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地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析與安全監(jiān)測體系構(gòu)建研究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進程的加速和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展,地下工程在現(xiàn)代建設(shè)領(lǐng)域中占據(jù)著愈發(fā)重要的地位。地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)作為地下工程的關(guān)鍵組成部分,廣泛應(yīng)用于高層建筑地下室、地鐵車站、橋梁錨碇基礎(chǔ)等各類項目。它不僅承擔著支護土體、防止土體坍塌的重要職責(zé),還在分隔施工現(xiàn)場、穩(wěn)定地基等方面發(fā)揮著不可或缺的作用,其穩(wěn)定性和安全性直接關(guān)系到整個工程的成敗以及周邊環(huán)境的安全。在地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)體系中,錨碇基礎(chǔ)作為一種常見且重要的支撐方式,猶如建筑的根基,對整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起著決定性作用。錨碇基礎(chǔ)主要承受來自地下連續(xù)墻傳遞的荷載以及土體的側(cè)壓力等,其穩(wěn)定性在很大程度上決定了地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)能否正常發(fā)揮功能。一旦錨碇基礎(chǔ)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,可能引發(fā)地下連續(xù)墻的變形、坍塌,進而導(dǎo)致施工現(xiàn)場的安全事故,如地面塌陷、周邊建筑物傾斜或開裂等,不僅會延誤工程進度,增加工程成本,還可能對人員生命安全造成嚴重威脅。例如,在一些大型橋梁建設(shè)中,若懸索橋錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性不足,在橋梁運營過程中,隨著交通荷載的反復(fù)作用以及自然環(huán)境因素的影響,可能導(dǎo)致主纜拉力分布不均,進而影響橋梁的整體結(jié)構(gòu)安全,后果不堪設(shè)想。因此,對地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性與安全監(jiān)測進行深入研究具有極其重要的現(xiàn)實意義和工程價值。從現(xiàn)實意義來看,通過對錨碇基礎(chǔ)進行穩(wěn)定性分析和安全監(jiān)測,能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患,采取有效的加固措施,避免安全事故的發(fā)生,保障施工人員的生命安全以及周邊居民的生活安全,維護社會的穩(wěn)定與和諧發(fā)展。從工程價值角度而言,準確掌握錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性狀況,有助于優(yōu)化地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工方案,提高工程質(zhì)量,降低工程風(fēng)險,減少不必要的工程投資,實現(xiàn)工程效益的最大化。同時,相關(guān)研究成果還可為類似工程提供寶貴的經(jīng)驗和參考依據(jù),推動地下工程技術(shù)的不斷進步與發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定與安全監(jiān)測是地下工程領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容,國內(nèi)外學(xué)者和工程人員圍繞該主題開展了大量研究工作,取得了一系列具有價值的成果。在國外,地下連續(xù)墻技術(shù)的應(yīng)用較早,對錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析方法的研究起步也相對較早。早期主要采用極限平衡法對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性進行分析,如瑞典條分法、畢肖普法等,這些方法基于剛體平衡原理,將土體視為剛性體,通過對作用在土體上的力進行分析,求解錨碇基礎(chǔ)的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)。隨著計算機技術(shù)和數(shù)值計算方法的發(fā)展,有限元法逐漸應(yīng)用于錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析中,能夠更準確地考慮土體的非線性力學(xué)特性、復(fù)雜的邊界條件以及錨碇基礎(chǔ)與土體之間的相互作用。例如,一些學(xué)者利用有限元軟件建立三維模型,對不同工況下錨碇基礎(chǔ)的受力和變形進行模擬分析,研究了各種因素對錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。在安全監(jiān)測方面,國外研發(fā)了多種先進的監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備,如光纖傳感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、全站儀自動化監(jiān)測系統(tǒng)等,實現(xiàn)了對錨碇基礎(chǔ)變形、應(yīng)力應(yīng)變等參數(shù)的實時、高精度監(jiān)測。這些技術(shù)在大型橋梁、深基坑等工程中得到了廣泛應(yīng)用,并通過建立監(jiān)測數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng),對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行及時處理和分析,為工程決策提供科學(xué)依據(jù)。國內(nèi)對地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的研究隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展而日益深入。在穩(wěn)定性分析方法上,一方面借鑒國外的先進理論和方法,另一方面結(jié)合國內(nèi)工程實際情況進行創(chuàng)新和改進。例如,在傳統(tǒng)極限平衡法的基礎(chǔ)上,考慮了土體的剪脹性、應(yīng)力路徑等因素對錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響,提出了一些修正的計算方法。同時,在有限元分析方面,國內(nèi)學(xué)者針對不同類型的錨碇基礎(chǔ)和復(fù)雜的地質(zhì)條件,開發(fā)了一系列實用的有限元模型和算法,能夠更準確地模擬錨碇基礎(chǔ)的受力和變形過程。在安全監(jiān)測方面,國內(nèi)也取得了顯著的進展,不僅引進和應(yīng)用了國外的先進監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備,還自主研發(fā)了一些具有特色的監(jiān)測方法和儀器。例如,基于微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的傳感器在地下工程監(jiān)測中得到了廣泛應(yīng)用,具有體積小、成本低、靈敏度高等優(yōu)點。此外,國內(nèi)還注重監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能化處理和分析,通過數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等技術(shù),對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深度分析,實現(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)安全狀態(tài)的準確評估和預(yù)測。盡管國內(nèi)外在地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定與安全監(jiān)測方面取得了眾多成果,但仍存在一些不足與空白。在穩(wěn)定性分析方法上,雖然有限元法等數(shù)值分析方法得到了廣泛應(yīng)用,但在處理復(fù)雜地質(zhì)條件、多場耦合作用以及土體本構(gòu)模型的選擇和驗證等方面,仍存在一定的局限性。目前的土體本構(gòu)模型難以準確描述土體在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)行為,導(dǎo)致計算結(jié)果與實際情況存在一定偏差。在安全監(jiān)測方面,雖然監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備不斷更新,但不同監(jiān)測方法和設(shè)備之間的兼容性和協(xié)同性較差,難以實現(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)全方位、多層次的監(jiān)測。此外,監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析方法還不夠完善,如何從海量的監(jiān)測數(shù)據(jù)中準確提取關(guān)鍵信息,實現(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)安全狀態(tài)的實時預(yù)警和有效評估,仍是亟待解決的問題。在實際工程中,對于一些特殊地質(zhì)條件下的錨碇基礎(chǔ),如軟土地基、巖溶地區(qū)等,現(xiàn)有的穩(wěn)定分析方法和安全監(jiān)測技術(shù)的適用性還需要進一步研究和驗證。針對這些問題,未來需要進一步加強基礎(chǔ)理論研究,結(jié)合現(xiàn)場實際監(jiān)測數(shù)據(jù),不斷完善穩(wěn)定性分析方法和安全監(jiān)測技術(shù),以提高地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和安全性。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究聚焦于地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定與安全監(jiān)測,主要涵蓋以下幾個關(guān)鍵方面:錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析方法研究:系統(tǒng)梳理和深入分析現(xiàn)有的錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析理論與方法,包括極限平衡法、有限元法等。詳細探討各方法的基本原理、適用范圍以及優(yōu)缺點,并通過對比分析,明確不同方法在處理地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性問題時的適用性和局限性。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合實際工程案例,對傳統(tǒng)分析方法進行改進和優(yōu)化,以提高穩(wěn)定性分析的準確性和可靠性。錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性影響因素分析:全面研究影響錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的各類因素,如土體性質(zhì)(包括土體的物理力學(xué)參數(shù),如粘聚力、內(nèi)摩擦角、重度等)、錨碇基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式(包括基礎(chǔ)的尺寸、形狀、埋深,以及地下連續(xù)墻的厚度、配筋等)、荷載條件(包括靜荷載、動荷載的大小、分布和作用方式,如交通荷載、地震荷載等)以及施工過程(包括基坑開挖順序、支護措施的施加時機和方式等)。通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測等手段,深入剖析各因素對錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響機制和規(guī)律,為后續(xù)的安全監(jiān)測和工程設(shè)計提供理論依據(jù)。安全監(jiān)測指標與關(guān)鍵參數(shù)確定:依據(jù)錨碇基礎(chǔ)的受力特點和穩(wěn)定性影響因素,科學(xué)合理地確定安全監(jiān)測指標和關(guān)鍵參數(shù)。