合分析施工过程中环境监测数据、沉降监测数据、倾斜及裂缝变化情况。

3.监测频率安排

监测工作必须与施工进度相结合,监测频率应满足施工工况的要求,监测频率安排见表8-9。

表8-9 监测频率安排

上述监测频率为正常情况下的监测频率。当现场监测发现变形过大或出现险情时,应及时提高监测频率,以满足施工要求,保证工程安全顺利进行。

4.监测数据报警值

根据上海市工程建设规范《基坑工程技术规范》(DG/TJ 08-61—2010)中提出的二级基坑及环境保护等级要求下的控制指标,结合基坑监测经验,对主要监测项目提出报警控制值,如表8-10所列。

表8-10 监测报警值

注:表中数据为绝对值。

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