地下管廊深基坑施工監測

楊中賀

中國建筑第八工程局有限公司西北分公司 陜西 西安 710000

前言

地下管廊指一條能夠包含城市需要敷設的電力、給排水、燃氣、通信等各項市政管線的公共隧道，其主要優點就是能夠避免重復挖填道路、統一監管。

1 地下管廊深監測的重要性

1.1 地下管廊深監測的重要性

在地下管廊深開挖的施工過程中，地下管廊深內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態向被動和主動土壓力狀態轉變，應力狀態的改變引起維護結構承受荷載并導致圍護結構和土體的變形，圍護結構的內力（圍護樁和墻的內力，支撐軸力或土錨拉力等）和變形（深地下管廊深坑內土體的隆起、地下管廊深支護結構及其周圍土體的沉降和側向位移等）中的任一量值超過容許的范圍，將造成地下管廊深的失穩破壞或對周圍環境造成不利影響，深地下管廊深開挖工程往往在建筑密集的市中心，施工場地四周有建筑物和地下管線，地下管廊深開挖所引起的土體變形將在一定程度上改變這些建筑物和地下管線的正常狀態，當土體變形過大時，會造成鄰近結構和設施的失效或破壞。同時地下管廊深相鄰的建筑物又相當于較重的集中荷載，地下管廊深周圍的管線常引起地表水滲漏，這些因素又是導致土體變形加劇的原因。地下管廊深工程設置于力學性質相當復雜的地層中，在地下管廊深圍護結構設計和變形預估時，一方面，地下管廊深圍護體系所承受的土壓力等荷載存在著較大的不確定性；另一方面，對地層和圍護結構一般都做了較多的簡化和假定，與實際有一定的差異；加之，地下管廊深開挖與圍護結構施工過程中，存在著時間和空間上的延遲過程，以及降雨、地面堆載和挖機撞擊等偶然因素的作用，使得現階段在地下管廊深工程設計時對結構內力計算以及土體變形的預估與工程實際情況有較大的差異，并在相當程度上仍依靠經驗。因此，在地下管廊深施工過程中，只有對地下管廊深支護結構、地下管廊深周圍的土體和相鄰的構筑物進行全面、系統的監測，才能對地下管廊深工程的安全性和對周圍環境的影響程度有全面的了解，以確保工程的順利進行，在出現異常情況時及時反饋，并采取必要的工程應急措施，甚至調整施工工藝或修改設計參數[1]。

2 施工監測

2.1 對地表沉降的監測

地下管廊長度較長的特點加大了對高度誤差控制的嚴苛性，需要對深基坑進行地標沉降監測，為后續工程提供數據對比依據；同時，需要加大對周圍建筑的地表沉降監測，避免施工過程中對周圍建筑產生危害。在基坑周圍和圍護結構上設置連續性監測點，對基坑周圍進行沉降監測，這項工作在降水之前就需要完成安置，在整個施工過程中都需要觀測，保證數據的完整性，充分反映圍護結構的位置變化或角度變化。沉降監測數據處理中需要注意周圍建筑物與深基坑的觀測要與有關規范和施工經驗進行比對，用來判斷圍護結構能否對基坑和周圍建筑進行有效的保護。含水砂層中的地下水會引起地面較大范圍的沉降，因此避免地下水流失引起的沉降是施工中的重要環節[2]。

2.2 圍護結構傾斜監測

在挖方過程中對圍護結構需要按照設計要求進行監測，按照設計要求在指定位置設置測斜管。基坑開挖過程中，深基坑圍護結構在背側土的壓力下會向坑內有水平位移，但是由于開挖的深度不斷下降，圍護結構的水平位移隨著開挖深度的增加不斷增大，最小數值出現在基坑底部，最大在圍護結構的頂部。當基坑封底之后，圍護結構處于穩定狀態，各項檢測數據小于預計最大值時便可以繼續正常施工。圍護結構水平位移的數據結果處理需要及時用圖表進行表示，方便進行分析，對開挖過程中可能出現的危險情況進行及時報警，根據實際情況提出相對的處理辦法。圍護結構的水平位移數據處理包括位移速率和累計位移量的處理，繪制時間曲線和變化曲線，對引起位移突然增大的原因進行分析，如開挖速度過快、過深支撐不及時、天氣原因等。

2.3 對地下水位的監測

基坑外部地下水位是監測基坑圍護結構的止水效果的重要體現，若是止水效果不好就需要及時對維護結構進行加固維修，當開挖至坑底時，坑外的水位需要穩定在能夠保證不會出現大面積沉降的范圍內。地下水位的下降會引起地質情況的改變，造成土體沉降，因而在施工中需要對地下水位進行嚴格的監測，將地下水位控制在安全的范圍內，特殊情況下可以采用回灌的措施保證地下水位的安全。在監測點的位置埋設濾水PVC管，直徑在50mm以上，孔壁與管之間需要用細砂石填實，在管內部緩慢放置水位計測頭，當到達地下水位時檢測器就會產生鳴叫，讀取數據并記錄，在施工過程中需要反復多次進行地下水位的監測。在進行數據的監測記錄后需要及時對監測結果進行整理分析，根據施工設計要求和以往的施工經驗進行分析，總結并與設計單位聯系，及時對不適合當地環境要求的設計進行改進，對現場的施工有指導性的意義。地下管廊深基坑施工監測中會有因為操作員錯誤操作導致異常數據的出現，對于這種數據要進行二次測量，若是排出人為因素之后仍然存在異常數據，就需要慎重考量，并通過其他方式探討是否施工出現了問題，最后確定是否發出警告[3]。

3 結束語

城市管廊深基坑工程是一項復雜的工程，施工過程必須具有系統性，在圍護工程中需要全方面地分析當地地質情況，同時結合施工過程中可能出現的問題，制定最優施工方案。在施工階段的監測是保證施工質量的重要舉措，基坑開挖后，地表的沉降監測、樁體的傾斜位移監測、地下水位監測等都需要嚴格進行，將深基坑施工對周圍建筑的影響降到最低。

[1] 王猛,余湘娟,高磊,等.市政管廊基坑施工監測分析研究[J].河南科學,2014,32(08):1511-1515.

[2] 楊雄.深基坑施工地下水位監測技術研究[J].工程與建設,2013,(4):534-536.

[3] 建筑施工手冊編委會.建筑施工手冊(第5版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2012:79.