[實用新型]一種大規模超深基坑開挖環境控制與保護監測裝置

有效

• 申請號: 201020664518.2
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN201901875U
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 王杰;陳崢;朱偉林;王衛東;陳祖元;高倚山;徐勍;樂俊律;王滬生;劉曉東
• 申請（專利權）人: 上海市電力公司;上海久隆電力科技有限公司
• 主分類號: E02D17/02
• 分類號: E02D17/02;E02D33/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本實用新型涉及一種監控裝置，尤其是涉及一種大規模超深基坑開挖環境控制與保護監測裝置。

背景技術

世博變電站基坑地處軟土地區，且在如此復雜的周邊環境下開挖30多米的超大基坑在上海乃至全國都屬首例。因此如何預測、控制和保護緊鄰基坑的建(構)筑物、管線成為一個具有難度大且迫切需要解決的一個問題。與工程需求的迫切性相對應的是，目前仍只能依靠經驗(如Peck方法)預測板樁或排樁支護的變形模式。國內外各種分析方法尚無軟土地區大規模超深基坑開挖環境影響計算和評估控制的方法，因此對于地下連續墻圍護結構，以及耦合地下降水條件下，如何確定地面變形的大小和分布模式，并確保周邊環境的安全，從而指導設計和施工具有重要的直接應用價值。

工程技術需求：

(1)合理考慮承壓水、潛水降水措施和圍護結構施工與開挖等綜合工況下基坑圍護結構變形與穩定、周邊管線、建筑物和高架橋樁基的變形分析是進行環境控制與保護的前提。

(2)基坑實測結果與分析結果的對比是確定合理分析模型和計算方法的基礎，從而為基坑下一道施工工序進行合理的環境控制與保護提供了依據。

課題實施的難點：

(1)綜合比選國內外各種研究方法，確定適合于軟土地區大規模超深基坑開挖的分析計算方法；

(2)采用統計學理論與方法，基于基坑開挖深度、支撐圍護結構、降水措施等變量確定各影響因素下基坑的變形模式與變形大小；

(3)承壓水與潛水等降水過程中滲流場的計算與模擬；

(4)土方開挖引起的應力場模擬及其流固耦合計算土體沉降和變形；

(5)開挖和降水對周邊高架樁基的影響分析；

(6)開挖和降水對周邊地埋管道的影響分析，包括三維變形、管道內力和安全評價標準。

現有的技術存在以下缺點：對周邊環境的安全性低，對大規模超深基坑的分析不能達到有效合理。

發明內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種對周邊環境的安全性高，對大規模超深基坑的分析有效合理的大規模超深基坑開挖環境控制與保護監測裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：一種大規模超深基坑開挖環境控制與保護監測裝置，其特征在于，該裝置包括顯示器、數據處理器、地面沉降探測儀、管線受損探測儀、高架樁基位移探測儀、水壓力傳感器、土壓力傳感器，所述的數據處理器與顯示器連接，所述的地面沉降探測儀、管線受損探測儀、高架樁基位移探測儀、水壓力傳感器、土壓力傳感器分別與數據處理器連接。

所述的數據處理器包括FLAC3D數值分析模塊、FRWS基坑分析模塊。

與現有技術相比，本實用新型不僅驗證在降水開挖設計施工方案下基坑自身的安全性，更重要的是預期評判基坑開挖中周邊地面沉降、周邊管線和高架樁基的位移和沉降等環境影響程度，為提前掌控各開挖工況下，變基坑工程的安全性和周邊環境安全的可控性提供直接的依據。具體包括：一是預期評價各設計施工方案對周邊環境的安全性；二是得出對周邊環境影響的主要影響因素，提供設計施工中需注意的事項；三是根據監測資料對比，得出更合理的大規模超深基坑的有效分析方法，為今后大規模超深基坑提供分析基礎和經驗。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例

如圖1所示，一種大規模超深基坑開挖環境控制與保護監測裝置，該裝置包括顯示器1、數據處理器2、地面沉降探測儀3、管線受損探測儀4、高架樁基位移探測儀5、水壓力傳感器6、土壓力傳感器7，數據處理器2與顯示器1連接，地面沉降探測儀3、管線受損探測儀4、高架樁基位移探測儀5、水壓力傳感器6、土壓力傳感器7分別與數據處理器2連接，數據處理器2包括FLAC3D數值分析模塊、FRWS基坑分析模塊。

大規模超深基坑開挖環境控制與保護方法，該方法的步驟如下：

(1)圍護結構各方法結果與實測值對比，確定超大直徑超深基坑變形的合理分析方法：

通過Clough方法(1989)、同濟啟明星支擋結構分析軟件FRWS和FLAC3D數值模擬對圍護結構變形進行分析。結果表明采用適當的經驗方法可以預估圍護結構最大變形，但可能超估變形值。對于深基坑的側向變形，當前分析方法給出的圍護墻側向變形分布規律和最大量值相比實測值具有較高的計算準確度。圍護地連墻的豎向位移方面，計算結果表明在選用土體壓縮模量計算深基坑開挖分析中時，給出的圍護結構的向上豎向位移將偏大一些。