監(jiān)測指標主要包括錨碇基礎(chǔ)的變形(如水平位移、豎向位移、傾斜度等)、應(yīng)力應(yīng)變(如地下連續(xù)墻的鋼筋應(yīng)力、土體應(yīng)力等)以及錨索拉力等。通過對這些監(jiān)測指標和關(guān)鍵參數(shù)的實時監(jiān)測和分析,能夠及時準確地掌握錨碇基礎(chǔ)的工作狀態(tài),為判斷其穩(wěn)定性提供數(shù)據(jù)支持。同時,運用相關(guān)理論和方法,確定各監(jiān)測指標的預(yù)警值和控制標準,以便在監(jiān)測過程中及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相應(yīng)的措施。安全監(jiān)測技術(shù)與方法研究:調(diào)研和分析當前國內(nèi)外先進的安全監(jiān)測技術(shù)和方法,如光纖傳感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS)監(jiān)測技術(shù)、全站儀自動化監(jiān)測技術(shù)以及基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程監(jiān)測技術(shù)等。詳細研究各種監(jiān)測技術(shù)的工作原理、技術(shù)特點、適用范圍以及數(shù)據(jù)采集和傳輸方式。結(jié)合地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的實際情況,選擇合適的監(jiān)測技術(shù)和方法,并進行優(yōu)化組合,構(gòu)建全方位、多層次的安全監(jiān)測體系。此外,還將研究監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析方法,包括數(shù)據(jù)濾波、異常值處理、趨勢分析等,以提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和利用價值。監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析及安全狀態(tài)評估:建立科學(xué)有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析模型,運用數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等技術(shù),對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深度分析。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、相關(guān)性分析和回歸分析等,挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和特征,提取與錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性密切相關(guān)的信息。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建錨碇基礎(chǔ)安全狀態(tài)評估模型,綜合考慮監(jiān)測數(shù)據(jù)、影響因素以及工程經(jīng)驗等,對錨碇基礎(chǔ)的安全狀態(tài)進行準確評估。采用定性與定量相結(jié)合的方法,將安全狀態(tài)劃分為不同的等級,如安全、預(yù)警、危險等,并針對不同的安全狀態(tài)提出相應(yīng)的處理措施和建議。工程實例分析:選取具有代表性的地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)工程實例,如某大型橋梁的錨碇基礎(chǔ)工程或某高層建筑的深基坑錨碇基礎(chǔ)工程等。運用前面研究的穩(wěn)定性分析方法、安全監(jiān)測技術(shù)和評估模型,對工程實例進行詳細的分析和研究。通過現(xiàn)場監(jiān)測獲取實際工程數(shù)據(jù),與理論計算和數(shù)值模擬結(jié)果進行對比驗證,評估研究成果的實際應(yīng)用效果??偨Y(jié)工程實踐中的經(jīng)驗教訓(xùn),針對存在的問題提出改進措施和建議,進一步完善地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定與安全監(jiān)測的理論和技術(shù)體系。1.3.2研究方法為了實現(xiàn)上述研究內(nèi)容,本研究將綜合運用以下多種研究方法:文獻調(diào)研法:廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)的學(xué)術(shù)文獻、工程技術(shù)報告、標準規(guī)范等資料,全面了解地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定與安全監(jiān)測的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及存在的問題。對已有的研究成果進行系統(tǒng)梳理和分析,總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),為本文的研究提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。通過文獻調(diào)研,還可以獲取相關(guān)的工程案例和實際監(jiān)測數(shù)據(jù),為后續(xù)的研究提供實際應(yīng)用背景和數(shù)據(jù)支持。理論分析法:運用土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本理論,對錨碇基礎(chǔ)的受力特性、穩(wěn)定性分析方法以及安全監(jiān)測指標等進行深入的理論推導(dǎo)和分析。建立相應(yīng)的力學(xué)模型和計算公式,從理論層面揭示錨碇基礎(chǔ)的工作機理和穩(wěn)定性影響因素。例如,運用極限平衡理論分析錨碇基礎(chǔ)的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性;運用彈性力學(xué)理論分析地下連續(xù)墻和土體的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律等。通過理論分析,為數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測提供理論依據(jù),同時也有助于深入理解錨碇基礎(chǔ)的力學(xué)行為。數(shù)值模擬法:借助專業(yè)的有限元分析軟件,如ANSYS、ABAQUS等,建立地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的三維數(shù)值模型??紤]土體的非線性力學(xué)特性、錨碇基礎(chǔ)與土體之間的相互作用以及各種荷載工況等因素,對錨碇基礎(chǔ)的受力和變形進行模擬分析。通過數(shù)值模擬,可以直觀地了解錨碇基礎(chǔ)在不同工況下的工作狀態(tài),預(yù)測其變形和應(yīng)力分布情況,研究各種因素對錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果還可以與理論分析和現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果進行對比驗證,相互補充和完善,提高研究成果的可靠性?,F(xiàn)場監(jiān)測法:在實際工程中,選擇合適的監(jiān)測斷面和監(jiān)測點,采用先進的監(jiān)測設(shè)備和儀器,如水準儀、全站儀、應(yīng)變計、錨索測力計等,對錨碇基礎(chǔ)的變形、應(yīng)力應(yīng)變、錨索拉力等參數(shù)進行實時監(jiān)測。制定詳細的監(jiān)測方案,明確監(jiān)測頻率、數(shù)據(jù)采集方法和處理流程等。通過現(xiàn)場監(jiān)測,獲取真實可靠的工程數(shù)據(jù),直觀反映錨碇基礎(chǔ)在施工和運營過程中的實際工作狀態(tài)。現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅可以用于驗證理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果的準確性,還可以為錨碇基礎(chǔ)的安全狀態(tài)評估和預(yù)警提供直接依據(jù)。統(tǒng)計分析法:對現(xiàn)場監(jiān)測獲取的大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,運用統(tǒng)計學(xué)方法,如均值、方差、標準差、相關(guān)系數(shù)等,對數(shù)據(jù)的特征和規(guī)律進行描述和分析。通過統(tǒng)計分析,可以判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性,識別異常數(shù)據(jù)并進行處理。同時,還可以通過建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型,如回歸分析模型、時間序列分析模型等,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)測和趨勢分析,為錨碇基礎(chǔ)的安全狀態(tài)評估和決策提供數(shù)據(jù)支持。此外,統(tǒng)計分析法還可以用于分析不同監(jiān)測指標之間的相關(guān)性,揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,為綜合評估錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性提供依據(jù)。二、地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)概述2.1結(jié)構(gòu)組成與工作原理地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)主要由地下連續(xù)墻、錨桿(索)以及錨碇等關(guān)鍵部分協(xié)同構(gòu)成,各部分相互配合,共同維持基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。地下連續(xù)墻:作為整個結(jié)構(gòu)的重要圍護部件,地下連續(xù)墻通常是通過在地面上采用專門的成槽設(shè)備,沿著基礎(chǔ)的周邊開挖出具有一定寬度和深度的溝槽,然后在溝槽內(nèi)放置鋼筋籠,并澆筑混凝土,形成連續(xù)的鋼筋混凝土墻體。地下連續(xù)墻具有較高的強度和剛度,能夠有效地抵抗土體的側(cè)壓力和地下水的滲透壓力,防止基坑周圍土體的坍塌和變形,起到支護和防滲的雙重作用。在實際工程中,地下連續(xù)墻的厚度、深度以及配筋等參數(shù)會根據(jù)工程的具體要求和地質(zhì)條件進行設(shè)計和調(diào)整。例如,在一些軟土地基中,為了增強地下連續(xù)墻的支護能力,可能會增加墻體的厚度或提高配筋率;而在一些地下水位較高的地區(qū),地下連續(xù)墻的深度需要滿足抗?jié)B要求,以確保基坑的安全。地下連續(xù)墻還可以根據(jù)不同的施工工藝和接頭形式進行分類,常見的施工工藝有抓斗成槽法、銑槽機成槽法、沖擊鉆成槽法等,不同的施工工藝適用于不同的地質(zhì)條件和工程要求。接頭形式則有鎖口管接頭、工字鋼接頭、十字鋼板接頭等,接頭的質(zhì)量直接影響到地下連續(xù)墻的整體性和防水性能。錨桿(索):錨桿(索)是連接地下連續(xù)墻和錨碇的重要構(gòu)件,一般由高強度的鋼材制成。它的一端錨固在地下連續(xù)墻內(nèi),通過與地下連續(xù)墻的鋼筋連接或采用特殊的錨固裝置,確保與地下連續(xù)墻形成緊密的整體,能夠有效地傳遞拉力;另一端則深入到穩(wěn)定的土體或巖體中,通過與周圍土體或巖體的摩擦力、粘結(jié)力以及錨固體的抗拔力來提供錨固力。錨桿(索)的長度、直徑以及間距等參數(shù)會根據(jù)地下連續(xù)墻所承受的荷載大小、土體或巖體的性質(zhì)以及錨碇的位置等因素進行設(shè)計。在設(shè)計過程中,需要考慮錨桿(索)的極限抗拉強度、錨固段的長度和抗拔力等因素,以確保其能夠滿足工程的安全要求。例如,在一些大型橋梁的錨碇基礎(chǔ)中,由于承受的荷載較大,可能會采用大直徑、高強度的錨索,并增加錨索的數(shù)量和長度,以提高錨固力。同時,為了防止錨桿(索)在使用過程中發(fā)生腐蝕,通常會采取防腐措施,如采用鍍鋅、涂漆或使用防腐材料等。錨碇:錨碇是整個錨碇基礎(chǔ)的核心部件,其主要作用是提供足夠的抗拔力和穩(wěn)定性,以抵抗地下連續(xù)墻傳來的拉力以及土體的側(cè)壓力。錨碇的形式多樣,常見的有重力式錨碇、巖錨和隧道式錨碇等。重力式錨碇主要依靠自身的重力以及與地基之間的摩擦力來抵抗拉力,通常由混凝土或鋼筋混凝土澆筑而成,其體積較大,形狀一般為塊狀或棱臺狀。