淺談施工期安全監測的重要作用

唐世安，聶　磊（安徽水利開發股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

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淺談施工期安全監測的重要作用

唐世安，聶磊（安徽水利開發股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

在城市堤防及防洪工程建設中，施工期安全監測不僅對工程的順利實施起到至關重要的作用，而且對因工程實施導致對周邊構筑物的影響有著決定性的影響，對工程發揮經濟效益和和社會穩定有著深遠的意義。本文對工程施工條件最復雜的K1+900～K2+150段淺談施工期安全監測的重要作用。

卸載；監測；安全；分析；報警值

1　工程概況

“蕪申運河青弋江入江口至荊山河口段航道整治工程南岸防洪墻退建設計及施工方案”將南岸堤防退建分為6段，其中E底板段（中江橋～弋江橋段K1+900～K2+150）為水木年華～柏莊跨界段，該段在建偉星金域南灣和柏莊跨界兩個小區，高層建筑最近處距防洪墻20.0m，墻后地表高程10.5m。河道邊坡采用1：2，采用生態混凝土護坡與模袋混凝土護坡結合。采用水泥攪拌樁固化邊坡淤泥質土層、鉆孔灌注樁阻滑樁加固堤坡。防洪墻基礎層為粉質粘土層，地基條件相對較好。底板埋深最大為7m。防洪墻后近鄰柏莊跨界高層建筑1號樓（31層）、2號樓（32層）、3號樓（31層）、4號樓（33層），需考慮土方卸載、開挖對臨近高層建筑的影響，堤防建設過程中安全風險不容忽視。

工程施工過程中，應建設單位盡快創造通航條件的要求，需縮短施工工期。防洪墻外側土方卸載施工是控制整體施工工期的關鍵工序。施工中在工程監測數據的指導下，對原設計土方卸載方案進行了優化，在保證工程和周邊構筑物安全的前提下，順利完成了施工任務。

2　原設計方案

河道邊坡土方卸載工程根據總體施工進度安排，并考慮周邊建筑物安全問題，按分層開挖，分層檢測，緩慢卸載的原則實施。土方卸載計劃分6層進行卸載（見圖1），①層卸載至灌注樁頂高程7.0m，②、③、④層每層卸載1.50m厚，在④層2.50m高程施工完水泥攪拌樁，⑤層一次性卸載至河底高程，⑥層水下方隨疏浚工程施工分2層緩慢卸載。

3　優化后設計方案

根據建設單位要求2015年底完工的總體施工計劃安排，考慮周邊建筑物安全問題，根據分層開挖，分層監測，緩慢卸載的原則，土方卸載按如下優化方案進行：K1+900～K2+150段土質為粉質粘土層，河道邊坡坡比為1：2，分4層進行卸載（見圖2）：①層卸載至高程4.0m；②層卸載至高程1.0m；③層卸載至河底高程；④層圍堰拆除隨疏浚工程施工。

4　施工期監測

4.1建筑物沉降與傾斜

蕪申運河河道拓寬工程市區段與原有建筑物距離緊湊，洪墻后近鄰柏莊跨界高層建筑 1號樓（31層）、2號樓（32層）、3號樓（31層）、4號樓（33層）。若邊坡開挖卸載過程中，不能有效監測并控制建筑物的沉降量與傾斜，安全風險控制不足，會導致重大的環境影響事故，如臨近建筑物開裂、傾斜甚至坍塌。

根據建筑物沉降變化量統計數據可知，土方卸載至高程7.0m時，建筑物沉降最大為-0.43mm，在監測誤差范圍內，卸載施工對建筑物沉降幾乎無影響；土方卸載至5.5m時，周邊建筑物沉降最大為-0.72mm，土方卸載對建筑物墻影響較小，沉降趨勢平穩；土方卸載至4.0m時，周邊建筑物沉降最大為：-2.85mm；土方卸載對建筑物沉降影響較小，沉降趨勢平穩變化量在允許值之內，表明河岸土方開挖對臨近高層建筑沉降有一定影響，而且隨著卸載高程降低，影響越大；護坡施工-1.8m時，周邊建筑物沉降最大為-2.45mm；護坡施工完工后，建筑物沉降趨勢平穩。后續將根據施工進度增大測量頻率保證施工安全進行（見圖3）。

由周邊建筑傾斜統計表分析可知，底板土方卸載①～④層期間周邊建筑物傾斜無明顯變化，數據趨勢呈波動趨勢（見圖4）。

4.2地表沉降

圖1　邊坡土方卸載斷面示意圖（原方案）

圖2　邊坡土方卸載斷面示意圖（優化后）

圖3　柏莊跨界建筑物沉降曲線圖

圖4　柏莊跨界建筑物傾斜曲線圖

基坑開挖會引起墻后地表下沉，導致臨近道路開裂，臨近管線受損等。地表沉降值及趨勢也反映了基坑的穩定性，因此對底板段土方開挖施工過程的墻后地表沉降進行監測。

根據地表沉降統計數據可知，土方卸載至7.0m時，E底板周邊地表沉降最大為-1.24mm，卸載施工對地表沉降擾動較?。煌练叫遁d至5.5m時，周邊建筑物沉降最大為-1.06mm，卸載施工對地表沉降擾動較小，沉降無趨勢正常；土方卸載至4.0m時，周邊建筑物沉降最大為-6.32mm；地表沉降趨勢明顯增大，結合相鄰監測點前后監測值分析，地表沉降量突然增大，除開挖影響外還與地面受土方運輸車碾壓影響有關；護坡施工-1.8m時，周邊建筑物沉降最大為-5.29mm，護坡施工地表無明顯增大，趨勢呈緩慢平穩趨勢。

