北仑电厂循环水泵房基坑监测分析

第28卷增刊岩土工程学抠Vol .28 Supp.2006年11 月Chi nese Journal of Geot echni cal Engi neeri ngNbv.，2006北仑电厂循环水泵房基坑监测分析周香莲，王建华(上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海20030 )摘要:介绍北仑电厂循环水泵房基坑采用逆作法施工的现场监测实例。对基坑开挖过程中地下连续墙体变形、钢筋应力、土压力及沉降进行实时监测。从分析结果来看，围护结构的变形控制在允许范围内，且对周边环境影响较小，说明本工程采用逆作法施工相当成功，达到了预期的效果。关键词:基坑;地下连续墙;监测中图分类号: TU473文献标识码: A文章编号: 1000- 4548(2006)S0- 1802- 04作者简介:周香莲(1972- )， 女，湖南衡阳人，博士，主要从事桩土相互作用问题的研究。Monitoring and analysis of excavation in circulation water pump-stationof Beilun Power PlantZHOU Xiang-lian，WANG Jian-hua(School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering. Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China )Abstract: The excavation in circulation water pump-station of Beilun Power Plant, by use of top down construction method,was proposed. The deformation of diaphragm walls, steel stresses, soil pressures and settlements were monitored, and themonitoring data during the construction were analyzed. The analysis of the monitoring results show that the deformation ofexcavation is controlled within the allowable range and the construction of excavation has small effect on surroundringenvironment. Finally, the project by use of top-down excavation is successful and the expected engineering effect is acquired.Key words: excavation; diaphragm wall; monitoring0引言标高为+4.4 m,底板底部标高为-9.9 m,基坑开挖深在基坑开挖与支护工程中,由于建筑物或构筑物、度为14.3 m。地下连续墙深度分别为32.5、35.5及38.5地下管线及周边道路等常紧邻基坑，基坑开挖必将引m三种。井体四周外墙厚800 mm、内衬砌为700 mm;起周围地基中地下水位和应力场的改变，导致周围地井体内墙厚600 mm,内衬砌为200 mm,井体开挖及基土体的变形，从而对周围环境产生较大的影响“21。内衬施工采用逆作法施工工艺。二期循环水泵房基坑为确保已有建筑物或构筑物、地下管线及周边交通干平面布置图如图1所示。线的安全，必须在施工的同时，进行现场和周围环境的监测引，通过对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的建(构)筑物进行系统、全面的监测，对基坑海堤Ny工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，从而确保工程施工的顺利进行4。目二期循泵房 7”-期循泵房1工程概况'5]3.2m_ 44m北仑港发电厂位于浙江省宁波市北仑区高塘乡永\上期排水隧道丰、算山和沿海村的海滩地上。其二期工程循环水系二期排水隧道一统由取水隧道、循环水泵房和排水隧道组成。循环水泵房地下结构采用地下连续墙。地下连续墙既作为主中国煤化工体结构的一部分， 兼作围护结构，又作内格浮筏式基MYHCNMH G础。基坑平面尺寸为44 m X42.5 m,泵房井自然地面收稿日期: 2006- 05- 18.增刊周香莲，等.北仑电厂循环水泵房基坑监测分析1 803表1场地主要土层的组成及指标Table 1 Composition and indices of soils土层土名厚度/m标高/mw/%γ(kN. m'3)plLc/kPaφ/(° )0杂填土0.8~2.6+1.5~+3.0粉质粘土1.2~1.8+1.7~+1.9 .II淤泥质粘土9.8~20.1 - 16.0~- 17.249.617.217.01.50 10.19.4淤泥质粉质粘土5.0~18.6 -33.0~ 34.645.817.418.31.07 17.42.250~10.1-33.0 ~- 34.626.619.67.1 1.05 10.015.0V粉土5.5~7.0 - 38.2~- 39.326.410.0 1.14 18.021.4.0~5.0-41.0~-42.334.618.712.4 1.103.5~5.0-45.8 ~- 46.329.010.80.631.020.04.7~5.0- 50.8~-51.027.614.1 0.36 53.07.5地下连续墙.