[实用新型]一种大规模超深基坑开挖环境控制与保护监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监控装置，尤其是涉及一种大规模超深基坑开挖环境控制与保护监测装置。

背景技术

世博变电站基坑地处软土地区，且在如此复杂的周边环境下开挖30多米的超大基坑在上海乃至全国都属首例。因此如何预测、控制和保护紧邻基坑的建(构)筑物、管线成为一个具有难度大且迫切需要解决的一个问题。与工程需求的迫切性相对应的是，目前仍只能依靠经验(如Peck方法)预测板桩或排桩支护的变形模式。国内外各种分析方法尚无软土地区大规模超深基坑开挖环境影响计算和评估控制的方法，因此对于地下连续墙围护结构，以及耦合地下降水条件下，如何确定地面变形的大小和分布模式，并确保周边环境的安全，从而指导设计和施工具有重要的直接应用价值。

工程技术需求：

(1)合理考虑承压水、潜水降水措施和围护结构施工与开挖等综合工况下基坑围护结构变形与稳定、周边管线、建筑物和高架桥桩基的变形分析是进行环境控制与保护的前提。

(2)基坑实测结果与分析结果的对比是确定合理分析模型和计算方法的基础，从而为基坑下一道施工工序进行合理的环境控制与保护提供了依据。

课题实施的难点：

(1)综合比选国内外各种研究方法，确定适合于软土地区大规模超深基坑开挖的分析计算方法；

(2)采用统计学理论与方法，基于基坑开挖深度、支撑围护结构、降水措施等变量确定各影响因素下基坑的变形模式与变形大小；

(3)承压水与潜水等降水过程中渗流场的计算与模拟；

(4)土方开挖引起的应力场模拟及其流固耦合计算土体沉降和变形；

(5)开挖和降水对周边高架桩基的影响分析；

(6)开挖和降水对周边地埋管道的影响分析，包括三维变形、管道内力和安全评价标准。

现有的技术存在以下缺点：对周边环境的安全性低，对大规模超深基坑的分析不能达到有效合理。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对周边环境的安全性高，对大规模超深基坑的分析有效合理的大规模超深基坑开挖环境控制与保护监测装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种大规模超深基坑开挖环境控制与保护监测装置，其特征在于，该装置包括显示器、数据处理器、地面沉降探测仪、管线受损探测仪、高架桩基位移探测仪、水压力传感器、土压力传感器，所述的数据处理器与显示器连接，所述的地面沉降探测仪、管线受损探测仪、高架桩基位移探测仪、水压力传感器、土压力传感器分别与数据处理器连接。

所述的数据处理器包括FLAC3D数值分析模块、FRWS基坑分析模块。

与现有技术相比，本实用新型不仅验证在降水开挖设计施工方案下基坑自身的安全性，更重要的是预期评判基坑开挖中周边地面沉降、周边管线和高架桩基的位移和沉降等环境影响程度，为提前掌控各开挖工况下，变基坑工程的安全性和周边环境安全的可控性提供直接的依据。具体包括：一是预期评价各设计施工方案对周边环境的安全性；二是得出对周边环境影响的主要影响因素，提供设计施工中需注意的事项；三是根据监测资料对比，得出更合理的大规模超深基坑的有效分析方法，为今后大规模超深基坑提供分析基础和经验。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种大规模超深基坑开挖环境控制与保护监测装置，该装置包括显示器1、数据处理器2、地面沉降探测仪3、管线受损探测仪4、高架桩基位移探测仪5、水压力传感器6、土压力传感器7，数据处理器2与显示器1连接，地面沉降探测仪3、管线受损探测仪4、高架桩基位移探测仪5、水压力传感器6、土压力传感器7分别与数据处理器2连接，数据处理器2包括FLAC3D数值分析模块、FRWS基坑分析模块。

大规模超深基坑开挖环境控制与保护方法，该方法的步骤如下：

(1)围护结构各方法结果与实测值对比，确定超大直径超深基坑变形的合理分析方法：

通过Clough方法(1989)、同济启明星支挡结构分析软件FRWS和FLAC3D数值模拟对围护结构变形进行分析。结果表明采用适当的经验方法可以预估围护结构最大变形，但可能超估变形值。对于深基坑的侧向变形，当前分析方法给出的围护墙侧向变形分布规律和最大量值相比实测值具有较高的计算准确度。围护地连墙的竖向位移方面，计算结果表明在选用土体压缩模量计算深基坑开挖分析中时，给出的围护结构的向上竖向位移将偏大一些。