混凝土支撑轴力监测分析
钢筋混凝土支撑轴力监测相关问题的研究

后开始卸载 , 共 5级 卸载 , 第一 次卸 载 3 0 0 k N, 之 后每
级6 0 0 k N, 每次卸载后维持 2 0 a r i n , 直 至卸载至 0 。
表 1 传感器信息详细统计 表
再良 、 鲁智 明 均基于实 际人工 监测数据 , 引入“ 温 度补偿 系数 ” 考虑温度应力对支撑轴力 的影响 。
些 问题进行系统的试验研究。 1 试 验简介
系
图 3为进 口钢筋 应力计 的试 验结 果 图 , 图 中实 线 为所测的支撑轴力 , 虚线为对应 的温度 ( 温差 ) 变化 曲
本次试验 的钢筋 混 凝 土支 撑 长 5 m, 截 面 尺寸 为 8 0 0 m m× 8 0 0 m m, 对称配置 2 4根 2 5钢筋。在 两个截 面处布置 了不 同 厂家 的钢 筋应 力计 及混 凝 土应 变计 ( 图1 ) , 传感器的具体截面位 置见 图 2 , 各个传感 器的
[ 6 ] 李 志伟 . 软土地区深基坑开挖对 邻近建筑物影响 的三维有 限 元分析[ D ] . 天津 : 天津大学 , 2 0 1 1 .
[ 收稿 日期] 2 0 1 3 — 1 1 — 2 6 [ 作者简介] 高 超 ( 1 9 8 6一 ) , 男, 辽宁鞍 山人 , 硕 士研究 生 , 从事
基坑轴力监测

基坑工程混凝土支撑轴力监测方法的讨论2014-01-18 13:52 来源:中国岩土网阅读:1060 通过现场试验,探讨混凝土支撑轴力监测过程中的问题及解决方法。
基坑工程混凝土支撑轴力监测方法的讨论1.混凝土支撑轴力监测的问题及现状国内明挖基坑工程的监测中,混凝土支撑系统的轴力监测结果异常(轴力监测值过大,但实际工程结构中并非内力过大或不稳定;如:一根C35 1m×1m截面的钢筋混凝土支撑,有时轴力监测值会达到20000~30000kN,而依然处于正常工作状态)问题普遍地存在着,时常会对监测结果分析及工程施工的进行造成不必要的阻碍。
如苏州轨道交通一号线广济路站基坑混凝土支撑轴力监测数据,在实际监测过程中发现随着基坑开挖深度的加深,基坑支撑的监测轴力值变化较快并远大于设计值,有的甚至好几倍,以标准段8-2道混凝土支撑轴力为例,最大监测轴力值接近15000kN,远远超过该段8700kN的设计值。
广州地铁五号线员村站基坑工程,在D101监测点处支撑横断面下表面钢筋所测应力为负值,即为拉应力,说明斜撑在土压力的作用下已向下弯曲,且下表面混凝土拉应力为2.51 MPa,超过了混凝土的设计抗拉强度,就现场观看支撑上表面有细微裂缝,而轴力平均值才达到1440.44 kN,还远未达到轴力设计报警值3000 kN。
广州某地铁基坑工程混凝土支撑系统的轴力监测结果起初均为负值,随着基坑的开挖轴力值持续增大,一直到基坑开挖结束,最大值达到设计允许值的6倍,而支撑系统一直处于正常工作的状态。
天津某轨道换乘中心⑩轴~⑩轴工程截至2009年8月6日,⑦轴轴力值为18247 kN,占设计值204%;⑦轴轴力值为18994 kN,占设计值213%;已大大超过支撑的安全报警值,但支撑一直安全工作,未出现裂缝等不安全、失稳迹象。
上海虹桥国际商城基坑开挖深度13.70m,3道混凝土支撑,第2道支撑(C351200mm×l000mm)轴力监测值最大处曾达到30500kN,已大大超过支撑的安全报警值,但支撑一直安全工作,未出现裂缝等不安全、失稳迹象,直至支撑拆除;南京地铁指挥中心基坑开挖深度15.40m,4道钢筋混凝土支撑,施工过程中第3道支撑(C35 1200mm×1000mm)轴力监测值最大处达到21000kN,已超出轴力安全报警值,但并未出现不安全工作的迹象,直至支撑拆除。
支撑轴力的监测_new

1.1支撑轴力监测点的布设测试元件选择:本站支撑轴力监测采用振弦式钢筋应力计和轴力计。
钢筋计埋设应与钢筋规格相匹配,轴力计量程选择应大于设计极限值的2倍。