結合以上數據分析，土方在卸載過程中對地表沉降無太大影響，地表相對發生沉降因路面重車碾壓造成沉降，當地表無重車碾壓時地表無明顯沉降，截止護坡施工期間沉降量均在允許值之內（見圖5）。

圖5　地表沉降曲線圖

4.3新防洪墻沉降（豎向位移）

根據《蕪申運河（安徽段）青弋江入江口至荊山河口河道整治工程施工期安全監測服務實施方案》，防洪墻沉降是重要的安全監測內容，能有效地反映地基基礎的最大沉降與不均勻沉降，及時防止墻身開裂，并更好地確定新老部位的接合時機，防止新老防洪墻結合不良。

根據新防洪墻沉降變化量統計數據可知，土方卸載至高程7.0m時，新防洪墻沉降累計沉降最大僅為-1.84mm，在監測誤差范圍內，卸載施工對新防洪墻幾乎無影響；隨著土方開挖，新防洪墻沉降呈波動且緩慢增大趨勢，卸載至高程5.5m的累計沉降最大為-2.10mm時，表明防洪墻受卸載施工及水泥攪拌樁施工影響；土方卸載至4.0m時，新防洪墻沉降累計沉降最大為-3.81mm，變化量在允許值之內，表明河岸土方開挖對防洪墻沉降有一定影響，而且隨著卸載高程降低，影響越大。護坡施工（高程-1.8m）時，沉降趨勢區域平穩。結合以上數據分析可知，目前監測值均在規范允許值以內，監測頻率滿足安全控制要求。水下土方施工階段將增大測量頻率保證施工安全進行（見圖6）。

4.4新防洪墻水平位移

在沉降監測點相應位置處布設防洪墻水平位移監測點，測量土方開挖過程中，防洪墻在河道橫截面方向上的位移值。防洪墻水平位移值反映了堤防岸坡的穩定性，監測其變化情況最能控制邊坡失穩的安全風險。

圖6　柏莊跨界新建防洪墻豎向位移曲線圖

根據水平位移變化統計數據析可知，土方卸載至7.0～5.5m時，新防洪墻水平位移量為-0.72mm，在測量誤差范圍內，卸載施工對新防洪墻幾乎無影響，監測儀器暫不能精準測出水平位移值；土方卸載至4.0m時，新防洪墻水平位移量最大值為-1.97mm，表明新防洪墻受卸載施工及水泥攪拌樁影響，在施工卸載期間向河道方向呈緩慢位移趨勢；土方卸載至-1.80m時，新防洪墻水平位移量最大值為-2.32mm；護坡施工階段，沉降趨勢區域平穩。防洪墻受土方卸載影響，位移趨勢受卸載深度影響，新防洪墻向河道方向呈持續位移趨勢。以上數據分析表明，土方開挖卸載對新防洪墻位移有一定影響，隨著卸載深度位移趨勢也逐漸增大，但位移量量較小，在規范值允許之內，后續將根據施工進度增大測量頻率保證施工安全進行（見圖7）。

圖7　柏莊跨界新建防洪墻水平位移曲線圖

4.5新防洪墻測斜（深層位移）

根據《監測方案》在防洪墻水平位移和沉降觀測點布設基礎上，位于由重大風險源位置布設深層水平位移即灌注樁測斜。深入支護樁內部，用測斜儀自下而上測量預先埋設在防洪墻樁基內的測斜管的變形情況，以了解河道拓寬開挖過程中，作為圍護體和結構體一部分的圍護結構在深度方向上的水平位移情況。取測斜孔65#數據分析如下。

土方卸載至7.0m時，新防洪墻灌注樁測斜累計最大值為0.15mm，表明土方卸載較淺時，樁基位移趨勢較??；土方卸載至5.5m時，新防洪墻灌注樁測斜累計最大值為0.50mm，監測數據表明該施工步對樁基傾斜影響不大，樁基傾斜情況與上施工步大致相同；土方卸載至4.0m處，新防洪墻灌注樁測斜累計最大值為1.15mm，表明防洪墻樁基受土方卸載影響，位移趨勢受卸載深度影響，新防洪墻向河道方向位移呈持續位移趨勢。護坡施工時，新防洪墻測斜位移量最大為0.94mm，護坡施工期間掛板已起到圍護作用，位移趨勢呈平穩趨勢。以上數據分析表明，新防洪墻灌注樁測斜累計值在規范允許值范圍以內（見圖8）。

5　結束語

（1）在施工單位和監測單位的緊密配合下，本工程已于2015年 12月 30日完成除部分水下疏浚土方以外的所有施工任務。在土方卸載過程中，監測單位跟蹤服務，及時將安全檢測數據提供給施工單位，施工單位根據監測單位提供的檢測數據及時調整土方卸載速率，確保在工程和周邊構筑物安全的前提下組織施工并合理加快施工進度。

圖8　新建防洪墻傾斜位移曲線圖

（2）在本工程實施過程中，建設單位、設計單位、監理單位、施工單位、檢測單位五方通力合作，為工程的順利實施提供了良好的組織保證。本工程的順利實施為以后類似工程施工提供了寶貴的施工經驗，同時也為同類工程施工中個各參見單位之間的配合起到了良好的示范作用。

［1］《建筑物變形測量規范》（JGJ8-2007）.

［2］《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）.

［3］《水電水利工程邊坡施工技術規范》（DLT5255-2010）.

［4］《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）.

2016-5-30

X924.3

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2095-2066（2016）17-0091-03