在設(shè)計重力式錨碇時,需要考慮其基礎(chǔ)的承載能力、穩(wěn)定性以及抗傾覆能力等因素,確保錨碇在各種荷載作用下不會發(fā)生破壞或失穩(wěn)。巖錨則是將錨桿(索)直接錨固在堅硬的巖石中,利用巖石的強度和穩(wěn)定性來提供錨固力。巖錨的優(yōu)點是錨固力大、穩(wěn)定性好,但對巖石的質(zhì)量和完整性要求較高,需要在施工前進行詳細的地質(zhì)勘察,確定巖石的性質(zhì)和可錨固性。隧道式錨碇是在山體中開挖隧道,將主纜的拉力通過錨塞體傳遞到周圍的巖體中,它適用于橋位處有合適山體且?guī)r體條件較好的情況。隧道式錨碇的施工難度較大,需要考慮隧道的開挖、支護以及錨塞體的安裝等問題,但它可以充分利用山體的自然條件,減少對周邊環(huán)境的影響。在地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的工作過程中,當土體產(chǎn)生側(cè)壓力或地下連續(xù)墻受到外部荷載作用時,地下連續(xù)墻會發(fā)生向基坑內(nèi)的變形趨勢。此時,地下連續(xù)墻將所承受的荷載通過與錨桿(索)的連接傳遞給錨桿(索)。錨桿(索)在拉力的作用下,其錨固段與周圍土體或巖體之間產(chǎn)生摩擦力和粘結(jié)力,從而將拉力傳遞到穩(wěn)定的土體或巖體中。而錨碇則作為整個體系的錨固端,憑借自身的重力、與地基的摩擦力以及周圍土體或巖體的抗力來平衡錨桿(索)傳來的拉力,確保地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。整個過程就如同一個緊密相連的力學(xué)系統(tǒng),各個部分相互協(xié)作,共同承擔和傳遞荷載,保障基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定。2.2應(yīng)用領(lǐng)域與工程案例地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)憑借其獨特的優(yōu)勢,在橋梁、地鐵、水利等眾多工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,成為保障工程安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)之一。以下將通過具體的工程實例,深入剖析其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用場景和特點。橋梁工程領(lǐng)域:在大型橋梁建設(shè)中,尤其是懸索橋和斜拉橋,錨碇基礎(chǔ)作為承受主纜拉力的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),對橋梁的整體穩(wěn)定性起著決定性作用。以潤揚大橋北錨碇基礎(chǔ)工程為例,該橋是我國第一座由懸索橋和斜拉橋構(gòu)成的組合型特大橋梁,其北錨碇基礎(chǔ)采用了地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)。北錨碇基礎(chǔ)基坑規(guī)模宏大,平面尺寸達到50m×69m,深度為48m。地下連續(xù)墻厚120cm,外輪廓尺寸為69m×50m,共分42幅槽段施工。在施工過程中,先進行地下連續(xù)墻的施工,然后通過井點降水,分層開挖基坑,并分層澆筑鋼筋混凝土框架內(nèi)撐。該地下連續(xù)墻不僅在基坑開挖施工過程中起到了圍護作用,有效防止了土體的坍塌和變形,保障了施工安全;而且在成橋后,成為錨碇基礎(chǔ)的重要組成部分,與其他結(jié)構(gòu)協(xié)同工作,共同承受主纜傳來的巨大拉力。潤揚大橋北錨碇基礎(chǔ)工程的成功實施,為大跨徑懸索橋錨碇基礎(chǔ)的設(shè)計與施工積累了寶貴的經(jīng)驗。其應(yīng)用地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的特點在于,能夠適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件和巨大的荷載要求,通過合理的設(shè)計和施工,確保了錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和可靠性。同時,地下連續(xù)墻的施工工藝和質(zhì)量控制措施,也為類似工程提供了借鑒和參考。張靖皋長江大橋南航道橋南錨碇地連墻同樣是橋梁工程中地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的典型案例。該錨碇地連墻為世界最大地連墻錨碇基礎(chǔ),長110.05米、寬75.05米、深83米,相當于20個籃球場大小、28層樓高。由于南錨位于長江南岸,距離長江大堤僅47米,在軟土地基上開挖如此巨大的深坑,風(fēng)險極大。為確保錨碇基礎(chǔ)對長江大堤的擾動影響控制在10毫米以內(nèi),項目團隊大膽創(chuàng)新,將錨碇基礎(chǔ)分成47個互不相通的隔倉,由198個不同形狀、節(jié)段的鋼箱和鋼筋籠在地下逐步連接形成一座“回”字形地下“城堡”。這種支護轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)合地連墻錨碇基礎(chǔ),讓地連墻兼顧臨時支護和永久受力結(jié)構(gòu)的作用。在施工過程中,項目團隊采用了一系列先進的技術(shù)和工藝,如“三槽合一、一槽兩籠”新工藝,數(shù)字孿生技術(shù),自主研發(fā)雙輪銑輔助決策系統(tǒng)等,有效解決了施工中的難題,保障了工程的順利進行。該案例充分展示了地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)在大型橋梁工程中的應(yīng)用潛力和創(chuàng)新實踐,其在結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝和質(zhì)量控制等方面的創(chuàng)新成果,為世界橋梁建設(shè)提供了新的思路和方法。地鐵工程領(lǐng)域:隨著城市軌道交通的快速發(fā)展,地鐵車站的建設(shè)數(shù)量不斷增加。在地鐵車站的建設(shè)中,地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)常用于基坑支護,以確保車站施工過程中周邊土體的穩(wěn)定和地下結(jié)構(gòu)的安全。例如,武漢軌道交通12號線中一路站,該站為地下三層五柱六跨框架結(jié)構(gòu),是全線規(guī)模最大、施工難度最高的車站。車站沿后湖大道東西向布置,與多條線路換乘,地質(zhì)條件復(fù)雜。其主體圍護結(jié)構(gòu)采用1500mm地連墻,深度47.5-58m,鋼筋籠最重達到170噸。主體圍護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻分兩期進行施工,共灌注8.7萬立方混凝土,各類鋼材近2萬噸。在施工過程中,施工單位根據(jù)地質(zhì)情況變化,投入成槽機、旋挖鉆機配合進行砂層、入巖段地連墻成槽施工。為保證成槽垂直度,通過超聲波檢測儀檢測槽壁垂直度,對于垂直度偏差大的及時進行糾偏。同時,項目提前策劃人力資源、儲備各項材料、配置機械設(shè)備,并從技術(shù)方案上進行比選,邀請內(nèi)外部專家進行方案評審及技術(shù)指導(dǎo),從設(shè)備選型、成槽工藝、泥漿指標控制、焊接工藝、鋼筋籠吊裝等方面進行詳細討論,為工程施工的安全與質(zhì)量提供了強有力的保障。武漢軌道交通12號線中一路站的建設(shè),體現(xiàn)了地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)在地鐵工程中的重要應(yīng)用。其特點是能夠在復(fù)雜的城市環(huán)境和地質(zhì)條件下,有效地支護基坑,控制土體變形,減少對周邊建筑物和地下管線的影響。同時,通過科學(xué)的施工組織和嚴格的質(zhì)量控制,確保了工程的順利推進和車站的安全建成。石家莊地鐵5號線解放大街站也是地鐵工程中應(yīng)用地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的實例。該站是河北省首個地下5層車站,深38米,也是迄今為止省內(nèi)最深的地鐵車站。由于上游車站至解放大街站區(qū)間盾構(gòu)需下穿“京石京廣鐵路六線隧道”,且車站基底位于地下水位以下,為確保施工安全,車站主體圍護結(jié)構(gòu)采用了埋深50米的地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的支護形式。在施工過程中,項目團隊加大科技創(chuàng)新投入,利用超聲波探測儀實時監(jiān)測地連墻垂直度和成槽側(cè)壁的完整性,將沉降、傾斜范圍控制在毫米級。同時,引進鋼支撐數(shù)字調(diào)控系統(tǒng)(伺服系統(tǒng)),通過300個調(diào)控點,對車站開挖、圍護結(jié)構(gòu)實現(xiàn)智能調(diào)壓,使整個車站基坑在開挖期間圍護結(jié)構(gòu)始終處于穩(wěn)定可控的支護體系狀態(tài)。石家莊地鐵5號線解放大街站的建設(shè),展示了地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)在特殊地質(zhì)和施工條件下的應(yīng)用能力。其通過采用先進的監(jiān)測技術(shù)和智能調(diào)控系統(tǒng),實現(xiàn)了對基坑圍護結(jié)構(gòu)的精細化控制,為類似復(fù)雜條件下的地鐵車站建設(shè)提供了有益的參考。水利工程領(lǐng)域:在水利工程中,地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)常用于大壩、水閘等水工建筑物的基礎(chǔ)處理和防滲工程。以三峽工程為例,三峽大壩作為世界上最大的水利樞紐工程之一,其基礎(chǔ)處理和防滲要求極高。地下連續(xù)墻在三峽工程中得到了廣泛應(yīng)用,用于大壩基礎(chǔ)的防滲和加固。在三峽工程的施工過程中,地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量和防滲效果直接關(guān)系到整個大壩的安全和穩(wěn)定。施工單位采用了先進的施工技術(shù)和設(shè)備,嚴格控制施工過程中的各項參數(shù),確保了地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量。同時,通過對地下連續(xù)墻的防滲性能進行檢測和評估,及時發(fā)現(xiàn)并處理了可能存在的滲漏問題,保障了大壩的防滲效果。三峽工程中地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的應(yīng)用,體現(xiàn)了其在大型水利工程中的重要作用。其特點是能夠承受巨大的水壓力和地基應(yīng)力,具有良好的防滲性能和耐久性,為水利工程的長期安全運行提供了可靠的保障。小浪底水利樞紐工程也是水利工程中應(yīng)用地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的典型案例。小浪底水利樞紐工程的主要任務(wù)是防洪、防凌、減淤,并兼顧供水、灌溉和發(fā)電等。在工程建設(shè)中,地下連續(xù)墻被用于大壩基礎(chǔ)的防滲和加固。由于小浪底水利樞紐工程所處的地質(zhì)條件復(fù)雜,地下水位較高,對地下連續(xù)墻的施工技術(shù)和質(zhì)量要求非常嚴格。施工單位在施工過程中,針對復(fù)雜的地質(zhì)條件,采用了多種施工工藝和方法,如沖擊鉆成槽、抓斗成槽等,并結(jié)合泥漿護壁技術(shù),確保了地下連續(xù)墻的成槽質(zhì)量。同時,通過對地下連續(xù)墻的接頭處理和防滲措施的優(yōu)化,提高了地下連續(xù)墻的整體防滲性能。小浪底水利樞紐工程中地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的成功應(yīng)用,為類似水利工程的基礎(chǔ)處理和防滲提供了寶貴的經(jīng)驗。其在應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)條件和嚴格防滲要求方面的技術(shù)措施和施工經(jīng)驗,對水利工程領(lǐng)域具有重要的參考價值。三、錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析3.1穩(wěn)定性影響因素錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性是一個受多因素綜合影響的復(fù)雜問題,深入剖析這些影響因素及其作用機制,對于準確評估錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。以下將從地質(zhì)條件、荷載作用、施工工藝等多個關(guān)鍵方面展開分析。