上设5个测斜孔(TN1 ~TN5)。2工程地质(3)土压力量测工程地质由第四纪海相地层构成，从地面至地下在地下连续墙A4-2幅墙体中心线位置内外两侧30 m均为饱和淤泥质粉质粘土，具有含水率大、孔隙及A30-1幅墙体中心线位置内外两侧沿深度方向各布比大、抗剪强度低、承载力小、易流塑等特点。场地设土压力盒17只,并在地下连续墙底端各布设土压力各土层的组成及主要物理力学指标见表1。盒2只，土压力盒总共埋设38只。在泵房井A40幅及A26幅底板底下各布设土压力3基坑监测方案盒3只。在基坑施工中，为了保证工程质量，施工的安全(4)钢筋应力量测和指导施工工序，保证一期泵房 、排水盾构及海堤的在地下连续墙A4-2幅墙体中心线和A30-1幅墙安全，为今后设计类似工程积累数据，除了采取有利体中心线位置内外两侧沿深度方向埋设钢筋计，其中的围护措施外,还应进行必要的监测。根据监测数据,A30-1幅16只、A4-2幅22只、A3幅2只、A29幅4及时调整开挖速度及位置，防止因土体位移过量而使只、A5幅2只，总共埋设46只。周围环境遭受破坏问。基坑监测内容包括:①地下连续墙测斜;②钢筋4实测结果及分析应力量测;③土压力量测;④地下连续墙沉降观测。实际挖土分层情况:第一层从地面标高+4.40 m测点布置平面图详见图2。开始挖至第一道内衬标高+1.00 m,第二层挖至第二道内衬标高- 2.00 m，第三层挖至第三道内衬标高5.00A16新s4TN3m，第四层挖至底板设计标高- 9.90 m。s1344.1水平位移r280 A26A12幅连续墙水平位移随深度变化曲线如图3(a)59 S10 S11所示，从图中看到:位移随着开挖深度的增大而增大。AS期-4-2个2各阶段水平位移与深度变化规律有较大不同，开挖第A3杯十A30-1检- -、二层基坑士时，墙体位移随深度曲线呈近似线性个关系，开挖第三、四层基坑土时，水平位移与深度曲42杯线变化规律呈近似“弓形”。A12幅连续墙实测水平最大位移值为14.74 mm (在-14m 处)。图2测点布置平面图A16幅连续墙水平位移随深度变化曲线如图3(b)Fig. 2 Plane of monitoring points所示，从图中看到:各阶段水平向位移与深度曲线变(1)地下连续墙沉降观测化规律基本相中国煤化工;幅侧向最大累;在地”下连续墙上设15个沉降观测点(S1~S15)。计位移值为19YHCNMHG(2)地下连续墙测斜.1804 .岩土工程学报2006年墙体水平位移/mm侧钢筋最大拉应力值为20.29 MPa (在-5m处),最大012.141压应力值为- 18.44 MPa (在-11 m处)，内侧钢筋最大压应力值为- 34.36 MPa (在1 m处)。晶-12F墙体外侧钢筋应力/MPa蒸-166-30-25-20-15-10-50 5 1015 20 2530-20Fr初始水平位移初始钢筋应力V之至- -2.0 m挖至99m_3E(a) A12幅墙体水平位移墙体水平位移/mm。30-16-12-8-40481216-12--8E-14--16L(a) A30-1幅墙体外侧钢筋应力内侧钢筋应力MP'a-40-30-20-109192030-初始水平位移i-20F◆心24-.20m在量较-50m=38L(b) A16幅墙体水平位移+松至-20m图3墙身位移曲线图_指差50m-12Fig. 3 The curves of displacement4.2钢筋应力. (b) A30- -1幅墙体内侧钢筋应力图4为A4- 2幅连续墙内、外钢筋应力随深度变图5 A30-1 幅墙体钢筋应力曲线图化曲线图。从图中可见:基坑各阶段开挖结束时，各Fig. 5 The curves of the A30-1 wall steel stress深度处的弯矩变化趋势基本相同，即随开挖深度的增4.3土压力加，弯矩逐渐增大。外侧钢筋最大拉应力值为64.05连续墙两侧土压力相对基坑开挖面而言，分内外MPa (在-5 m处)，最大压应力值为- 63.07 MPa (在侧土压力:基坑内侧称连续墙内侧土压力，迎土面则- 14 m处),内侧钢筋最大拉应力值为314.94 MPa (在称连续墙外侧土压力。基坑各分层开挖阶段结束时,-17m处)。埋设在A4- 2幅连续墙的土压力盒所测得的土压力与埋设深度的变化曲线见图6。从A4- 2幅土压力与相应80-60-40-20020406080的深度曲线上看到:基坑各阶段开挖结束时，各深度0处的土压力变化趋势基本相同,即随开挖深度的增加,土压力趋于变小，外侧土压力最大值位置几乎不变,初始水平位移外侧土压力最大值分别为355.36 kPa (在- 10.1 m处)，内侧土压力最大值为355.69 kPa (在- 22.2 m处)。士转奉-5:0m(a) A4-2幅墙体外侧钢筋应力-350- 250-150-50350 150 250 350400内侧钢筋应力/MPa-40 0 40 80120 160200240280320t控至1.0m-10-专-10-5挖至-2.0m第-15+挖至-99m第-12--16(b) A4-2幅墙体内侧钢筋应力图6 A4-2幅墙体土压力曲线图图4 A4- 2幅墙体钢筋应力曲线图Fig. 6 The curves of soil pressure of A4-2 wallFig. 