监测点布设:孔浦站主体结构砼支撑布置10个监测断面,间距约为30m,钢支撑布置11个监测断面,间距约为25m。
共计布设钢筋计40只,轴力计48只。
考虑到监测点的相互验证和综合分析,轴力监测点位置选在靠近测斜孔的位置。
埋设方法:⑴支撑钢筋计:在绑扎支撑钢筋的同时将支撑四个角位置处的主筋切断,并将钢筋应力计焊接在切断部位,在浇筑支撑砼的同时将应力计上的电线引出至合适位置以便今后测试时使用。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-1 砼支撑轴力布设示意图⑵钢支撑轴力计:支撑轴力计在安装前,要进行各项技术指标及标定系数的检验。
轴力计有一套安装配件:两块400*400*20mm的钢板,一只直径为15cm 的圆形钢筒,钢筒外翼状对称焊接有4片与钢筒等长的钢板。
安装时,一块钢板与圆钢筒一端焊接,并焊接在钢支撑一端的固定端头上;轴力计一端安放在钢筒中,并随钢支撑的安装一起撑在围护墙的围檩上。
图 错误!文档中没有指定样式的文字。
-2 轴力计安装示意图监测点保护:轴力计安装好后,须注意传感线的保护,禁止乱牵,并分股做好标志;钢筋计焊接过程中须用湿布包裹钢筋计,避免高温导致内部元件失灵,安装完毕后应注意日常监测过程中的传感线的保护,并分股做好标志。
受损修复:混凝土支撑轴力中的钢筋计坏了可以在混凝土支撑梁的外侧粘上应变片测量混凝土的应变量来计算支撑的轴力;钢支撑轴力监测计的损坏一般不在施工中更换,本工程中可以在所测钢支撑上焊接钢管表面应变计测量钢支撑的应变量来计算钢支撑的受力。
1.2 支撑轴力监测测试方法:目前工程中常用的是手持式数显频率仪现场测试传感器频率。
测试前,调试仪器,测得各测点初始频率值和环境温度,读数稳定,方可投入正常运行。
具体操作方法为:接通频率仪电源,将频率仪两根测试导线分别接在传感器的导线上,按频率仪测试按钮,频率仪数显窗口会出现数据(传感器频率),反复测试几次,观测数据是否稳定,如果几次测试的数据变化量在 1Hz 以内,可以认为测试数据稳定,取平均值作为测试值。
基坑监测中对混凝土支撑轴力的问题探讨

基坑监测中对混凝土支撑轴力的问题探讨摘要:混凝土支撑在深基坑支护设计中较为重要,使用也相当普遍。
因此,对混凝土支撑轴力监测准确已十分重要。
本文就广州市海珠区盈丰路某深基坑监测中混凝土支撑轴力存在的若干个问题做了一些探讨。
关键词:混凝土;支撑轴力;监测中图分类号:TU377 文献标识码:A1引言随着我国城市建筑和市政工程的高速发展,基坑开挖深度越来越深,工程地质条件越来越差,基坑周围环境日益复杂,特别是软土及地质复杂地区的深基坑支护正在对基坑工程设计理论和施工技术提出更高的要求,而现场监测既是及时指导正确施工、避免事故发生的必要措施,又是检验设计理论的正确性和发展设计理论的重要手段。
监则在深基坑支护施工中起着举足轻重的作用。
混凝土支撑在深基坑支护设计中较为重要,使用也相当普遍。
因此,对混凝土支撑轴力监测准确已十分重要。
于是,我们来探讨广州市海珠区盈丰路某深基坑监测中混凝土支撑轴力存在的若干个问题。
2混凝土支撑轴力监测原理对于钢筋混凝土支撑,主要采用钢筋计测量钢筋的应力,一般预先在支撑内的钢筋梁四角或每边中间位置各埋设一组钢筋计,与支撑主筋焊接或螺纹拧紧边成一体。
然后通过共同工作、变形协调条件反算支撑的混凝土轴力。
图1钢筋应力计安装断面图按照这种轴力的监测计算方法,测试的轴力真实值与计算值有偏差,而且同一天不同时间的测量值也相差很大,这些对基坑安全判断产生了很大的阻碍,若误判需要业主加固围护结构,从而消耗了更多的人力、财力,这将是很严重的问题。
在实际工程中影响监测结果的原因很多,但重要的不是监测人员的失误以及监测仪器的问题,而是这种监测方法有部分局限性,不能完全考虑钢筋混凝土材料结合共同受力产生的一些问题。
