信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)在南坪交通樞紐深基坑施工中的應(yīng)用

王貴珍，劉志永，李宏兵，劉勇，李英民，劉立平

（1重慶大學(xué)土木工程學(xué)院重慶4000452重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院重慶4000373重慶交通建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司重慶400010）

信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)在南坪交通樞紐深基坑施工中的應(yīng)用

王貴珍1、2，劉志永3，李宏兵1，劉勇1，李英民1，劉立平1

（1重慶大學(xué)土木工程學(xué)院重慶4000452重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院重慶4000373重慶交通建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司重慶400010）

結(jié)合南坪交通樞紐工程，詳細(xì)分析了信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)在具有復(fù)雜周邊環(huán)境的深基坑施工中的應(yīng)用，確保了正確施工和避免基坑事故的發(fā)生，為其他類似工程提供了借鑒和參考。關(guān)鍵詞：信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)；深基坑；沉降；三維位移

1 引言

隨著地下空間的開(kāi)發(fā)和利用，超大深基坑越來(lái)越多，但由于地質(zhì)條件和周邊環(huán)境的復(fù)雜性以及施工過(guò)程中的不可預(yù)見(jiàn)性，都給基坑的施工帶來(lái)了很大的風(fēng)險(xiǎn)。本工程周邊城市建筑密集，基坑邊緣距已有建筑物的間距很小，且基坑最大開(kāi)挖深度達(dá)30m以上，給工程施工帶來(lái)很大的難度，如果處理不當(dāng)，就很可能導(dǎo)致一些基坑工程施工事故，造成巨大的損失。本項(xiàng)目由于采取了信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)及時(shí)指導(dǎo)正確施工，確保了結(jié)構(gòu)本身和周圍環(huán)境的安全，避免了基坑事故的發(fā)生，保證了施工安全順利地進(jìn)行。

2 工程概況

本工程位于南岸區(qū)南坪工貿(mào)至南坪舊車交易市場(chǎng)間，是為緩解南坪交通壓力而專項(xiàng)施工的南北向地下交通樞紐系統(tǒng)，其主要為地下式交通體系。該工程的基坑施工具有開(kāi)挖深度大、開(kāi)挖長(zhǎng)度長(zhǎng)、與周邊建筑物相互影響大等特點(diǎn)，所以在施工過(guò)程中和一定使用時(shí)間內(nèi)必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便指導(dǎo)基坑開(kāi)挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，確保基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全以及在一定使用期內(nèi)監(jiān)測(cè)地下空間和相鄰建筑物的安全。

3 信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及方法

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要針對(duì)周圍環(huán)境、支護(hù)結(jié)構(gòu)和基坑自身的變形。監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容及方法如下：

(1)坡頂建筑物變形監(jiān)測(cè)

該項(xiàng)主要監(jiān)測(cè)基坑兩側(cè)建筑物及道路的沉降等。測(cè)點(diǎn)選在建筑物基礎(chǔ)墻角、人行道路等處。每幢建筑物測(cè)點(diǎn)不少于4個(gè)，沿基坑兩側(cè)近似每隔25m設(shè)置；測(cè)點(diǎn)使用電錘埋設(shè)，當(dāng)埋設(shè)不便時(shí)采用紅漆標(biāo)記。采用全站儀按三等水準(zhǔn)要求測(cè)量。

(2)基坑支護(hù)后巖土水平位移監(jiān)測(cè)

與邊坡頂主要建筑物相對(duì)應(yīng)，采用測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)時(shí)，將測(cè)斜儀探頭輕輕滑入預(yù)埋的測(cè)斜管底部，自下而上每隔50cm向上拉線讀數(shù)，測(cè)定測(cè)斜儀與垂直線之間的傾角變化，即可得出不同深度部位的水平位移。鉆機(jī)成孔的直徑110mm以上，校準(zhǔn)測(cè)斜管方位時(shí)，測(cè)斜管內(nèi)的十字槽的一邊應(yīng)垂直壓頂梁。測(cè)斜管按圖1方式埋設(shè)。

圖1 測(cè)斜管埋設(shè)方式

鉆機(jī)成孔的直徑110mm以上，校準(zhǔn)測(cè)斜管方位時(shí)，測(cè)斜管內(nèi)的十字槽的一邊應(yīng)垂直壓頂梁。

(3)坡頂水平位移與垂直位移監(jiān)測(cè)

