地鐵隧道工程應(yīng)力監(jiān)測12523

1、地鐵隧道工程的應(yīng)力監(jiān)測摘要:本文利用應(yīng)變電測法對天津地鐵隧道工程進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)力監(jiān)測為保證施工安全和優(yōu)化工程設(shè)計(jì)提供了可靠測試數(shù)據(jù).關(guān)鍵詞:地鐵隧道應(yīng)變電測法鋼弦式應(yīng)變計(jì)應(yīng)力監(jiān)測1前言地鐵一號線工程為天津市重點(diǎn)工程全長26.2公里.該地鐵工程需穿過水深約為5m左右的子牙河因此需建造一條橫貫子牙河床底部的地鐵隧道.該隧道采取明挖法施工基坑開挖深度約為15m因而橫貫子牙河需要建造鋼板樁圍堰并用鋼支撐予以支護(hù).圍堰凈寬為12m長度沿河寬方向約為2

2、14m沿鋼板樁圍堰深度每隔3m安裝一層鋼支撐共安裝五層鋼支撐.在地鐵隧道基坑的開挖過程中鋼板樁在水壓、土壓力作用下發(fā)生彎曲變形將產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力鋼支撐也將受到很大軸向壓力的作用.為保證施工安全和工程質(zhì)量并為設(shè)計(jì)部門提供數(shù)據(jù)以便優(yōu)化工程設(shè)計(jì)因此在地鐵隧道施工過程中應(yīng)用電測技術(shù)對鋼板樁彎曲應(yīng)力及鋼支撐的軸向壓應(yīng)力跟蹤開挖過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測.2測試原理及方法鋼板樁的應(yīng)力監(jiān)測采用電阻應(yīng)變測試法為了提高測試精度選用電阻值為3508(并具有溫度自補(bǔ)

3、償功能的電阻應(yīng)變片.由于鋼板樁沿縱向可以近似看作單向應(yīng)力狀態(tài)所以每個測點(diǎn)縱橫粘貼4個應(yīng)變片并且組成全橋其測點(diǎn)應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)的關(guān)系為:Ε應(yīng)變儀=2(1Λ)Ε測點(diǎn)這樣提高了測試靈敏度2(1Λ)倍從而提高了測試精度.電阻應(yīng)變儀采用智能型帶有微處理器的YJ222型靜態(tài)應(yīng)變測量處理儀該儀器帶有接口與微機(jī)相聯(lián)可對測試應(yīng)變數(shù)據(jù)自動進(jìn)行測量和儲存.鋼板樁應(yīng)力測試系統(tǒng)見圖1所示.圖1鋼板樁應(yīng)力測試系統(tǒng)示意圖鋼板樁長約18m在其中的4根鋼板樁上沿鋼板樁長

4、度的不同位置共設(shè)置20個測點(diǎn)應(yīng)變片粘貼在鋼板樁的內(nèi)側(cè)見圖2所示.由于鋼板樁需要打入地下因此對粘貼在鋼板樁上的應(yīng)變片采取了防潮、防水及防碰撞的措施.粘貼應(yīng)變片的鋼板樁打入地下后即可以開始監(jiān)測地鐵隧道在施工過程中鋼板樁應(yīng)力變化情況.鋼支撐長約12m為雙工字鋼和鋼管兩種形式第4、5道支撐采用鋼管支撐鋼支撐的應(yīng)力監(jiān)測采用鋼弦式表面應(yīng)變計(jì).由于鋼支撐還要受到彎曲應(yīng)力的作用因此每根鋼支撐沿水平中性軸位置左右對稱安裝2個鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)以便根據(jù)2個應(yīng)

5、變計(jì)的測試值得出軸向應(yīng)力和軸力.鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)安裝方便能隨工程進(jìn)度與鋼支撐一起安裝.可以及時方便監(jiān)測在施工過程中鋼支撐應(yīng)力變化情況.鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)標(biāo)距為100mm測試靈敏度為3ΛΕ.(a)(第四道圓管支撐樁號614)(b)(第三道雙工字鋼支撐樁號674)圖3鋼支撐應(yīng)力曲線圖圖3為鋼支撐應(yīng)力曲線圖圖4為鋼板樁應(yīng)力曲線圖.從應(yīng)力曲線圖可以看出在開始基坑土方開挖過程中隨著基坑開挖深度的迅速增加鋼支撐及鋼板樁應(yīng)力值增長很快.此后在施工過程中

6、由于圍堰漏水減小了基坑的壓力使鋼支撐和鋼板樁受力減小可以看出鋼支撐及鋼板樁應(yīng)力值有明顯的、不同程度的減小.此后隨著圍堰漏水的抽干應(yīng)力值開始增大.在基坑土方開挖基本完成后應(yīng)力曲線變化不大基本在水平位置上波動.以后由于地下隧道的施工需要綁扎鋼筋和澆注混凝土因而陸續(xù)拆除第五道鋼支撐.由圖3、圖4可以看出鋼支撐及鋼板樁應(yīng)力值又有不同程度的增加甚至大于在基坑土方開挖過程中的最大應(yīng)力值.這種現(xiàn)象說明了在隧道工程施工末期工程的監(jiān)測仍然很重要因此應(yīng)該注