也就是实际监测的埋在钢筋混凝土中的钢筋的应力并不是完全由荷载产生的,而是有一部分非荷载应力的影响。
3工程实例概况广州市海珠区盈丰路某深基坑工程位于广州市海珠区盈丰路的中山大学附属第二医院南院北侧。
基坑工程监测中钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法

基坑工程监测中钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法近年来,在城市化进程加速的背景下,钢筋混凝土支撑在基坑工程中得到了广泛的应用。
由于支撑的安全性关系到基坑工程的整体质量,因此,在建设过程中对支撑轴力进行监测至关重要。
一、钢筋混凝土支撑轴力监测的重要性支撑轴力测试是基坑监测的重要内容之一,其主要目的是确保支撑的受力状态和初始状态相符,并能够掌握支撑的变形状况,从而提高支撑的安全性。
二、钢筋混凝土支撑轴力测试的方法(一)测点布设及标志测点布设应根据支撑的结构形式及其受力状态,选择合适的测点位置,同时测点的位置、编号、类型等均应标记明确。
(二)支撑轴力测试设备进行支撑轴力测试需要用到测力仪、拉力计、称重传感器等设备,在选择使用设备时,需要先明确测试的精度及可靠性等要求。
(三)测试步骤1、在测量前需要确定测试箱,对测试点位置进行标记,同时进行测试前的准备工作。
2、进行测量时,应按照预定的测量点位置依次测试,并将测得的数据记录下来。
3、测试结束后,根据数据计算支撑的轴力,并分析结果的有效性。
三、钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法(一)确定支撑轴力计算的方式根据结构形式和受力状态的不同,确定支撑轴力的计算方式,其中影响轴力大小的因素有:支撑的高度、支撑的长度、拉杆的数量、拉杆的直径、底部的支撑面积等。
(二)计算支撑的轴力大小支撑轴力大小的计算公式为:F=Q/M其中,F为支撑轴力大小,单位为kN;Q为支撑的荷载,单位为N;M为轴距,单位为m。
四、总结在建设过程中,对支撑轴力进行监测可以提高工程的质量和安全性。
在进行监测时,需要注意测点的布设及标志、测试设备的选择使用及测试步骤的严密性。
在计算支撑轴力大小时,需要根据结构形式和受力状态的不同,合理确定计算方式,并严格按照公式进行计算。
混凝土早期收缩徐变作用下的超长支撑轴力分析

fA
由此可见, 支撑的设计刚度 』竿 已不足以反映实际的 ( =
变形情况。 由于支撑的变形 不仅仅来 源于支撑 受力 的弹性变
形, 还来 源于收缩徐变等产 生的变形 , 所以需对原有 的支撑 刚度计算模型进行修正 , 方能较为准确的把握支撑实际的变
形状态 。
图 4 支撑监测断面布置
影 响其 支撑 的效果 。经过分析与研究 ,提 出了超长 支撑 的受力模 型 ,并在 实际工程 中进 行 了现场监测。工程应 用结果证 明了该
受 力模 型 的 理 论 分 析 是 正 确 可 行 的 。
【 关键词 】超长 支撑 轴力 混凝 土 早龄期 收缩徐 变 【 中图分类号 】U 5 T 73 / 文献标识码 B 【 文章编号 】1 4 10(0 0—390 0 —0 12 1J505—3 0 1
为:
f f
L=—  ̄ △ c ÷ 一 cQt mL A h+ ct 一 △ rt st ) 锄 , ̄ ;
0( l ’ tY
式中 , rt 为支撑承载前的约束受拉徐 变总和 ,O为 △c.  ̄ t
支撑承 受荷 载的 时刻 ,l t 为压 力 F 用 时刻 , 作 △∽ cL为 累 忆 D
式 中 , L 为龄期为 时构件 的实际长度 , L为构件的原长 , △ 为构件 自由收缩 的变形 , 亡 为约束条件下 的受拉 △c ( t
徐变变形 。
由此可知 , t 当 时刻支撑承受压 力 F作 用时 , 支撑 实际 的变形 为 :
fJ
△7 = 广△s t h) D +△c
21 支 撑 的 服 役 性 态分 析 .