地質(zhì)條件:地質(zhì)條件是影響錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)性因素,其包含土體性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和地下水狀況等多個關(guān)鍵要素,各要素相互關(guān)聯(lián),共同作用于錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。土體性質(zhì):土體的物理力學(xué)參數(shù),如粘聚力、內(nèi)摩擦角、重度等,對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性起著決定性作用。粘聚力是土體抵抗剪切破壞的一種內(nèi)力,它使得土體顆粒之間相互粘結(jié),形成一定的強度。粘聚力越大,土體抵抗變形和破壞的能力就越強,錨碇基礎(chǔ)在土體中的穩(wěn)定性也就越高。內(nèi)摩擦角則反映了土體顆粒之間的摩擦特性,它與土體的抗滑能力密切相關(guān)。內(nèi)摩擦角越大,土體在受到外力作用時,顆粒之間的摩擦力就越大,越不容易發(fā)生滑動,從而提高了錨碇基礎(chǔ)的抗滑穩(wěn)定性。重度是指單位體積土體的重量,它決定了土體自身的重力大小。在錨碇基礎(chǔ)的受力分析中,土體的重度會影響到作用在基礎(chǔ)上的豎向荷載和水平荷載的大小,進而對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。例如,在軟土地基中,由于土體的粘聚力和內(nèi)摩擦角較小,重度相對較大,錨碇基礎(chǔ)在這種土體中容易發(fā)生沉降和滑移,穩(wěn)定性較差。而在硬土地基中,土體的粘聚力和內(nèi)摩擦角較大,重度相對較小,錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性則相對較高。地質(zhì)構(gòu)造:地層中的斷層、褶皺、節(jié)理等地質(zhì)構(gòu)造會顯著改變土體的力學(xué)性能和應(yīng)力分布狀態(tài),從而對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。斷層是地層中的破裂面,斷層兩側(cè)的土體往往存在錯動和位移,導(dǎo)致土體的連續(xù)性和完整性遭到破壞。當錨碇基礎(chǔ)位于斷層附近時,斷層的活動性可能會引發(fā)土體的變形和位移,進而影響錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。褶皺構(gòu)造是地層在受到地殼運動的擠壓作用下發(fā)生彎曲變形而形成的。褶皺的存在會使土體的應(yīng)力分布不均勻,在褶皺的轉(zhuǎn)折端和軸部,應(yīng)力集中現(xiàn)象較為明顯。如果錨碇基礎(chǔ)恰好處于這些應(yīng)力集中區(qū)域,基礎(chǔ)所承受的應(yīng)力會增大,容易導(dǎo)致基礎(chǔ)的破壞和失穩(wěn)。節(jié)理是指巖石中的裂隙,它會降低巖石的強度和完整性。在錨碇基礎(chǔ)的施工和使用過程中,節(jié)理會成為地下水滲透和土體變形的通道,增加了錨碇基礎(chǔ)的不穩(wěn)定因素。例如,在山區(qū)進行錨碇基礎(chǔ)建設(shè)時,如果遇到斷層、褶皺等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造,必須對地質(zhì)構(gòu)造進行詳細勘察和分析,采取相應(yīng)的加固措施,如設(shè)置抗滑樁、加強基礎(chǔ)的配筋等,以確保錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。地下水狀況:地下水的存在及其變化會對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生多方面的不利影響。地下水的壓力會增加土體的有效應(yīng)力,導(dǎo)致土體的抗剪強度降低。當土體的抗剪強度低于錨碇基礎(chǔ)所施加的荷載時,土體就會發(fā)生剪切破壞,從而危及錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。地下水的滲流作用可能會引發(fā)管涌、流砂等地質(zhì)災(zāi)害,進一步破壞土體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。管涌是指在地下水的滲流作用下,土體中的細顆粒被水流帶走,形成管狀通道的現(xiàn)象。流砂則是指在動水壓力的作用下,土體顆粒處于懸浮狀態(tài),隨水流一起流動的現(xiàn)象。管涌和流砂會導(dǎo)致土體的強度降低,地基承載力下降,嚴重威脅錨碇基礎(chǔ)的安全。此外,地下水的長期浸泡還可能使土體發(fā)生軟化和膨脹,改變土體的物理力學(xué)性質(zhì),進而影響錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。例如,在地下水位較高的地區(qū)進行錨碇基礎(chǔ)施工時,必須采取有效的降水措施,降低地下水位,減少地下水對錨碇基礎(chǔ)的影響。同時,還需要對地基進行加固處理,提高土體的抗?jié)B能力和抗剪強度。荷載作用:作用在錨碇基礎(chǔ)上的荷載類型多樣,包括靜荷載、動荷載以及特殊荷載等,這些荷載的大小、分布和作用方式各不相同,對錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響也具有復(fù)雜性和多樣性。靜荷載:靜荷載主要包括錨碇基礎(chǔ)自身的重力、地下連續(xù)墻傳遞的豎向荷載以及土體的側(cè)壓力等。錨碇基礎(chǔ)自身的重力是一個恒定的荷載,它直接作用在基礎(chǔ)上,對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。地下連續(xù)墻傳遞的豎向荷載是由于地下連續(xù)墻承受土體的側(cè)壓力和其他外部荷載,通過錨桿(索)傳遞給錨碇基礎(chǔ)的。土體的側(cè)壓力則是由于土體的自重和外部荷載作用,對地下連續(xù)墻產(chǎn)生的側(cè)向壓力,進而傳遞給錨碇基礎(chǔ)。這些靜荷載的大小和分布會影響錨碇基礎(chǔ)的受力狀態(tài)和穩(wěn)定性。如果靜荷載過大,超過了錨碇基礎(chǔ)的承載能力,基礎(chǔ)就會發(fā)生沉降、傾斜甚至破壞。例如,在大型橋梁的錨碇基礎(chǔ)設(shè)計中,需要精確計算靜荷載的大小和分布,合理設(shè)計錨碇基礎(chǔ)的尺寸和結(jié)構(gòu)形式,以確?;A(chǔ)能夠承受靜荷載的作用。動荷載:動荷載主要包括交通荷載、地震荷載等。交通荷載是指車輛在橋梁上行駛時產(chǎn)生的荷載,它具有重復(fù)性和隨機性的特點。交通荷載的大小和頻率會隨著車輛的類型、行駛速度和交通流量的變化而變化。長期受到交通荷載的作用,錨碇基礎(chǔ)會產(chǎn)生疲勞損傷,降低其承載能力和穩(wěn)定性。地震荷載是指地震時地面運動產(chǎn)生的慣性力,它具有瞬時性和強烈性的特點。地震荷載的大小和方向會受到地震的震級、震中距和場地條件等因素的影響。在地震作用下,錨碇基礎(chǔ)會受到水平和豎向的地震力作用,可能導(dǎo)致基礎(chǔ)的位移、變形和破壞。例如,在地震多發(fā)地區(qū)進行錨碇基礎(chǔ)設(shè)計時,需要考慮地震荷載的作用,采用抗震設(shè)計方法,提高基礎(chǔ)的抗震能力。特殊荷載:特殊荷載是指在特定情況下作用在錨碇基礎(chǔ)上的荷載,如溫度變化引起的溫度應(yīng)力、風(fēng)荷載等。溫度變化會導(dǎo)致錨碇基礎(chǔ)和土體的熱脹冷縮,從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。如果溫度應(yīng)力過大,超過了基礎(chǔ)和土體的抗拉強度,就會導(dǎo)致基礎(chǔ)和土體出現(xiàn)裂縫,影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。風(fēng)荷載是指風(fēng)對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用力,它會對錨碇基礎(chǔ)產(chǎn)生水平方向的推力。在強風(fēng)作用下,風(fēng)荷載可能會使錨碇基礎(chǔ)發(fā)生水平位移和傾斜,危及基礎(chǔ)的安全。例如,在沿海地區(qū)或高海拔地區(qū)進行錨碇基礎(chǔ)設(shè)計時,需要考慮風(fēng)荷載的作用,采取相應(yīng)的防風(fēng)措施,如增加基礎(chǔ)的埋深、設(shè)置防風(fēng)支撐等。施工工藝:施工工藝是影響錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性的重要因素之一,其涵蓋地下連續(xù)墻施工、錨桿(索)施工以及基坑開挖等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量和工藝控制都直接關(guān)系到錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。地下連續(xù)墻施工:地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。在地下連續(xù)墻的成槽過程中,如果槽壁的垂直度控制不當,會導(dǎo)致地下連續(xù)墻的厚度不均勻,影響其承載能力和抗?jié)B性能。同時,如果槽壁發(fā)生坍塌,不僅會影響施工進度,還可能導(dǎo)致周邊土體的變形和位移,危及錨碇基礎(chǔ)的安全。鋼筋籠的制作和安裝質(zhì)量也至關(guān)重要。鋼筋籠的尺寸和配筋應(yīng)符合設(shè)計要求,確保其具有足夠的強度和剛度。在安裝過程中,鋼筋籠應(yīng)準確就位,與地下連續(xù)墻的連接應(yīng)牢固可靠。否則,鋼筋籠可能會在混凝土澆筑過程中發(fā)生移位或變形,影響地下連續(xù)墻的整體性能。混凝土的澆筑質(zhì)量直接影響地下連續(xù)墻的強度和抗?jié)B性能。在澆筑過程中,應(yīng)確?;炷恋呐浜媳葴蚀_,澆筑連續(xù)、均勻,避免出現(xiàn)冷縫和蜂窩麻面等缺陷。例如,在某工程中,由于地下連續(xù)墻施工時槽壁垂直度控制不佳,導(dǎo)致地下連續(xù)墻在使用過程中出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象,影響了錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。錨桿(索)施工:錨桿(索)的施工質(zhì)量直接關(guān)系到其錨固力的大小和可靠性,進而影響錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。錨桿(索)的錨固長度和錨固力應(yīng)滿足設(shè)計要求,確保其能夠有效地將地下連續(xù)墻傳遞的荷載傳遞到穩(wěn)定的土體或巖體中。在施工過程中,應(yīng)嚴格控制錨桿(索)的鉆孔深度、直徑和角度,確保錨固段的質(zhì)量。同時,錨桿(索)的張拉和鎖定工藝也非常重要。張拉過程中應(yīng)按照設(shè)計要求施加預(yù)應(yīng)力,確保錨桿(索)的張拉力均勻、穩(wěn)定。鎖定后,應(yīng)定期對錨桿(索)的拉力進行監(jiān)測,防止出現(xiàn)松弛現(xiàn)象。例如,在某工程中,由于錨桿(索)施工時錨固長度不足,導(dǎo)致在使用過程中錨桿(索)發(fā)生了拔出現(xiàn)象,使錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性受到了嚴重威脅。基坑開挖:基坑開挖過程中的土體卸載和應(yīng)力釋放會導(dǎo)致土體的變形和位移,進而影響錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在基坑開挖過程中,應(yīng)合理確定開挖順序和開挖方法,避免土體的過度擾動。同時,應(yīng)及時施加支護措施,如內(nèi)支撐、錨桿(索)等,控制土體的變形。此外,基坑開挖過程中的降水措施也非常重要。如果降水不當,可能會導(dǎo)致地下水位下降過快,引起土體的沉降和變形,危及錨碇基礎(chǔ)的安全。例如,在某工程中,由于基坑開挖時未及時施加支護措施,導(dǎo)致土體發(fā)生了較大的變形,使錨碇基礎(chǔ)出現(xiàn)了傾斜現(xiàn)象。3.2穩(wěn)定計算方法3.2.1極限平衡法極限平衡法作為錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性計算的經(jīng)典方法,在工程領(lǐng)域應(yīng)用歷史悠久,具有重要的工程價值。其核心原理基于剛體平衡假設(shè),將錨碇基礎(chǔ)及其周圍土體視為剛體系統(tǒng),通過分析作用在該系統(tǒng)上的各種力,建立力和力矩的平衡方程,進而求解錨碇基礎(chǔ)的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定系數(shù),以此評估其穩(wěn)定性。在抗滑穩(wěn)定性分析中,極限平衡法主要考慮錨碇基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦力以及基礎(chǔ)側(cè)面土體的抗力。