4 The curves of the A4-2 wall steel stress埋设在A中国煤化工力盒所测得的图5为A30- 1幅连续墙内、外钢筋应力随深度变土压力随埋设MYHCNMHG示。从图中可化曲线图。从图中可见:基坑各阶段开挖结束时，外见:内外侧最大土压力位置几乎不变，外侧土压力最.增刊周香莲，等.北仑电厂循环水泵房基坑监测分析1 805大值分别为304.1 kPa (在-8.3 m处), 318.45 kPa (在些不正常现象，有-根锁孔管未能拔出，A4-2幅钢筋- 18.2 m处),内侧土压力最大值为385.31 kPa(在- 22.2笼割去近四分之-纵向钢筋，钢筋应力出现异常m处)。A30-1幅钢筋应力明显偏小，与结构设计和施工工序有关，由于井体内进行了注浆加固，盆式开挖，逆作-350-250-150-50 $015020235040法施工，使得地下墙的水平位移均很小，再加上外墙有700 mm厚钢筋混凝土衬砌，使得钢筋应力较小。(4)循环水泵房整体沉降量较小。10 F参考文献:20-30m[1]胡春林,陈利高层建筑深基坑开挖施工期的监测和险情预报[J].岩土力学,1996,17(2):64- 69.(HU Chun-lin,图7 A30- 1幅墙体土压力曲线图CHEN Li. Monitoring technique and danger situation forecastduring the e); excavation fo deep foundation pit[J]. Rock andFig. 7 The curves of soil pressure of A30-1 wall4.4泵房井连续墙沉降实测结果Soil Mechanics, 1996,17(2):64- 69.)泵房井连续墙沉降观测值见表2。从表中看出:[2]刘建航，候学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1997:1- 15. (LIU Jian-hang, HOU Xue-yuan.泵房井最大沉降量为0.9 cm。表2在开挖过程中沉降观测变化Foundation engineering handbook[M]. Beijing: ChinaTable 2 The displacements of the settlement during differentArchitecture and Building Press, 1997: 1- 15.)periods[3]史佩栋.深基坑工程技术状况[J].西部探矿工程,1998(10):沉降/cm16- 17. (Shi Pei-dong. State-of-art of deep excavations in挖至China[J]. West China Exploration Engineering, 1998(10): 16观测点+1.00 m- 2.00 m- 5.00 m- 9.90 m- 17.)0.080.720.90S20.000.430.590.58[4]李耀良，徐安军,王建华.上海M8线西藏南路站6区基坑s:0.00 .0.310.27的监测与分析[].地下空间与工程学报，2005, 1(4):603-S40.010.40.280.20606.(LI Yao-liang, XU An-jun, WANG Jian-hua. MonitoringS0.330.60.47and analysis of the excavation of South Xizang Road Station0.170.520.600.74S80.100.400.49of Shanghai M8 line[J]. Chinese Journal of UndergroundSpace and Engineering, 2005,1(4):603- 606.)5结[5]王建华,黄鑫.北仑电厂二期工程循环水泵房地下连续(1)本工程基坑开挖深度为14.1 m，地下连续墙墙原位测试报告([R].上海:上海交通大学建筑工程与力学的最大水平位移为19.12 mm,水平位移较小。主要原学院，华东电力设计院，1997: 1- 68. (WANG Jian-hua,因是:采用逆作法施工，在施工中边开挖边衬砌，泵HUANG Xin. Test report of diaphragm walls in stage II房井内隔墙在基坑开挖中起支撑作用，此外在井体内pump-station of circulation water of Beilun Power Plant[R].采取注浆加固的措施，提高被动土体的抗力，以上措Shanghai: School of Civil Engineering and Mechanics of施大大减少了水平位移量，表明泵房地下结构设计是Shanghai Jiaotong University, East China Electric Power相当成功的，技术措施也是非常有效。Design Institute, 1997:1- 68.)(2)在整个基坑开挖过程中，地下连续墙的土压[6]祝斌.深基础施工中的监控信息化[D]. 建筑技术,力变化较小。1997(2): 119- 120. (ZHU Bin. Surveillance and control(3)地下连续墙内钢筋应力: A4-2 幅钢筋应力明information for construction of deep foundation work[J].显偏大，这是因为A4-2幅墙体由于施工中出现了一Architecture Tchnology, 1997(2): 119- 120.)中国煤化工MHCNMH G.