貴港蘇灣大橋深基坑變形監(jiān)測研究

黎 平

（廣西貴港市交通投資發(fā)展集團有限責任公司，廣西 貴港 537000）

0 引言

深基坑工程有助于充分利用日益稀缺的土地資源，但其穩(wěn)定性常常難以保證，甚至可能會對周圍的建筑物造成影響。深基坑施工過程中，需要對基坑支護結構、基坑周圍的土體和相鄰的建筑物進行全面和系統(tǒng)的監(jiān)測，才能對深基坑的安全性以及基坑施工對周圍建筑物的影響程度進行實時掌控，以確保深基坑施工的順利開展[1-4]。深基坑施工過程中，如果出現(xiàn)異常情況需要及時反饋，采取相應的工程應急措施，必要時甚至可以調整施工工藝或修改設計參數(shù)[5-7]。

基于此，根據(jù)貴港蘇灣大橋深基坑工程的地質條件和施工情況，采用符合工程實際的監(jiān)測方法，對3#和4#墩的深基坑進行測點布置和監(jiān)測。本文對測點布置和監(jiān)測方法進行介紹，并分析監(jiān)測結果，判斷施工方案的合理性和施工過程的規(guī)范性，為類似深基坑工程監(jiān)測提供參考。

1 工程概況與工程地質條件

1.1 工程概況

貴港蘇灣大橋設計里程為K1+908.153～K2+588.153，大橋全長680m，位于半徑4500m的豎曲線上，兩側橋面縱坡1.2%，橋面寬34.0m，設2.0%雙向橫坡。大橋為5跨連續(xù)結構，跨徑組成為（42+131+334+131+42）m。主梁采用預應力混凝土邊主梁結構，橋梁中心線處梁高3.0m，全寬34.0m；斜拉索采用Φ7高強鍍鋅鋼絲束斜拉索，標準強度1860MPa；主塔為鋼筋混凝土結構，自承臺頂面以上塔高111.0m，橋面以上塔高90.184m；基礎采用鉆孔灌注群樁基礎。3#和4#主塔基礎采用分離式承臺，承臺平面尺寸16.8m×16.8m，承臺厚5.0m；承臺頂設厚1.5m塔座，塔座底平面尺寸為11.5m×11.5m、頂平面尺寸為8.5m×8.5m。根據(jù)設計要求和開挖深度判斷，3#墩深基坑為二級安全防護（對應排樁支護），4#墩深基坑為三級安全防護，3#墩和4#墩承臺平面示意圖如圖1所示。

圖1 3#和4#墩承臺平面示意圖

1.2 工區(qū)建筑物與管線

3#墩位于港北區(qū)木必村，3#承臺邊距離16.5m處為4層磚混結構建筑物。4#墩位于港南區(qū)蘇灣村，4#承臺左幅距離4m處有一座水泵房、右幅10m處有一個鋼筋加工場。地下管線：根據(jù)現(xiàn)場調查，北岸3#承臺兩側16.5m范圍外存在木必村廠房區(qū)、居民區(qū)供電、引水、供水及通訊管線；南岸4#主墩旁邊有鐵路水泵房水管。

1.3 工區(qū)地層巖性

（1）第四系人工堆積層

紅褐色、黃褐色素填土，由粉質黏土和砂礫組成，砂礫含量約40%～45%，結構松散～緊密，土體結構變化較大。該堆積層主要分布于山體處，欠固結，堆積年限大于3年，揭示最大厚度約33m。

（2）第四系沖洪積土

黃色、黃褐色粉質黏土，可塑～硬塑狀，土質不勻，土體含砂礫局部夾強風化砂巖碎石，干強度及韌性高，場地揭示標高111.00～114.00m，與原地形圖標高一致。

（3）石炭系上統(tǒng)基巖

灰白色中風化灰?guī)r，隱晶質結構，中厚層狀構造，巖質較硬，巖體裂隙發(fā)育，巖體呈塊狀，塊徑約10cm。場地少量鉆孔有揭示，揭示標高約90.00m，最大揭示厚度為6m，未鉆穿。

1.4 工區(qū)水文條件

（1）工區(qū)地表水

工區(qū)地表水主要包括人工蓄水、地表徑流和郁江水，其中郁江水對工程影響最大，并且大多地表水向郁江方向匯集。2021年6月24日實測郁江水面寬度約340m，水深約32.15m。郁江水位受季節(jié)和氣候的影響。

（2）區(qū)域洪水水位設計

根據(jù)《廣西貴港市城區(qū)防洪工程郁江北堤城區(qū)段初步設計報告》中設計洪水計算成果，采用貴港水文站1936年～2007年洪峰流量系列共72年實測資料，并加入1881年和1913年兩場歷史洪水，同時參考《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》進行洪水參數(shù)計算，貴港水文站100年一遇歸槽流量為1600m3/s，考慮歸槽情況100年一遇設計洪峰流量為20200m3/s。

（3）橋址處水位設計

貴港水文站位于青云大橋附近，在建蘇灣大橋工程橋址位于貴港水文站下游約4km處，橋址處設計水位按洪水期水面比降推算。設計最高通航水位按《內河通航標準》，采用橋址處20年一遇洪水頻率標準，推算設計最高通航水位為47.232m。