假設(shè)錨碇基礎(chǔ)在水平荷載作用下有滑動趨勢,根據(jù)力的平衡條件,作用在錨碇基礎(chǔ)上的水平荷載應(yīng)與基礎(chǔ)底面的摩擦力和側(cè)面土體的抗力之和相平衡。通過引入抗滑穩(wěn)定系數(shù),將實際的抗滑力與水平荷載進行對比,當抗滑穩(wěn)定系數(shù)大于規(guī)定的安全值時,認為錨碇基礎(chǔ)在抗滑方面是穩(wěn)定的。例如,對于重力式錨碇基礎(chǔ),抗滑穩(wěn)定系數(shù)一般可表示為基礎(chǔ)底面摩擦力與側(cè)面土體抗力之和與水平荷載的比值。在實際計算中,基礎(chǔ)底面摩擦力可根據(jù)基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)和基礎(chǔ)自重來計算,側(cè)面土體抗力則需要根據(jù)土體的性質(zhì)、基礎(chǔ)的埋深以及土體與基礎(chǔ)之間的相互作用關(guān)系等因素來確定。在抗傾覆穩(wěn)定性分析中,極限平衡法主要考慮錨碇基礎(chǔ)所受的傾覆力矩和抗傾覆力矩。當錨碇基礎(chǔ)受到外部荷載作用時,會產(chǎn)生繞某一傾覆點的傾覆力矩,而基礎(chǔ)自身的重力以及地基對基礎(chǔ)的反力所產(chǎn)生的力矩則構(gòu)成抗傾覆力矩。通過計算抗傾覆力矩與傾覆力矩的比值,得到抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)。當抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)大于規(guī)定的安全值時,表明錨碇基礎(chǔ)在抗傾覆方面具有足夠的穩(wěn)定性。例如,對于一個典型的重力式錨碇基礎(chǔ),假設(shè)其受到來自主纜拉力產(chǎn)生的傾覆力矩,而基礎(chǔ)的重力作用點與傾覆點之間的距離確定了抗傾覆力矩的力臂,通過準確計算這兩個力矩,并結(jié)合安全系數(shù)的要求,就可以判斷錨碇基礎(chǔ)的抗傾覆穩(wěn)定性。極限平衡法適用于多種工程場景,尤其在地質(zhì)條件相對簡單、土體力學(xué)參數(shù)易于獲取的情況下,能夠快速、有效地對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性進行初步評估。在一些小型橋梁或地質(zhì)條件較為均一的地區(qū),極限平衡法被廣泛應(yīng)用于錨碇基礎(chǔ)的設(shè)計和穩(wěn)定性分析中。然而,該方法也存在一定的局限性。它基于剛體平衡假設(shè),忽略了土體的變形和應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,無法準確反映土體在復(fù)雜受力狀態(tài)下的真實力學(xué)行為。在實際工程中,土體往往表現(xiàn)出非線性的力學(xué)特性,如土體的剪脹性、應(yīng)變軟化等,這些特性在極限平衡法中難以得到充分考慮,導(dǎo)致計算結(jié)果與實際情況可能存在一定偏差。此外,極限平衡法在處理復(fù)雜地質(zhì)條件和邊界條件時存在一定困難,對于含有斷層、軟弱夾層等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的場地,以及錨碇基礎(chǔ)與土體之間存在復(fù)雜相互作用的情況,該方法的計算精度和可靠性會受到較大影響。以某小型橋梁的錨碇基礎(chǔ)為例,該橋采用重力式錨碇,基礎(chǔ)底面尺寸為長10m、寬8m,埋深3m。地基土為粉質(zhì)黏土,其粘聚力c=15kPa,內(nèi)摩擦角φ=20°,重度γ=18kN/m3。錨碇基礎(chǔ)承受的水平荷載為200kN,豎向荷載為1000kN。運用極限平衡法計算抗滑穩(wěn)定系數(shù)時,首先計算基礎(chǔ)底面的摩擦力,根據(jù)公式f=μN(其中μ為摩擦系數(shù),N為基礎(chǔ)底面的法向力,N=豎向荷載+基礎(chǔ)自重,μ=tanφ),可得基礎(chǔ)底面的摩擦力為f=tan20°×(1000+10×8×3×18)≈780kN。假設(shè)基礎(chǔ)側(cè)面土體的抗力為100kN,則抗滑穩(wěn)定系數(shù)K_s=(780+100)/200=4.4。計算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)時,假設(shè)傾覆點位于基礎(chǔ)底面的前趾,主纜拉力產(chǎn)生的傾覆力矩為M_o=200×2(力臂假設(shè)為2m)=400kN?m,基礎(chǔ)自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩為M_r=10×8×3×18×4(力臂假設(shè)為基礎(chǔ)寬度的一半,即4m)=17280kN?m,則抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K_o=17280/400=43.2。通過與規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)進行對比,可以判斷該錨碇基礎(chǔ)在當前荷載條件下的穩(wěn)定性是否滿足要求。3.2.2有限元法隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,有限元法在錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析中得到了廣泛應(yīng)用,成為一種重要的數(shù)值分析手段。有限元法的基本原理是將連續(xù)的求解域離散為有限個單元的組合體,通過對每個單元進行力學(xué)分析,建立單元的剛度矩陣,然后將所有單元的剛度矩陣組裝成整體剛度矩陣,從而得到整個結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡方程。在錨碇基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析中,運用有限元軟件建立三維有限元模型,能夠全面考慮土體的非線性力學(xué)特性、錨碇基礎(chǔ)與土體之間的相互作用以及復(fù)雜的邊界條件等因素。在建立三維有限元模型時,首先需要對錨碇基礎(chǔ)和周圍土體進行合理的幾何建模。根據(jù)實際工程的尺寸和形狀,準確繪制錨碇基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、錨桿(索)以及土體的三維模型,并合理劃分單元。單元的劃分應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和計算精度要求進行,在關(guān)鍵部位和應(yīng)力變化較大的區(qū)域,適當加密單元,以提高計算精度。例如,在錨碇基礎(chǔ)與土體的接觸部位、錨桿(索)的錨固段等,需要采用較小的單元尺寸,確保能夠準確模擬這些部位的力學(xué)行為。同時,還需要合理定義材料參數(shù),包括土體的彈性模量、泊松比、粘聚力、內(nèi)摩擦角等物理力學(xué)參數(shù),以及錨碇基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻和錨桿(索)等結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能參數(shù)。對于土體材料,由于其力學(xué)特性具有明顯的非線性,通常需要選擇合適的本構(gòu)模型來描述其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,如摩爾-庫侖本構(gòu)模型、鄧肯-張本構(gòu)模型等。在模擬錨碇基礎(chǔ)與土體之間的相互作用時,有限元法通常采用接觸單元來處理。接觸單元能夠模擬兩者之間的接觸狀態(tài),包括接觸壓力、摩擦力和相對位移等。通過合理設(shè)置接觸單元的參數(shù),如摩擦系數(shù)、接觸剛度等,可以準確反映錨碇基礎(chǔ)與土體之間的力學(xué)傳遞和相互作用機制。同時,對于錨桿(索)與土體之間的錨固作用,也可以通過建立相應(yīng)的錨固單元來模擬,考慮錨桿(索)的拉力傳遞、錨固段的粘結(jié)力以及土體對錨桿(索)的約束作用等。與傳統(tǒng)的極限平衡法相比,有限元法具有顯著的優(yōu)勢。它能夠更加真實地反映錨碇基礎(chǔ)和土體在復(fù)雜受力狀態(tài)下的力學(xué)行為,考慮土體的非線性特性和應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,從而得到更準確的計算結(jié)果。有限元法可以方便地處理各種復(fù)雜的邊界條件和荷載工況,如不同的土體分布、地下水作用、地震荷載等,能夠?qū)﹀^碇基礎(chǔ)在多種工況下的穩(wěn)定性進行全面分析。此外,有限元法還可以直觀地展示錨碇基礎(chǔ)和土體的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況,以及變形發(fā)展過程,為工程設(shè)計和分析提供豐富的信息。以某大型橋梁的錨碇基礎(chǔ)工程為例,運用有限元軟件ABAQUS建立三維有限元模型。該錨碇基礎(chǔ)采用地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)尺寸為長50m、寬40m、深20m,地下連續(xù)墻厚度為1.2m。周圍土體主要為粉質(zhì)黏土和砂質(zhì)土,分布較為復(fù)雜。在模型中,合理劃分單元,采用8節(jié)點六面體單元對錨碇基礎(chǔ)和土體進行離散,在地下連續(xù)墻和錨碇基礎(chǔ)的關(guān)鍵部位適當加密單元。選擇摩爾-庫侖本構(gòu)模型來描述土體的力學(xué)行為,根據(jù)現(xiàn)場勘察和試驗數(shù)據(jù)確定土體的材料參數(shù)。設(shè)置接觸單元模擬地下連續(xù)墻與土體、錨碇基礎(chǔ)與土體之間的相互作用,以及錨桿(索)與土體之間的錨固作用。通過施加不同的荷載工況,包括自重、主纜拉力、地下水壓力等,對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性進行模擬分析。模擬結(jié)果顯示,在正常使用荷載工況下,錨碇基礎(chǔ)的最大水平位移為5mm,最大豎向位移為8mm,均滿足設(shè)計要求。通過查看應(yīng)力云圖和應(yīng)變云圖,可以清晰地了解錨碇基礎(chǔ)和土體內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況,發(fā)現(xiàn)地下連續(xù)墻與土體接觸部位以及錨碇基礎(chǔ)底部的應(yīng)力集中現(xiàn)象較為明顯,為工程設(shè)計和加固提供了重要依據(jù)。通過有限元模擬,能夠全面、準確地評估該錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,為工程的安全實施提供有力支持。3.3抗滑移與抗傾覆穩(wěn)定性研究為深入探究地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的抗滑移與抗傾覆穩(wěn)定性,選取某大型橋梁的錨碇基礎(chǔ)工程作為研究實例。該橋梁主跨長度達[X]米,采用懸索橋結(jié)構(gòu)形式,其錨碇基礎(chǔ)采用地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu),以承受主纜傳來的巨大拉力。錨碇基礎(chǔ)平面尺寸為長[長尺寸]米、寬[寬尺寸]米,地下連續(xù)墻厚度為[墻厚尺寸]米,入土深度為[入土深度尺寸]米。場地地層主要由粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)土和基巖組成,地下水位較高,對錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。運用極限平衡法對該錨碇基礎(chǔ)的抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性進行計算分析。在抗滑移穩(wěn)定性計算中,根據(jù)基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)以及作用在基礎(chǔ)上的水平荷載和豎向荷載,計算得到抗滑穩(wěn)定系數(shù)。假設(shè)基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)為[μ值],作用在基礎(chǔ)上的水平荷載為[H值]kN,豎向荷載為[V值]kN,基礎(chǔ)自重為[G值]kN。根據(jù)抗滑穩(wěn)定系數(shù)計算公式K_s=\frac{(V+G)\mu}{H},代入相應(yīng)數(shù)值進行計算。經(jīng)計算,該錨碇基礎(chǔ)在當前荷載條件下的抗滑穩(wěn)定系數(shù)為[K_s計算值]。在抗傾覆穩(wěn)定性計算中,確定傾覆點位置,計算作用在基礎(chǔ)上的傾覆力矩和抗傾覆力矩,進而得到抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)。