超长支撑作为深基坑工程 中维护结构的重要组成部分 , 其 刚度的变化 对基坑的变形及稳 定影响 巨大 。在实际 工程 中, 往往根 据工程经验及 有限元软件模 型的结果 , 设计截面 形式及配筋量 , 并通过调整 安全 系数 以确保支撑 的正 常工作
地铁基坑混凝土支撑轴力报警原因分析及建议

汇报人:XXXXXXX 汇报时间:XX年XX月
目录
01 监测情况说明 02 混凝土支撑轴力预警原因分析 03 轴力监测报警处理建议
01
监测情况说明
施工监测|第三方监测
监测情况说明
为保证基坑开挖安全,全线各车站主体基坑第 一道支撑均采用混凝土支撑。
目前全线大部分车站已完成围护结构施工,开 始进行土方开挖,根据现场施工监测及第三方监测 反映,开挖后第一道混凝土支撑轴力过大,普遍超 过图纸规定的轴力控制值,达到橙色预警。其余监 测项目(如桩顶位移、地面沉降、桩体变形)数据 无异常,基坑周边地面无沉降、隆起、开裂等现象。Leabharlann 混凝土支撑轴力预警原因分析
(4)总结
综上分析,混凝土轴力采用钢弦式应力计进行 测试,所测得的振动频率受混凝土收缩、徐变、温 度应力等非荷载因素影响较大。
03
轴力监测报警 处理建议
根据现场情况、测试方法、设计方案等方 面对混凝土支撑轴力监测预警原因进行了分析。
轴力监测报警处理建议
(1)初始值采集
混凝土支撑轴力预警原因分析
(2)混凝土收缩、徐变应力影响
混凝土支撑浇筑后,混凝土的收缩、徐变造成 的附加应力,从而导致测得的混凝土支撑的轴力较 大,不能实际反映土压力引起的围护结构变形产生 的内力。
混凝土支撑轴力预警原因分析
(3)温度应力影响
混凝土支撑与两端冠梁固结,随着气温的升高, 混凝土支撑受热膨胀,导致混凝土支撑内部应力增 大。根据现场监测结果,在同一天、同一施工工况 下,不同时间不同温度测得的混凝土支撑的轴力变 化较大,轴力随温度的升高而增大。
支撑轴力作为衡量支撑在开挖过程中受力状态 的一个重要指标,准确性非常重要,建议与应力计 厂家沟通,对轴力计算公式进行修正,剔除混凝土 收缩、徐变及温度附加应力影响。
建筑基坑混凝土支撑轴力监测方法探讨

钢筋计布置需截断受力钢筋 ,将 钢筋计两端的延长段与断 开的钢筋焊接 , 最好使用对焊, 使钢筋计代替主筋轴 向受力 。焊 接时要注意热传递使钢筋计失效。 混凝土应变计埋设需将 应变计绑扎固定在 同一横 截面 的钢 筋上。两种埋设方法都要注意通迅线的保护 , 一般是将线引出模 板外 , 用钢筋绑 扎标 记 , 在 浇筑完混凝土 后, 将通讯 线引至基坑
1混凝土支撑轴力常用的监测方法
现 使 用 最 多 的 是钢 弦式 应 力 计 , 是 通 过 建 立 钢 弦 的 震 动 频 率 与 应 力 之 间 的关 系 ,钢 弦 随 着 拉 伸 前 后 震 动 频 率 的变 化 得 出
点应考虑受力的方向。计算式 : ( 副撑 1 + 副撑 2 ) x c o s a + 主撑 2 ( 支
图 2 支 撑 受 力 模 型
3 应力计的计算 方法
3 . 1 钢 筋计量 测混凝 土支撑 轴 力
计算公式 :
N = I Y ( L
F
t
o
一
+ At )
1
f : 2 [ k(
j
,
i-
 ̄ o ) / A j ]
式中: N — — 支 撑轴 力 ( k N ) ;
k——钢弦式钢筋计常数 ( k N / H z : ) ; £ : ——钢筋计测量 自振频率 ( H z ) ; f n ——钢筋计测量 ( 初次)自振频率 ( H z ) ;
A ——第 j 个 钢 筋 计截 面 积 ( m m2 ) 。
3 . 2 应变 计量测 混凝 土支撑轴 力
