降水干開挖工藝板樁碼頭原型監(jiān)測技術淺析

1.引言

在大型基坑降水開挖過程中，有效進行邊坡和結構物的穩(wěn)定性監(jiān)測是預防項目風險，保證項目成功關鍵之一。本文依托埃及蘇赫納集裝箱碼頭，通過對采用港池干開挖工藝的板樁碼頭施工過程中的原型監(jiān)測數(shù)據(jù)分析論證，為今后類似項目提供參考。

2.工程概況

埃及蘇赫納項目碼頭長約1400m，采用單跨長6m，厚1.2m地連墻板樁結構作為下部基礎，港池長約1350m，底寬約250m，底標高-17.0m，開挖深度20m，邊坡坡比為1：2和1：2.5，與傳統(tǒng)疏浚工藝成型的港池開挖形式不同，本項目港池采用降水干開挖模式，港池四周根據(jù)降水試驗方案布置降水井，以獲得港池干環(huán)境施工條件。

3.場地地質(zhì)條件

場地巖土層大體分可為3層，地面標高+1m以上為細砂層或砂夾泥層，松散地層；+1m至-8.5為較密實細砂層，中間偶爾會遇到1-2m黏土層；-8.5m至-22m為較為密實的砂卵石層，地質(zhì)滲透系數(shù)約為35m/天。

4.原型監(jiān)測方法及周期

監(jiān)測內(nèi)容為以下幾個部分：沉降位移觀測、深層土體位移觀測、地連墻外側(cè)土壓力觀測、地連墻鋼筋應力監(jiān)測及水位監(jiān)測。項目監(jiān)測一覽表見表1。

根據(jù)施工監(jiān)測內(nèi)容繪制施工監(jiān)測平面布置圖，見圖1。

5.監(jiān)測結果分析

5.1 圍堰沉降位移監(jiān)測說明及結果

布點位置及方式見表1及圖1。

取東邊圍堰上某單點（C1）全施工周期內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析：

18年8月15日首次監(jiān)測，港池內(nèi)水位-15m，地面標高-2m；

9月15日，港池開挖至-7.0m；

10月20日，開挖至標高-12.0m；

11月30日，開挖至標高-17.0m；

18年12月1日至19年2月28日開挖暫停；

眾所周知，隨著我國的社會主義市場經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國教育事業(yè)得到質(zhì)的飛躍，社會市場競爭也越來越激烈，就業(yè)環(huán)境日趨嚴峻。企業(yè)人事部門在招聘時，越來越注重選擇創(chuàng)新型人才與“潛力股”人才。在這樣的社會背景下，“以就業(yè)為導向”這一新型教學理念應運而生，要求各所中職院校在進行語文教學的過程中遵循這一新型教學理念。今天，本文就圍繞“以就業(yè)為導向的中職語文教學”這一主題進行探析。

19年3月1日開始圍堰削坡；

6月10日，停止監(jiān)測。C1點全施工周期內(nèi)沉降位移觀測圖如圖2所示。

5.2 圍堰變形觀測監(jiān)測說明及結果

布點位置及方式見表1及圖1。以i-1-1 號測斜孔（東側(cè)圍堰上）為例進行分析，每0.5m處取一組數(shù)據(jù)，東西向位移（A面）和南北向位移（B面）進行觀測。監(jiān)測期間開挖情況與C1點一樣，至6月10日，停止該點變形監(jiān)測。

表1 監(jiān)測項目表

5.3 地連墻土壓力監(jiān)測說明及結果

布點位置及方式見表1及圖1。以D140號點為例，土壓力計于19年2月12日埋設完成，2月13日初測，初測時墻后拉桿已安裝完畢，此時地連墻前土體標高+3m，港池內(nèi)地下水位標高約-23.5m，監(jiān)測頻率2次/天。19年3月20日，測點處墻外土體開挖至-4.30m；4月2日，墻外土體開挖至-9.12m；4月16日，墻外土體開挖至-17.0m；5月21日逐步關閉水泵，地下水位上升，至7月6日港池水位恢復至海面標高，停止監(jiān)測。D140各測點應力～時間曲線如下圖4，側(cè)向壓力理論值與實測值見表3。

5.4 鋼筋應力監(jiān)測說明及結果

布點位置及方式見表1及圖1。以D-244數(shù)據(jù)進行分析，標高-1m、-11.0m、-24.0m三處應力計采用與主筋對接連接方式，19年2月8日埋設完成，2月9日初測，初測時墻前土層標高+3.5m，港池內(nèi)地下水位標高-23.5m，監(jiān)測頻率2次/天。

19年4月2日，測點處墻外土體開挖至-5.30m；

4月14日，墻外土體開挖至-11.12m；

5月21日逐步關閉水泵，地下水位上升，至7月6日港池水位恢復至海面標高，停止監(jiān)測。

應力～時間曲線圖如下圖5：

5.5 水位監(jiān)測說明及結果

布點位置及方式見表1及圖1，其監(jiān)測主要目的如下：

（1）預防施工過程中水位突然上升造成的結構物破壞；

（2）通過墻后水頭差監(jiān)測對后期的關井回水順序進行指導，防止水頭差過大對碼頭地連墻結構造成破壞；

圖1 施工監(jiān)測平面布置圖

圖2 邊坡沉降位移觀測圖

圖3 i-1-1孔全周期位移情況

（3）通過水位監(jiān)測結果與理論計算降水結果對比從而對降水井位進行優(yōu)化。

18年7月24日初次監(jiān)測，M1內(nèi)水位標高-20m；19年5月21日逐步停泵，地下水位上升，至7月6日港池水位恢復至海面標高，停止監(jiān)測。

本文僅對水位監(jiān)測結果與理論計算降水結果對比，指導降水系統(tǒng)運營優(yōu)化。

施工過程中通過港池降水井布置進行港池內(nèi)地下水位模擬與現(xiàn)場觀測井水位值進行分析；見圖6：地下水位等值線分布圖及表5：地下水位計算值與觀測井水位實測值比較表

6.監(jiān)測結論與建議

（1）通過沉降、位移和變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析在開挖過程中，早期沉降、位移變化值較小，隨著開挖深度增加沉降、位移及變形值加劇，在圍堰進行開挖時沉降、位移、變形波動一直較頻繁。施工過程中隨著開挖深度應有目標性地、分階段性加大沉降、位移、變形監(jiān)測頻率。

（2）通過土壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，在有約束條件下，前墻土體開挖對墻后土壓力值的影響變化較小，土壓力變化情況主要出現(xiàn)在港池回水過程中，因此監(jiān)測過程中需重點關注港池回水過程土壓力變化。

（3）通過鋼筋應力計監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，結構物受壓情況較穩(wěn)定，拉應力變化主要出現(xiàn)在開挖、回水過程中，因此監(jiān)測過程中要重點關注開挖過程中結構物拉應力情況，防止應力過大影響結構物安全。

（4）通過觀測井監(jiān)測，可保證降水系統(tǒng)及結構物穩(wěn)定，同時可指導降水井優(yōu)化和后期井位關閉順序。

圖4 D140各測點時間～土壓力變化曲線

表3 D140號監(jiān)測孔側(cè)向壓力理論值與實測值對比

圖5 D244各測點時間～應力曲線圖

圖6 地下水位等值線分布圖

表5 地下水位計算值與觀測井水位實測值比較

7.結語

本文主要以埃及蘇赫納第二集裝箱碼頭項目為實例，通過對降水開挖施工過程中圍堰的穩(wěn)定性和地連墻的穩(wěn)定性監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，為今后類似采用港池干開挖工藝的碼頭項目設計、施工監(jiān)測提供參考。