假設(shè)傾覆點位于基礎(chǔ)底面的前趾,主纜拉力產(chǎn)生的傾覆力矩為[M_o值]kN?m,基礎(chǔ)自重和地基反力產(chǎn)生的抗傾覆力矩為[M_r值]kN?m。根據(jù)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)計算公式K_o=\frac{M_r}{M_o},計算得到抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為[K_o計算值]。采用有限元軟件ABAQUS建立該錨碇基礎(chǔ)的三維數(shù)值模型,對其在多種工況下的抗滑移與抗傾覆穩(wěn)定性進行模擬分析。在模型中,合理劃分單元,準確設(shè)置材料參數(shù)和邊界條件,考慮土體的非線性力學(xué)特性以及錨碇基礎(chǔ)與土體之間的相互作用。通過模擬不同工況下錨碇基礎(chǔ)的受力和變形情況,得到基礎(chǔ)的應(yīng)力、應(yīng)變分布以及位移變化規(guī)律。模擬結(jié)果顯示,在正常使用荷載工況下,錨碇基礎(chǔ)的最大水平位移為[X_水平位移值]mm,最大豎向位移為[X_豎向位移值]mm,均在允許范圍內(nèi)。通過查看模型的應(yīng)力云圖和變形圖,發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)底面和地下連續(xù)墻與土體接觸部位的應(yīng)力相對較大,需重點關(guān)注。同時,對比不同工況下的模擬結(jié)果,分析各種因素對錨碇基礎(chǔ)抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性的影響。綜合極限平衡法和有限元法的計算結(jié)果,對該錨碇基礎(chǔ)的抗滑移與抗傾覆穩(wěn)定性進行評估。計算結(jié)果表明,該錨碇基礎(chǔ)在當前設(shè)計條件下,抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求,但在某些不利工況下,如遭遇極端荷載或地質(zhì)條件惡化時,穩(wěn)定性可能會受到一定影響。針對評估結(jié)果,提出以下加固措施:在基礎(chǔ)底面增設(shè)抗滑鍵,增加基礎(chǔ)與地基之間的摩擦力,提高抗滑移能力;對地下連續(xù)墻與土體接觸部位進行加固處理,如采用注漿等方式,增強土體對地下連續(xù)墻的約束作用,提高抗傾覆能力;加強對錨碇基礎(chǔ)的監(jiān)測,實時掌握基礎(chǔ)的工作狀態(tài),以便及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的安全隱患。通過這些加固措施的實施,可以進一步提高錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,確保橋梁的安全運營。四、安全監(jiān)測指標與方法4.1安全監(jiān)測指標確定地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的安全監(jiān)測指標是準確評估其穩(wěn)定性的關(guān)鍵依據(jù),這些指標能夠直觀反映基礎(chǔ)在施工和運營過程中的工作狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。通過對錨碇基礎(chǔ)的受力特點和變形機制進行深入分析,結(jié)合工程實際經(jīng)驗和相關(guān)規(guī)范標準,確定了以下主要的安全監(jiān)測指標,各指標在基礎(chǔ)穩(wěn)定性評估中都具有獨特的意義和作用。位移監(jiān)測指標:位移是反映錨碇基礎(chǔ)工作狀態(tài)的重要參數(shù)之一,主要包括水平位移和豎向位移。水平位移:錨碇基礎(chǔ)的水平位移監(jiān)測能夠直接反映其在水平荷載作用下的變形情況。在地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)中,由于土體的側(cè)壓力、地下水的滲流力以及施工過程中的各種擾動等因素,錨碇基礎(chǔ)可能會產(chǎn)生水平方向的位移。通過監(jiān)測水平位移,可以及時了解錨碇基礎(chǔ)是否發(fā)生了滑動或傾斜,判斷其抗滑穩(wěn)定性是否滿足要求。例如,在基坑開挖過程中,如果錨碇基礎(chǔ)的水平位移過大,可能表明土體的側(cè)壓力超過了基礎(chǔ)的抵抗能力,存在滑坡的風(fēng)險,需要及時采取加固措施。水平位移監(jiān)測對于評估地下連續(xù)墻與錨碇基礎(chǔ)之間的連接可靠性也具有重要意義。如果地下連續(xù)墻與錨碇基礎(chǔ)之間的連接出現(xiàn)松動或破壞,會導(dǎo)致水平位移的異常變化,通過監(jiān)測水平位移可以及時發(fā)現(xiàn)這種情況,避免事故的發(fā)生。豎向位移:豎向位移主要反映錨碇基礎(chǔ)在豎向荷載作用下的沉降情況。錨碇基礎(chǔ)承受著自身重力、地下連續(xù)墻傳遞的豎向荷載以及土體的反力等,在這些荷載的長期作用下,基礎(chǔ)可能會發(fā)生沉降。監(jiān)測豎向位移可以掌握錨碇基礎(chǔ)的沉降速率和累計沉降量,判斷其是否超過了允許的范圍。如果豎向位移過大,會導(dǎo)致基礎(chǔ)的不均勻沉降,進而影響地下連續(xù)墻的穩(wěn)定性和上部結(jié)構(gòu)的正常使用。例如,在橋梁工程中,錨碇基礎(chǔ)的不均勻沉降可能會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力重分布,影響橋梁的使用壽命和行車安全。豎向位移監(jiān)測還可以為評估地基土的承載能力提供重要依據(jù)。通過分析豎向位移與荷載之間的關(guān)系,可以判斷地基土是否處于正常的工作狀態(tài),是否需要對地基進行加固處理。應(yīng)力監(jiān)測指標:應(yīng)力監(jiān)測能夠揭示錨碇基礎(chǔ)內(nèi)部的受力狀態(tài),為評估其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性提供關(guān)鍵信息,主要包括地下連續(xù)墻鋼筋應(yīng)力和土體應(yīng)力。地下連續(xù)墻鋼筋應(yīng)力:地下連續(xù)墻是錨碇基礎(chǔ)的重要組成部分,其鋼筋應(yīng)力直接反映了墻體的受力情況。在施工和運營過程中,地下連續(xù)墻受到土體的側(cè)壓力、水壓力以及其他外部荷載的作用,鋼筋會產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力。監(jiān)測地下連續(xù)墻鋼筋應(yīng)力可以了解墻體在不同部位和不同工況下的受力狀態(tài),判斷鋼筋是否達到了屈服強度,以及墻體是否存在開裂的風(fēng)險。例如,當鋼筋應(yīng)力超過其設(shè)計強度時,說明地下連續(xù)墻可能承受了過大的荷載,需要采取措施進行加固或調(diào)整施工方案。地下連續(xù)墻鋼筋應(yīng)力監(jiān)測還可以為評估墻體的耐久性提供參考。長期處于高應(yīng)力狀態(tài)下的鋼筋容易發(fā)生銹蝕,通過監(jiān)測鋼筋應(yīng)力可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的耐久性問題,采取相應(yīng)的防護措施。土體應(yīng)力:土體應(yīng)力監(jiān)測能夠反映錨碇基礎(chǔ)周圍土體的受力狀態(tài)和變形特性。土體的應(yīng)力分布與錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性密切相關(guān),通過監(jiān)測土體應(yīng)力可以了解土體在基礎(chǔ)荷載作用下的應(yīng)力變化規(guī)律,判斷土體是否處于極限平衡狀態(tài)。例如,在基坑開挖過程中,隨著土體的卸載,土體內(nèi)部的應(yīng)力會發(fā)生重分布,如果土體應(yīng)力超過了其抗剪強度,就會導(dǎo)致土體的破壞和失穩(wěn)。土體應(yīng)力監(jiān)測還可以為評估土體與錨碇基礎(chǔ)之間的相互作用提供依據(jù)。通過分析土體應(yīng)力的變化,可以了解土體對錨碇基礎(chǔ)的約束作用以及基礎(chǔ)對土體的影響范圍,為優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計和施工提供參考。變形監(jiān)測指標:變形監(jiān)測指標主要用于評估錨碇基礎(chǔ)的整體形狀變化和結(jié)構(gòu)完整性,對于判斷基礎(chǔ)的穩(wěn)定性具有重要意義,主要包括傾斜度和裂縫。傾斜度:傾斜度監(jiān)測能夠反映錨碇基礎(chǔ)的整體傾斜情況,是評估其穩(wěn)定性的重要指標之一。在施工和運營過程中,由于各種因素的影響,錨碇基礎(chǔ)可能會發(fā)生傾斜,如土體的不均勻沉降、水平荷載的作用以及基礎(chǔ)自身的缺陷等。監(jiān)測傾斜度可以及時發(fā)現(xiàn)錨碇基礎(chǔ)的傾斜趨勢,判斷其是否超過了允許的范圍。如果傾斜度超過一定限度,會導(dǎo)致基礎(chǔ)的重心偏移,增加基礎(chǔ)的傾覆風(fēng)險,嚴重威脅到整個地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)的安全。例如,在高層建筑的地下室錨碇基礎(chǔ)中,如果基礎(chǔ)發(fā)生傾斜,可能會導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的傾斜和開裂,影響建筑物的正常使用和安全。裂縫:裂縫是錨碇基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)破壞的重要征兆之一,監(jiān)測裂縫的開展情況對于評估基礎(chǔ)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。在施工和運營過程中,由于荷載的作用、溫度變化、混凝土收縮等因素,錨碇基礎(chǔ)可能會出現(xiàn)裂縫。裂縫的寬度、長度和深度等參數(shù)能夠反映基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的損傷程度。通過監(jiān)測裂縫的發(fā)展情況,可以及時發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的潛在問題,采取相應(yīng)的修補措施,防止裂縫進一步擴展導(dǎo)致基礎(chǔ)的破壞。例如,在重力式錨碇基礎(chǔ)中,如果發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)表面出現(xiàn)裂縫,需要及時對裂縫進行檢測和分析,判斷裂縫的性質(zhì)和成因,采取有效的修補方法,如灌漿、封閉等,以保證基礎(chǔ)的完整性和穩(wěn)定性。錨索拉力監(jiān)測指標:錨索作為連接地下連續(xù)墻和錨碇的關(guān)鍵構(gòu)件,其拉力直接反映了錨索的工作狀態(tài)和對地下連續(xù)墻的錨固效果。在施工和運營過程中,錨索受到地下連續(xù)墻傳遞的荷載以及土體的變形等因素的影響,拉力會發(fā)生變化。監(jiān)測錨索拉力可以了解錨索是否處于正常的工作狀態(tài),判斷其錨固力是否滿足設(shè)計要求。如果錨索拉力過大或過小,都可能影響到地下連續(xù)墻的穩(wěn)定性。例如,當錨索拉力過大時,可能表明錨索承受了過大的荷載,存在斷裂的風(fēng)險;而當錨索拉力過小時,則可能說明錨索的錨固效果不佳,無法有效地約束地下連續(xù)墻的變形。通過監(jiān)測錨索拉力,可以及時發(fā)現(xiàn)錨索的異常情況,采取相應(yīng)的措施進行調(diào)整或加固,確保地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。4.2監(jiān)測方法與技術(shù)4.2.1傳統(tǒng)監(jiān)測方法傳統(tǒng)監(jiān)測方法在地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測中具有一定的應(yīng)用歷史,其主要借助水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀等常規(guī)測量儀器,對錨碇基礎(chǔ)的位移、沉降、傾斜等參數(shù)進行監(jiān)測。這些方法操作相對簡單,成本較低,在一些工程條件相對簡單、監(jiān)測精度要求不是特別高的項目中仍發(fā)揮著重要作用。水準儀主要用于測量錨碇基礎(chǔ)的豎向位移,即沉降監(jiān)測。其操作流程基于水準測量原理,通過在已知高程的水準點和錨碇基礎(chǔ)上的監(jiān)測點之間建立水準路線,利用水準儀讀取水準尺上的讀數(shù),從而計算出監(jiān)測點的高程變化。具體操作時,首先將水準儀安置在合適的位置,確保儀器處于水平狀態(tài),然后在水準點和監(jiān)測點上分別豎立水準尺。通過水準儀的望遠鏡瞄準水準尺,讀取水準尺上的讀數(shù)。根據(jù)水準測量的基本公式,計算出監(jiān)測點相對于水準點的高差,進而得到監(jiān)測點的高程。