护 结 构) 一主撑 1 ( 中立 柱 ) 。
的应 力也发生相应 的变化 。而钢弦式应力计也分两种 :①钢筋 计, 通过测得钢筋 的应力再换算成混凝土所受 的应力。② 混凝土
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混凝土支撑轴力监测分析精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-混凝土支撑轴力监测分析摘要:结合广州地铁某基坑工程的设计和施工方案,对混凝土支撑轴力监测的原理进行介绍。
在对基坑施工过程中轴力监测数据变化进行分析的基础上,对其形成原因进行了探讨,得到一些经验性规律,供类似工程参考。
关键词:钢筋混凝土;支撑轴力;监测;分析引言我国基础建设的快速发展,深基坑工程的建设也越来越多,在深基坑施工过程中,深基坑的支护起着举足轻重的作用。
只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测,才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解,支撑结构轴力的监测是基坑工程现场监测的主要内容之一。
通过对轴力的监测,可准确掌握支护结构的受力状况,从而对基坑的安全性状进行分析,在出现异常情况时及时反馈,并采取必要的工程应急措施,甚至调整施工工艺或修改设计方案,从而保证基坑本身和周围建筑物、构筑物的安全,以确保工程的顺利进行。
结合广州地铁某基坑工程的设计方案和监测数据,对基坑的混凝土支撑轴力变化进行初步分析。
1工程概况该工程包括盾构始发井兼轨排井及后明挖段,设计为 1~3 跨的闭合框架结构,其中盾构始发井基坑开挖深度约为 m,明挖段基坑开挖深度约 m;基坑深度范围内大部分为砂层,以淤泥质粉细砂层为主,基坑底部几乎全部位于淤泥质粉细砂层。
基坑设计采用 800 mm 厚的地下连续墙+内支撑的围护结构体系。
内支撑采用 3 道支撑体系,第一道为具有一定刚度的冠梁,第二、三道为Ф 600、 t=14 的钢管,在灌梁和斜撑上共埋设 13 个钢筋混凝土支撑轴力监测点。
基坑监测点平面位置见图1。
由于基坑开挖深度较大且附近有一级公路高架桥和铁路双线桥,属于一级基坑,必须通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况,将监测数据与设计预估值进行分析对比,以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期值,以确定优化下一步施工参数,以此达到信息化施工的目的,确保工程安全。
2轴力监测的原理对于混凝土支撑,目前实际工程采用较多的是钢弦式应力计方法测量钢筋的应力,其基本原理是利用振动频率与其应力之间的关系建立的。
受力后,钢筋两端固定点的距离发生变化,钢弦的振动频率也发生变化,根据所测得的钢弦振动频率变化即可求得弦内应力的变化值。
其计算公式如下:Pg=K ( ) + b ⑴Pg 平均= (P1+P2+P3+P4+…+Pn) /n ⑵δg=Pg 平均/Sg ⑶P混凝土=δg·S混凝土·E混凝土/Eg ⑷式中 Pg———钢筋计轴力; Pg 平均———钢筋计荷载平均值;δg———钢筋计应力值; Sg———钢筋计截面积; P混凝土———混凝土桩荷载值; E混凝土———混凝土弹性模量; Eg———钢筋弹性模量;S混凝土———混凝土桩横截面积。
在监测中由于内外部温差变化以及混凝土徐变特性会使钢筋应力计产生一定的伸缩变形,引起其自振动频率变化,因此必须采取必要的修正参数进行温差改正,以提高监测结果的可靠性。