主要在基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部布置測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)坡頂?shù)乃轿灰坪痛怪蔽灰啤y(cè)點(diǎn)布置在基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部，沿基坑兩測(cè)近似每隔25m設(shè)置，測(cè)點(diǎn)預(yù)埋于支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部。采用全站儀按三等水準(zhǔn)要求測(cè)量。

(4)抗滑樁水平位移監(jiān)測(cè)

抗滑樁支護(hù)范圍內(nèi)，孔深與抗滑樁樁長(zhǎng)相同，采用測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)，樁內(nèi)測(cè)斜管按圖2方式埋設(shè)。

圖2 樁內(nèi)測(cè)斜管埋設(shè)方式

(5)抗滑樁應(yīng)力監(jiān)測(cè)

采用振弦式讀數(shù)儀監(jiān)測(cè)。鋼筋應(yīng)力計(jì)埋于抗滑樁在地下車道標(biāo)高處的背面，每隔25m左右取1樁。鋼筋計(jì)埋設(shè)：扎好鋼筋籠后，在埋設(shè)位置處用綁扎法連接上鋼筋計(jì)；鋼筋計(jì)纜線用細(xì)塑料管保護(hù)，置于鋼筋間并用綁扎線固定，引至樁頂并置于黑鐵管中加以保護(hù)。

(6)錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)

采用振弦式讀數(shù)儀監(jiān)測(cè)。將錨桿應(yīng)力計(jì)焊接于錨桿上；鋼筋計(jì)纜線用細(xì)塑料管保護(hù)，引至外面并加以保護(hù)。

(7)錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)

采用振弦式讀數(shù)儀監(jiān)測(cè)。將錨索應(yīng)力與錨具相連；錨索測(cè)力計(jì)纜線用細(xì)塑料管保護(hù)，引至外面并加以保護(hù)。

(8)基坑外地下水位監(jiān)測(cè)

采用水位儀測(cè)試。埋設(shè)水位管時(shí)，底部2m長(zhǎng)范圍內(nèi)的測(cè)管每隔20cm打一小孔，共三排，便于地下水進(jìn)入管中；同時(shí)用沙布包裹該段管子，以免管外土粒進(jìn)入管中。管子下入孔底后以中粗砂封孔，地表下2m長(zhǎng)范圍內(nèi)管外孔隙用粘性土封堵，以免地表水流入管中。

(9)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)

以爆破施工范圍內(nèi)影響最大的建筑物為監(jiān)測(cè)對(duì)象，每次爆破時(shí)布置2～3個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，采用地震儀對(duì)爆破震動(dòng)影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確定爆破施工作業(yè)的最佳裝藥量，確保周圍建筑物安全和邊坡穩(wěn)定。

(10)地表裂縫監(jiān)測(cè)

主要采用人工觀測(cè)法，當(dāng)?shù)乇沓霈F(xiàn)裂縫時(shí)，有必要時(shí)采用儀器觀測(cè)。

3．2監(jiān)測(cè)周期

在基坑開(kāi)挖施工前做好周圍建筑物測(cè)點(diǎn)的設(shè)置并取得原始數(shù)據(jù)，基坑開(kāi)挖前埋設(shè)好相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備儀器，并取得原始數(shù)據(jù)。基坑支護(hù)施工完成后結(jié)束施工監(jiān)測(cè)工作。隨后進(jìn)入竣工后2年監(jiān)測(cè)期。

(1)基坑開(kāi)挖位置前后50m的建筑物沉降和邊坡巖土水平位移監(jiān)測(cè)，在基坑開(kāi)挖期間每天觀測(cè)1次(約15天)，支護(hù)期間隔3～5天1次（約15天），支護(hù)后1月內(nèi)每周1次，隨后1個(gè)月1次。

(2)基坑支護(hù)前后50m的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力，及地下水位監(jiān)測(cè)支護(hù)后1月內(nèi)每隔3～5天1次（約15天），隨后1個(gè)月1次。

(3)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，每次爆破時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(4)當(dāng)測(cè)試項(xiàng)目的數(shù)據(jù)到達(dá)警戒值附近或數(shù)據(jù)波動(dòng)起伏較大時(shí)，則加密觀測(cè)次數(shù)，必要時(shí)進(jìn)行不間斷的連續(xù)觀測(cè)。

(5)竣工后監(jiān)測(cè)期不少于2年，建成后第一年后可一月監(jiān)測(cè)一次，第二年后如果邊坡穩(wěn)定、無(wú)異常，可將監(jiān)測(cè)間隔適當(dāng)延長(zhǎng)，但不大于1年。