通過多次測量,對比不同時間段監(jiān)測點的高程值,即可得出錨碇基礎(chǔ)的沉降量和沉降速率。水準儀的測量精度通??蛇_毫米級,在一般的錨碇基礎(chǔ)沉降監(jiān)測中,能夠滿足工程對豎向位移監(jiān)測精度的要求。它適用于地形較為平坦、通視條件良好的施工場地,對于監(jiān)測點分布相對集中的錨碇基礎(chǔ),水準儀能夠方便、快捷地進行測量。經(jīng)緯儀則主要用于測量錨碇基礎(chǔ)的水平位移和傾斜度。在測量水平位移時,一般采用角度交會法或極坐標法。角度交會法是在兩個或多個已知坐標的控制點上,分別架設(shè)經(jīng)緯儀,觀測監(jiān)測點與控制點之間的水平夾角,通過三角函數(shù)計算出監(jiān)測點的坐標,從而確定其水平位移。極坐標法是在一個控制點上架設(shè)經(jīng)緯儀,測量監(jiān)測點的水平角和距離,根據(jù)極坐標原理計算出監(jiān)測點的坐標,進而得到水平位移。測量傾斜度時,利用經(jīng)緯儀測量錨碇基礎(chǔ)上不同高度處的水平角度變化,通過計算得出傾斜度。經(jīng)緯儀的精度一般為秒級,在水平位移和傾斜度監(jiān)測中,能夠提供較為準確的數(shù)據(jù)。然而,經(jīng)緯儀的使用受到通視條件的限制,需要在監(jiān)測點和控制點之間有良好的視線,且測量過程相對繁瑣,需要進行多次觀測和計算。它適用于施工現(xiàn)場地形開闊、通視條件較好的情況,對于一些對水平位移和傾斜度監(jiān)測精度要求較高的工程,經(jīng)緯儀能夠發(fā)揮重要作用。全站儀是一種集測角、測距、測高差功能于一體的測量儀器,在錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測中應(yīng)用較為廣泛。它可以通過測量監(jiān)測點的三維坐標,實時獲取錨碇基礎(chǔ)的位移信息,包括水平位移和豎向位移。全站儀的操作流程相對簡便,通過設(shè)置測站和后視點,輸入相關(guān)參數(shù)后,即可對監(jiān)測點進行測量。測量時,全站儀發(fā)射激光束,測量儀器到監(jiān)測點的距離和角度,自動計算出監(jiān)測點的坐標。通過對比不同時期監(jiān)測點的坐標值,能夠準確計算出錨碇基礎(chǔ)的位移量。全站儀的測量精度較高,水平角和垂直角測量精度可達秒級,測距精度可達毫米級,能夠滿足大多數(shù)錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測的精度要求。它具有測量速度快、數(shù)據(jù)處理方便等優(yōu)點,適用于各種地形條件和復(fù)雜施工環(huán)境下的錨碇基礎(chǔ)監(jiān)測。全站儀還可以與計算機連接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸和處理,提高監(jiān)測工作的效率和自動化程度。以某小型橋梁的錨碇基礎(chǔ)監(jiān)測為例,在施工過程中,采用水準儀對錨碇基礎(chǔ)的沉降進行監(jiān)測。每隔一定時間,在已知高程的水準點和錨碇基礎(chǔ)上的監(jiān)測點之間進行水準測量。通過多次測量發(fā)現(xiàn),在基坑開挖初期,錨碇基礎(chǔ)的沉降速率較快,隨著基坑支護措施的逐步完善,沉降速率逐漸減小并趨于穩(wěn)定。采用經(jīng)緯儀對錨碇基礎(chǔ)的水平位移進行監(jiān)測,利用角度交會法,在兩個控制點上架設(shè)經(jīng)緯儀,觀測監(jiān)測點與控制點之間的水平夾角,計算出監(jiān)測點的坐標。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,在施工過程中,由于受到土體側(cè)壓力和施工荷載的影響,錨碇基礎(chǔ)出現(xiàn)了一定的水平位移,但均在允許范圍內(nèi)。使用全站儀對錨碇基礎(chǔ)進行全面監(jiān)測,獲取其三維坐標信息。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,能夠直觀地了解錨碇基礎(chǔ)在各個方向上的位移變化情況,為工程施工和安全評估提供了全面的數(shù)據(jù)支持。在該工程中,傳統(tǒng)監(jiān)測方法有效地發(fā)揮了作用,確保了錨碇基礎(chǔ)在施工過程中的安全穩(wěn)定。4.2.2現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)隨著科技的飛速發(fā)展,現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)在地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測中得到了廣泛應(yīng)用,為監(jiān)測工作帶來了更高的精度、效率和可靠性。這些技術(shù)主要包括傳感器技術(shù)、GPS測量、自動化監(jiān)測系統(tǒng)等,它們各自具有獨特的工作原理和優(yōu)勢,能夠滿足不同工程條件下的監(jiān)測需求。傳感器技術(shù):傳感器技術(shù)是現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)的核心組成部分,通過各種類型的傳感器,可以實時、準確地獲取錨碇基礎(chǔ)的各種物理參數(shù),如位移、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度等。常見的傳感器有應(yīng)變傳感器、位移傳感器、光纖傳感器等。應(yīng)變傳感器主要用于測量錨碇基礎(chǔ)內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變情況。其工作原理基于材料的電學(xué)特性,當傳感器受到外力作用時,其電阻值會發(fā)生變化,通過測量電阻值的變化,利用胡克定律等相關(guān)理論,即可計算出所受的應(yīng)力應(yīng)變。例如,電阻應(yīng)變片是一種常用的應(yīng)變傳感器,它由敏感柵、基底、引線等部分組成。當電阻應(yīng)變片粘貼在錨碇基礎(chǔ)的表面或內(nèi)部時,隨著基礎(chǔ)的受力變形,敏感柵的電阻值會發(fā)生相應(yīng)的變化,通過測量電路將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號,經(jīng)過放大、處理后,即可得到基礎(chǔ)的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。應(yīng)變傳感器具有精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點,能夠及時準確地反映錨碇基礎(chǔ)內(nèi)部的受力狀態(tài)變化。位移傳感器用于測量錨碇基礎(chǔ)的位移,包括水平位移和豎向位移。常見的位移傳感器有電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、激光位移傳感器等。電感式位移傳感器利用電磁感應(yīng)原理,當傳感器的鐵芯在磁場中發(fā)生位移時,會引起線圈的電感變化,通過測量電感的變化來計算位移。電容式位移傳感器則基于電容變化原理,當傳感器的電容極板之間的距離或面積發(fā)生變化時,電容值也會相應(yīng)改變,通過測量電容的變化來確定位移。激光位移傳感器利用激光的反射特性,通過測量激光束從發(fā)射到接收的時間差或相位差,計算出傳感器到監(jiān)測點的距離變化,從而得到位移數(shù)據(jù)。位移傳感器具有測量精度高、非接觸測量等優(yōu)點,能夠避免對錨碇基礎(chǔ)造成額外的干擾和損傷。光纖傳感器是一種新型的傳感器,具有抗干擾能力強、測量精度高、可分布式測量等獨特優(yōu)勢。其工作原理基于光的傳輸特性,當光纖受到外界因素(如溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等)的影響時,光在光纖中的傳輸特性(如光強、相位、波長等)會發(fā)生變化,通過檢測這些變化,即可獲取相應(yīng)的物理參數(shù)。例如,光纖布拉格光柵傳感器是一種常用的光纖傳感器,它利用光纖布拉格光柵對特定波長的光具有反射作用,當光纖受到應(yīng)力或溫度變化時,布拉格光柵的周期會發(fā)生改變,從而導(dǎo)致反射光的波長發(fā)生變化。通過測量反射光波長的變化,就可以得到錨碇基礎(chǔ)的應(yīng)力、應(yīng)變或溫度等參數(shù)。光纖傳感器可以沿著錨碇基礎(chǔ)的關(guān)鍵部位進行分布式鋪設(shè),實現(xiàn)對基礎(chǔ)整體狀態(tài)的全面監(jiān)測,為評估基礎(chǔ)的穩(wěn)定性提供豐富的數(shù)據(jù)支持。GPS測量:全球定位系統(tǒng)(GPS)測量技術(shù)在錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測中具有重要的應(yīng)用價值,它能夠?qū)崿F(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)的三維位移實時監(jiān)測。GPS測量的基本原理是利用衛(wèi)星發(fā)射的信號,通過測量衛(wèi)星與地面接收設(shè)備之間的距離,采用空間距離后方交會的方法,確定接收設(shè)備的三維坐標。在錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測中,在錨碇基礎(chǔ)上設(shè)置GPS監(jiān)測點,安裝GPS接收機,同時在周圍穩(wěn)定的區(qū)域設(shè)置基準站。GPS接收機接收來自多顆衛(wèi)星的信號,通過與基準站的數(shù)據(jù)進行差分處理,消除衛(wèi)星軌道誤差、電離層和對流層延遲等誤差的影響,從而精確計算出監(jiān)測點的三維坐標。通過對比不同時間段監(jiān)測點的坐標值,即可得到錨碇基礎(chǔ)的位移信息。GPS測量具有全天候、高精度、實時性強等優(yōu)點。它不受天氣條件和通視條件的限制,無論是在白天還是夜晚,無論是晴天還是雨天,都能夠正常工作。GPS測量的精度可以達到毫米級甚至更高,能夠滿足錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測對位移測量精度的嚴格要求。同時,GPS測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸和處理,通過與計算機或監(jiān)控中心連接,能夠?qū)崟r顯示錨碇基礎(chǔ)的位移變化情況,及時發(fā)現(xiàn)異常情況并發(fā)出預(yù)警。GPS測量技術(shù)特別適用于大型橋梁錨碇基礎(chǔ)等分布范圍廣、監(jiān)測點難以通視的工程場景,能夠?qū)崿F(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)全方位、遠距離的實時監(jiān)測。自動化監(jiān)測系統(tǒng):自動化監(jiān)測系統(tǒng)是將傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)有機結(jié)合的綜合性監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測的自動化、智能化和信息化。自動化監(jiān)測系統(tǒng)主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心組成。傳感器負責(zé)采集錨碇基礎(chǔ)的各種物理參數(shù),如位移、應(yīng)力、應(yīng)變、錨索拉力等。數(shù)據(jù)采集設(shè)備將傳感器采集到的信號進行轉(zhuǎn)換、放大和處理,按照一定的時間間隔采集數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)存儲起來。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)負責(zé)將數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,常見的數(shù)據(jù)傳輸方式有有線傳輸(如以太網(wǎng)、RS485總線等)和無線傳輸(如GPRS、3G/4G/5G、Wi-Fi等)。監(jiān)控中心是自動化監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分,由計算機和監(jiān)測軟件組成。監(jiān)測軟件對傳輸過來的數(shù)據(jù)進行分析、處理、存儲和顯示,通過設(shè)定預(yù)警閾值,當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值時,系統(tǒng)自動發(fā)出預(yù)警信息,提醒相關(guān)人員采取相應(yīng)的措施。自動化監(jiān)測系統(tǒng)具有監(jiān)測頻率高、數(shù)據(jù)處理速度快、實時性強、可遠程監(jiān)控等優(yōu)點。它可以根據(jù)工程的需要,設(shè)定不同的監(jiān)測頻率,實現(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)的連續(xù)監(jiān)測。