3 监测方案测点的布置本工程混凝土支撑设计强度等级为 C30,弯曲抗压强度为 16 MPa,抗拉力为MPa,采用钢弦式钢筋计进行轴力监测。
监测点位埋设在混凝土支撑中部位置,应力计安装位置如图 2 所示,分别对应所在的支撑编号后加编 1、 2、 3、 4 予以区分。
监测方法和要求由于混凝土初期浇筑会产生水化热,为了减少温度的影响,在混凝土浇筑 24 h 以后进行量测,在以后的几天内混凝土散热渐次进行,可认为混凝土的收缩是产生应力计中应力的主要来源。
现场条件下,为了控制无外荷条件,在混凝土浇筑后 4~7 d 内,未进行挖土的条件下,连续测得应力计读数与时间的关系,读得应力计读数基本稳定时的值,作为修正后应力计值,以此作为初始值进行应力量测。
支撑轴力测试与计算支撑轴力的测试是了解围护结构受力特性、监测结构物安全性的重要依据。
在监测过程中首先通过采集钢筋计的读数,按照上述公式编制相应的程序进行轴力结果自动计算,然后在支撑浇筑初期计入混凝土龄期对弹性模量的影响。
在室外温度变化幅度较大的季节,通过相应的温度改正,避免暴冷暴热温差对测试结果的干扰影响测试精度。
图 3 是部分支撑轴力测试值随时间的变化曲线图。
总的来看,从 6 月初期基坑开挖施工开始,随着基坑逐步分区域开挖的进行与开挖深度的加大,支撑结构的支撑轴力逐渐加大,到 8 月底开挖至坑底时,支撑轴力逐渐趋于稳定。
图 3 中盾构始发井和轨排井所在区域的监测点E101 最终支撑轴力接近8 500 kN, E102 最终支撑轴力接近7 000 kN,E103 最终支撑轴力接近 6 500 kN, E104 最终支撑轴力接近6 000 kN, E105最终支撑轴力接近5 500 kN, E106 最终支撑轴力接近 5 000 kN,都远远大于其所在混凝土支撑设计值 1 600 kN,明挖段的监测点 E107、 E108、 E109 最终支撑轴力接近3 000 kN,也都远远大于设计值 1 100 kN 的2 倍。
E103 和 E104、 E105 和 E106 等两个位置相邻的测点监测结果曲线基本一致,所有的混凝土支撑曲线形状基本类似,只是处于盾构始发井钢筋混凝土支撑的最终轴力比明挖段的最终轴力大,可以认为是由于开挖深度不同导致。
4监测数据分析监测数据异常分析监测初期, E104、 E105 和 E106 测点的支撑轴力实测值为负值,随开挖深度的加大,支撑轴力由负变正,即由理论上的轴向拉力变为轴向压。
出现负值的原因,笔者认为是埋设在支撑上的钢筋计、应变计等元件所测到的钢筋或混凝土应力并非全部是由荷载产生的,还有多种非荷载因素产生的附加应力,而引起非荷载应力的主要原因有混凝土的干缩、湿胀、徐变和构件温度变化等。
混凝土支撑系统的轴力监测在基坑开挖 6 月 9日至 25 日期间, E101、E102、 E103、 E104 已经超过设计允许值。
随着开挖的进行,到 8 月底,轴力监测值最大监测点 E101 处达到 8 500 kN,其余几个监测点的轴力监测值也已大大超过支撑的设计安全值 1 600 kN,但支撑一直安全工作,未出现裂缝等不安全、失稳迹象。
同步监测的支护结构墙(桩)顶水平位移和沉降、支护结构(墙体)侧向位移也没有突然变化加大的趋势,一直处于变形比较稳定的状态。
由于基坑场地范围砂质地层厚度大,砂层含水丰富、渗透性强,为了确保基坑安全施工,基坑安全应急处理专家在 7 月 2日采取停止基坑开挖和加强监测频率的应急预案。
通过后来连续 3 天的监测结果表明基坑各项变形暂时比较缓慢,观察支撑未出现裂缝等不安全、失稳迹象。
通过检查验证监测方法和监测数据的计算后,综合分析同步监测的支护结构墙(桩)顶水平位移和沉降、支护结构(墙体)侧向位移监测数据,基坑安全应急处理专家小组集体判断认为基坑暂时处于安全状态。