3．3監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)布置

用三維位移監(jiān)測(cè)測(cè)量方式，在工貿(mào)站主動(dòng)口上部擋墻等部位布設(shè)測(cè)點(diǎn)，在施工豎井上方布設(shè)基點(diǎn)J1進(jìn)行三維位移監(jiān)測(cè)。在3號(hào)入口上方布設(shè)測(cè)點(diǎn)，在其正前方橋墩上設(shè)基點(diǎn)J2進(jìn)行此區(qū)段的三維位移監(jiān)測(cè)。測(cè)量采用全圓觀測(cè)法，每點(diǎn)均進(jìn)行6個(gè)測(cè)回。監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)位示意圖如圖3所示。

圖3 監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)位示意圖

3．4監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)觀察，得出如下結(jié)論：

(1)監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)均變化較小，在可接受范圍之內(nèi)。各次測(cè)量的數(shù)據(jù)變化呈現(xiàn)出正態(tài)分布態(tài)勢(shì)，洞口擋墻及相關(guān)部分總體穩(wěn)定。沉降趨勢(shì)線見(jiàn)圖4(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示。

圖4 各點(diǎn)沉降趨勢(shì)圖

(2)在施測(cè)過(guò)程中多次對(duì)施工區(qū)段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，尚未發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)裂縫或滑移。

(3)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行施爆作業(yè)過(guò)程中偶爾存在填藥過(guò)量情況，建議有關(guān)方進(jìn)行相關(guān)干預(yù)，嚴(yán)格控制填藥量，以免突然事故發(fā)生。

(4)工貿(mào)段主洞右側(cè)出現(xiàn)輕微塌方。接到塌方通知后立即組織專業(yè)人員對(duì)其塌方地段進(jìn)行了沉降監(jiān)測(cè)，經(jīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理后，發(fā)現(xiàn)主洞右側(cè)發(fā)生塌方地段沒(méi)有出現(xiàn)明顯沉降。但經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，圍巖風(fēng)化較為嚴(yán)重，且?guī)r層產(chǎn)狀對(duì)滑坡偏不利，故及時(shí)對(duì)出現(xiàn)滑坡位置植入錨桿加以相應(yīng)處理。

4 結(jié)語(yǔ)

在深基坑施工中采用信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)，減少了施工的盲目性，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的異常并及時(shí)預(yù)報(bào)，保證基坑施工的安全。本文結(jié)合南坪交通樞紐工程詳細(xì)介紹了信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用，并有以下體會(huì)：

（1）信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)是地下空間開(kāi)發(fā)利用中深基坑開(kāi)挖必須采取的措施，該工程所采取的信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)是在現(xiàn)行的建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范、建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程、巖土工程監(jiān)測(cè)規(guī)范、建筑變形測(cè)量規(guī)程和爆破安全規(guī)程等基礎(chǔ)上進(jìn)行的，滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。

（2）信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控基坑各數(shù)據(jù)變化情況，通過(guò)監(jiān)測(cè)可以了解結(jié)構(gòu)內(nèi)部和周邊土體的實(shí)際變形和應(yīng)力分布，為施工提供指導(dǎo)意見(jiàn)。

（3）該工程所采取的信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)是根據(jù)該工程特點(diǎn)、支護(hù)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，滿足工程的實(shí)際情況，監(jiān)測(cè)范圍、監(jiān)測(cè)內(nèi)容滿足工程需要。

（4）所采用的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)儀器均是當(dāng)前比較先進(jìn)和成熟的技術(shù)，能滿足監(jiān)測(cè)的精度要求，并且技術(shù)上較先進(jìn)。

（5）不僅考慮了施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)，還適當(dāng)考慮了使用過(guò)程中的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)技術(shù)全面合理。

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責(zé)任編輯：余詠梅

Application of Information Monitoring Technology in the Construction of Deep Foundation Pits in Nanping Transit Hub

This article,cites the example of Nanping transit hub project,particularly analyses the application of information monitoring technology in the construction of the deep foundation pits with complex surroundings.The technology ensures the construction safety and avoids pits accidents and can be introduced as a reference for other similar projects.

information monitoring technology;deep foundation pits;subsidence;three-dimension displacement

TU755

A

1671-9107（2010）09-0038-03

論文：建設(shè)部節(jié)能省地型建筑科技示范工程項(xiàng)目；重慶市建設(shè)科技計(jì)劃項(xiàng)目。

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.9.038

2010-7-16

王貴珍（1977-），女，湖北仙桃人，在讀博士，講師。主要從事結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法等方向的研究。