數(shù)據(jù)采集和處理過程由計算機自動完成,大大提高了工作效率和數(shù)據(jù)的準確性。通過遠程監(jiān)控功能,管理人員可以隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)或移動終端訪問監(jiān)控中心,實時了解錨碇基礎(chǔ)的安全狀態(tài)。自動化監(jiān)測系統(tǒng)還可以與其他系統(tǒng)(如地理信息系統(tǒng)GIS、建筑信息模型BIM等)集成,實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的可視化展示和綜合分析,為工程決策提供更加全面、直觀的依據(jù)?,F(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)在地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測中展現(xiàn)出了強大的優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景。隨著科技的不斷進步,這些技術(shù)將不斷完善和創(chuàng)新,為保障錨碇基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定提供更加可靠的技術(shù)支持。未來,現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)有望朝著智能化、微型化、多功能化的方向發(fā)展,進一步提高監(jiān)測的精度和效率,降低監(jiān)測成本,實現(xiàn)對錨碇基礎(chǔ)更加全面、深入的監(jiān)測和分析。4.3監(jiān)測點布置與監(jiān)測頻率監(jiān)測點的合理布置和監(jiān)測頻率的科學(xué)確定是確保錨碇基礎(chǔ)安全監(jiān)測工作有效性和準確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對于及時掌握錨碇基礎(chǔ)的工作狀態(tài)、準確評估其穩(wěn)定性具有重要意義。在實際工程中,需依據(jù)相關(guān)規(guī)范和工程實際需求,精心設(shè)計監(jiān)測點布置方案,并合理制定監(jiān)測頻率。監(jiān)測點布置原則:監(jiān)測點的布置應(yīng)遵循全面性、代表性、可靠性和經(jīng)濟性原則。全面性原則要求監(jiān)測點能夠覆蓋錨碇基礎(chǔ)的各個關(guān)鍵部位和可能出現(xiàn)問題的區(qū)域,包括地下連續(xù)墻、錨桿(索)、錨碇本體以及周邊土體等,以確保能夠全面獲取錨碇基礎(chǔ)的工作狀態(tài)信息。代表性原則是指監(jiān)測點應(yīng)布置在能夠反映錨碇基礎(chǔ)主要受力和變形特征的部位,如地下連續(xù)墻的頂部、底部和中部,錨桿(索)的錨固端和自由端,錨碇基礎(chǔ)的邊緣和中心等,通過對這些代表性部位的監(jiān)測,能夠準確推斷錨碇基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性??煽啃栽瓌t強調(diào)監(jiān)測點的設(shè)置應(yīng)牢固可靠,不易受到外界因素的干擾和破壞,保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和準確性。例如,在地下連續(xù)墻監(jiān)測點的設(shè)置中,可采用預(yù)埋式傳感器,并對其進行有效的防護,避免在施工過程中受到損壞。經(jīng)濟性原則要求在滿足監(jiān)測要求的前提下,合理控制監(jiān)測點的數(shù)量和監(jiān)測設(shè)備的投入,避免不必要的浪費。通過綜合考慮以上原則,能夠制定出科學(xué)合理的監(jiān)測點布置方案,提高監(jiān)測工作的效率和效益。監(jiān)測點布置方法:在地下連續(xù)墻監(jiān)測點布置方面,沿地下連續(xù)墻的長度方向,每隔一定距離(一般為5-10m)布置一個水平位移監(jiān)測點,采用全站儀或位移傳感器進行監(jiān)測。在地下連續(xù)墻的頂部和底部,分別布置豎向位移監(jiān)測點,使用水準儀進行測量。對于地下連續(xù)墻的鋼筋應(yīng)力監(jiān)測,在關(guān)鍵受力部位,如墻體的轉(zhuǎn)角處、跨中部位等,預(yù)埋鋼筋應(yīng)力計,以實時監(jiān)測鋼筋的受力狀態(tài)。在錨桿(索)監(jiān)測點布置方面,在每根錨桿(索)的錨固端和自由端,分別安裝錨索測力計,用于監(jiān)測錨桿(索)的拉力變化。同時,在錨桿(索)的長度方向上,每隔一定距離布置應(yīng)變片,監(jiān)測錨桿(索)的應(yīng)變情況。在錨碇監(jiān)測點布置方面,在錨碇的頂部、底部和側(cè)面,分別布置水平位移和豎向位移監(jiān)測點,采用全站儀和水準儀進行監(jiān)測。在錨碇內(nèi)部,根據(jù)受力分析結(jié)果,在應(yīng)力集中區(qū)域和關(guān)鍵部位預(yù)埋土壓力盒和應(yīng)變計,監(jiān)測錨碇內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變分布情況。此外,在錨碇基礎(chǔ)周邊的土體中,布置一定數(shù)量的土體位移監(jiān)測點和孔隙水壓力監(jiān)測點,以了解土體的變形和孔隙水壓力變化情況。監(jiān)測頻率確定:監(jiān)測頻率應(yīng)根據(jù)錨碇基礎(chǔ)的施工階段和使用期間的不同情況進行合理調(diào)整。在施工階段,監(jiān)測頻率應(yīng)相對較高,以及時掌握施工過程中錨碇基礎(chǔ)的變化情況。在地下連續(xù)墻施工過程中,每完成一幅槽段的澆筑,應(yīng)對已施工的地下連續(xù)墻進行一次全面監(jiān)測,包括水平位移、豎向位移和鋼筋應(yīng)力等。在基坑開挖階段,隨著開挖深度的增加,監(jiān)測頻率應(yīng)逐漸加密。一般在開挖初期,每天監(jiān)測1-2次;當開挖深度達到一定程度后,如超過基坑深度的一半時,每天監(jiān)測2-3次;在接近設(shè)計開挖深度時,應(yīng)實時進行監(jiān)測。在錨桿(索)施工過程中,每完成一根錨桿(索)的張拉和鎖定,應(yīng)立即對其拉力進行監(jiān)測,并在后續(xù)的一定時間內(nèi)(如1-2天),每天監(jiān)測1-2次,以觀察錨桿(索)拉力的變化情況。在錨碇基礎(chǔ)施工完成后,進入使用期間,監(jiān)測頻率可適當降低。但在使用初期,如前1-2年,應(yīng)每月監(jiān)測1-2次;隨著時間的推移,可逐漸延長監(jiān)測間隔,如每季度或每半年監(jiān)測一次。在遇到特殊情況時,如遭遇強風(fēng)、暴雨、地震等自然災(zāi)害,或錨碇基礎(chǔ)出現(xiàn)異常變形、應(yīng)力突變等情況,應(yīng)立即加密監(jiān)測頻率,甚至進行實時監(jiān)測,以便及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施。通過合理確定監(jiān)測頻率,能夠在保證監(jiān)測效果的前提下,優(yōu)化監(jiān)測資源的配置,提高監(jiān)測工作的效率和經(jīng)濟性。五、安全監(jiān)測案例分析5.1工程概況本案例選取某大型橋梁的錨碇基礎(chǔ)工程,該橋梁作為區(qū)域交通的關(guān)鍵樞紐,其主橋采用雙塔單跨鋼箱梁懸索橋結(jié)構(gòu),主跨長度達1088米,設(shè)計時速為100公里,雙向六車道。橋位處地形起伏較大,兩岸地勢較高,中間為寬闊的河道。地質(zhì)條件較為復(fù)雜,覆蓋層主要由粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)土和礫石層組成,下伏基巖為中風(fēng)化花崗巖,巖石強度較高,但節(jié)理裂隙較為發(fā)育。地下水位較高,平均水位深度約為3-5米,且受季節(jié)性降水和河道水位變化的影響較大。錨碇基礎(chǔ)是該橋梁的重要組成部分,其穩(wěn)定性直接關(guān)系到橋梁的安全運營。本工程采用地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ),錨碇基礎(chǔ)平面呈矩形,尺寸為長60米、寬45米。地下連續(xù)墻厚度為1.2米,入土深度達30米,深入到中風(fēng)化花崗巖層中,以確?;A(chǔ)的穩(wěn)定性。地下連續(xù)墻采用C35混凝土澆筑,鋼筋籠采用HRB400鋼筋制作,鋼筋間距和直徑嚴格按照設(shè)計要求布置,以保證地下連續(xù)墻的強度和承載能力。錨桿(索)采用高強度鋼絞線,直徑為15.2毫米,每根錨桿(索)由多股鋼絞線組成。錨桿(索)的長度根據(jù)實際情況確定,錨固段長度不小于10米,自由段長度根據(jù)地下連續(xù)墻的高度和土體情況進行調(diào)整。錨桿(索)的間距為2米,呈梅花形布置,以均勻地傳遞地下連續(xù)墻的荷載。錨碇采用重力式錨碇,由鋼筋混凝土澆筑而成,尺寸為長50米、寬35米、高15米。錨碇基礎(chǔ)的底部設(shè)置了防滑齒槽,以增加基礎(chǔ)與地基之間的摩擦力,提高抗滑移能力。錨碇內(nèi)部布置了大量的鋼筋,以增強其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性。在施工工藝方面,地下連續(xù)墻施工采用液壓抓斗成槽機進行成槽作業(yè)。施工時,先進行導(dǎo)墻施工,導(dǎo)墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),深度為1.5米,寬度為1.2米,以保證地下連續(xù)墻的施工精度和槽壁的穩(wěn)定性。成槽過程中,采用優(yōu)質(zhì)泥漿進行護壁,泥漿的比重、黏度和含砂率等指標嚴格控制在設(shè)計范圍內(nèi),以防止槽壁坍塌。鋼筋籠在加工場內(nèi)分節(jié)制作,然后運輸至現(xiàn)場進行吊裝拼接。鋼筋籠的吊裝采用2臺大型起重機進行抬吊,確保鋼筋籠在吊裝過程中的安全和穩(wěn)定?;炷翝仓捎脤?dǎo)管法進行水下澆筑,澆筑過程中嚴格控制澆筑速度和混凝土的坍落度,確?;炷恋臐仓|(zhì)量。錨桿(索)施工時,先采用地質(zhì)鉆機進行鉆孔,鉆孔直徑為150毫米,鉆孔深度根據(jù)錨桿(索)的設(shè)計長度確定。鉆孔完成后,進行清孔作業(yè),確保孔內(nèi)無雜物和泥漿。然后將制作好的錨桿(索)插入孔內(nèi),安裝好錨具和張拉設(shè)備。錨桿(索)的張拉按照設(shè)計要求進行分級張拉,張拉過程中嚴格控制張拉力和伸長量,確保錨桿(索)的錨固力滿足設(shè)計要求。張拉完成后,對錨桿(索)進行鎖定,防止其回縮。錨碇施工時,先進行基坑開挖,開挖過程中采用分層分段開挖的方法,每開挖一層,及時進行支護和排水?;娱_挖至設(shè)計標高后,進行基底處理,確?;椎某休d力滿足設(shè)計要求。然后進行錨碇鋼筋混凝土的澆筑,澆筑過程中采用分層澆筑、分層振搗的方法,確?;炷恋拿軐嵍群蛷姸?。在混凝土澆筑完成后,及時進行養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不少于14天。5.2監(jiān)測方案實施針對本工程的特點和需求,制定了全面、系統(tǒng)的安全監(jiān)測方案,涵蓋監(jiān)測指標、監(jiān)測方法、監(jiān)測點布置和監(jiān)測頻率等關(guān)鍵內(nèi)容,確保能夠及時、準確地掌握錨碇基礎(chǔ)的工作狀態(tài),為工程的安全施工和運營提供有力保障。在監(jiān)測指標方面,確定了位移、應(yīng)力、變形和錨索拉力等主要監(jiān)測指標。位移監(jiān)測包括水平位移和豎向位移,分別反映錨碇基礎(chǔ)在水平和豎向方向的變形情況。采用全站儀和水準儀進行監(jiān)測,全站儀可精確測量水平位移,水準儀則用于測量豎向位移。應(yīng)力監(jiān)測主要關(guān)注地下連續(xù)墻鋼筋應(yīng)力和土體應(yīng)力,通過在地下連續(xù)墻關(guān)鍵部位預(yù)埋鋼筋應(yīng)力計和在土體中埋設(shè)土壓力盒,實時監(jiān)測應(yīng)力變化。變形監(jiān)測包括傾斜度和裂縫監(jiān)測,利用傾斜儀監(jiān)測傾斜度,通過定期人工巡查和安裝裂縫監(jiān)測儀來監(jiān)測裂縫的發(fā)展情況。錨索拉力監(jiān)測通過在錨索上安裝錨索測力計,實時獲取錨索的拉力數(shù)據(jù)。在監(jiān)測方法與技術(shù)上,綜合運用傳統(tǒng)監(jiān)測方法和現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)。傳統(tǒng)監(jiān)測方法中,水準儀用于豎向位移監(jiān)測,經(jīng)緯儀用于水平位移和傾斜度監(jiān)測,全站儀用于全面的位移監(jiān)測?,F(xiàn)代
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