混凝土支撑系统的轴力监测结果普遍异常一直到基坑开挖结束,最大值达到设计允许值的 6 倍,而支撑系统一直处于正常的工作状态。
原因分析在实际工程施工过程中,出现混凝土轴力监测异常的原因是多方面的,主要有以下几个:a)由于基坑工程设置于力学性质相当复杂的地层中,基坑围护结构支撑的空间受力是三维的,而在基坑围护结构设计和变形预估时,一方面,基坑围护体系所承受的土压力等荷载存在着较大的不确定性;另一方面,对地层和围护结构支撑一般都作了较多的简化和假定,与工程实际有一定的差异。
因此现阶段在基坑工程设计时,对结构内力计算以及结构和土体变形的预估与工程实际情况有较大的差异,并在相当程度上仍依靠经验。
b)在钢筋混凝土支撑开始受荷进入工作状态后,有两个方面应该引起注意:①混凝土材料本身的复杂性。
混凝土是存在微裂缝及空隙的多相材料,不是理想的弹性材料,弹性模量等力学参数随时间而变化,存在徐变、松弛、热胀冷缩、湿胀干缩等现象,骨料分离可能导致的不均匀性等。
②混凝土一直存在体积收缩和徐变,收缩和徐变的发生都会增大结构的变形,也都会使混凝土的弹性模量降低,同时造成结构内力重分布,即产生次内力。
钢筋不发生收缩,但存在徐变,其徐变速率不及混凝土,当轴力荷载作用在钢筋混凝土杆件时,由于收缩和徐变的发生,混凝土轴向变形速率高于钢筋,钢筋的变形和轴力在混凝土与钢筋间的粘结力的作用下会明显地增加,导致发生更大的弹性压缩,尤其是在混凝土徐变和收缩发展较快的初期。
因此,钢筋混凝土支撑中存在的这两个现象,导致混凝土在荷载下的变形比在理论上进行分析、计算、设计时要大。
c)在监测中测量轴力的应力计正是通过量测钢筋的变形,认为钢筋与混凝土的弹性变形是完全协调同步,从而反算支撑内力的,所以测得过大的钢筋变形,必然反算而得到过大的支撑内力。
5 结束语通过实例分析,在混凝土收缩和徐变发展速度较快的相当长一段时间内,测得的钢筋混凝土支撑内力大于实际内力,实际内力并非有监测得到的异常结果那么大。
而且大量的工程实践也支持着这一结论:例如广州地铁六号线大坦沙站基坑开挖深度m, 2 道混凝土支撑,第 2 道支撑(C30 800 mm × 800 mm) 轴力监测值最大处曾达到12 010 kN,已大大超过支撑的安全报警值,但支撑一直安全工作,未出现裂缝等不安全、失稳迹象,直至施工封顶完成;广州地铁二、八号线凤凰新村站基坑开挖深度 m, 3 道钢筋混凝土支撑,施工过程中第 3 道支撑(C30 1 200 mm×1 000 mm)轴力监测值最大处达到 13 500 kN,已超出轴力安全报警值,但并未出现不安全工作的迹象,直至支撑拆除。
在实际工程中,大部分出现此类情况的基坑支撑系统是处于安全状态的。
经过以上的分析监测结果,得出以下几个方面的结论:a)根据工程经验对现有的监测方法得到的监测结果进行合理的修正。
b)由于目前缺乏能直接观测混凝土应力的有效实用仪器,在监测中主要利用应变计观测混凝土的应变,然后利用混凝土的弹性模量及徐变等试验资料,其间需要做相当程度的简化和必要的理论上的假定,通过计算间接得到混凝土的应力。
因此,有必要研究、采用新的更为准确的混凝土支撑内力监测手段。
c)轴力监测值不大时,监测值可以作为较保守的内力值供工程参考。
d)在基坑工程中对设计计算分析和施工质量控制中可以考虑适当提高钢筋混凝土支撑的轴力监测报警值,以解决混凝土支撑内力监测中较为普遍地出现结果异常的问题。
总之,混凝土应力应变分析具有理论和实践紧密结合的特点,需要充分考虑到结构特点、材料因素、工程施工及运行状况以及计算理论的合理性,才能得到较为准确可靠的成果。