2 監(jiān)測方法與測點布置

2.1 監(jiān)測方法

（1）支護結構水平位移監(jiān)測方法

采用全站儀，按自由測站法或極坐標法對埋設于基坑支護結構上的水平位移標志進行觀測。施工過程中，將各個觀測點每次觀測得到的坐標與基坑開挖前初始測量值相比較，所得的坐標差即為該觀測點在觀測周期內的累計位移值。

（2）沉降監(jiān)測方法

采用精密水準儀，配合高精度水準標尺，采用幾何水準觀測方法，按國家二等水準測量方法對埋設于基坑支護結構、基坑周邊地表和周邊建筑物上的沉降觀測標志進行觀測。將各個觀測點每次觀測所得的相對于基準點的高程與基坑開挖前測得的初始高程相比較，所得的高程差即為每個觀測點在觀測周期內的沉降值。

（3）土體深層水平位移監(jiān)測方法

采用測斜儀進行觀測，當土體發(fā)生位移時，測斜管也隨之變形并發(fā)生傾斜變化。將探頭在測斜管內自下而上以一定間距逐段滑動量測，就可獲得每測段的傾斜角及水平位移增量，通過計算就可得到任意深度的水平位移。

2.2 測點布置

（1）3#墩深基坑測點布置

本次監(jiān)測的內容包括：3#墩深基坑支護結構水平位移和豎向位移監(jiān)測，左右幅共計16個監(jiān)測點；深層水平位移監(jiān)測，共計4個監(jiān)測點；周邊地表沉降監(jiān)測，共計16個監(jiān)測點。左幅3#墩深基坑支護結構位移監(jiān)測、周邊地表沉降監(jiān)測與深層水平位移監(jiān)測的測點編號分別為ZW1～ZW8、ZB1～ZB8和ZT1～ZT4，右幅3#墩深基坑測點編號分別為YW1～YW8、YB1～YB8和YT1～YT4，測點布置如圖2和圖3所示。

圖2 左幅3#墩深基坑監(jiān)測點平面布置圖（單位：mm）

圖3 右幅3#墩深基坑監(jiān)測點平面布置圖（單位：mm）

（2）4#墩深基坑測點布置

本次監(jiān)測的內容包括：4#墩深基坑支護結構水平位移和豎向位移監(jiān)測，左右幅共計16個監(jiān)測點；深層水平位移監(jiān)測，共計4個監(jiān)測點；周邊地表沉降監(jiān)測，共計16個監(jiān)測點；周邊建筑物沉降監(jiān)測，共4個監(jiān)測點。其中左幅4#墩深基坑支護結構位移、周邊地表沉降、周邊建筑豎向位移與深層水平位移監(jiān)測測點編號分別為ZW1～ZW8、ZB1～ZB8、ZJ1～ZJ2和ZT1～ZT4，右幅4#墩深基坑測點編號分別為YW1～YW8、YB1～YB8、YJ1～YJ2和YT1～YT4，測點布置如圖4和圖5所示。

圖4 左幅4#墩深基坑監(jiān)測點平面布置圖（單位：mm）

圖5 右幅4#墩深基坑監(jiān)測點平面布置圖（單位：mm）

3 監(jiān)測結果分析

3.1 3#墩深基坑監(jiān)測結果分析

3#墩左右幅的深基坑監(jiān)測項目主要包括基坑支護結構水平、豎向位移監(jiān)測、周邊地表沉降監(jiān)測及深層水平位移，具體測量結果分析如下：

（1）左、右幅3#墩深基坑支護結構測點ZW1～ZW8與YW1～YW8水平位移累計變化量最大值分別為14.8mm和7.9mm，滿足規(guī)范要求的±60mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為1.7mm/d和-2.0mm/d，滿足規(guī)范要求的±5mm/d。

（2）左、右幅3#墩深基坑支護結構測點ZW1～ZW8與YW1～YW8豎向位移累計變化量最大值分別為-20.8mm和-19.9mm，滿足規(guī)范要求的±40mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為-2.1mm/d和-1.5mm/d，滿足規(guī)范要求的±4mm/d。

（3）左、右幅3#墩深基坑周邊測點ZB1～ZB8與YB1～YB8地表沉降位移累計變化量最大值分別為-22mm和-19.5mm，滿足規(guī)范要求的±40mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為-1.8mm/d和-1.9mm/d，滿足規(guī)范要求的±4mm/d。

（4）左、右幅3#墩深基坑深層測點ZT1～ZT4與YT1～YT4水平位移累計變化量最大值分別為9.37mm和4.71mm，滿足規(guī)范要求的±90mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為0.57mm/d和0.24mm/d，滿足規(guī)范要求的±5mm/d。

3.2 4#墩深基坑監(jiān)測結果分析

由于4#墩深基坑旁有建筑物，故對于其監(jiān)測的項目除了基坑支護結構水平、豎向位移監(jiān)測、周邊地表沉降監(jiān)測及深層水平位移外，另外加測周邊建筑豎向位移，具體測量結果分析如下：

（1）左、右幅4#墩深基坑支護結構測點ZW1～ZW8與YW1～YW8水平位移累計變化量最大值分別為13.6mm和17.7mm，滿足規(guī)范要求的±60mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為2.6mm/d和2.7mm/d，滿足規(guī)范要求的±5mm/d。

（2）左、右幅4#墩深基坑支護結構測點ZW1～ZW8與YW1～YW8豎向位移累計變化量最大值分別為-9.4mm和-4.0mm，滿足規(guī)范要求的±40mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為-1.9mm/d和-2.4mm/d，滿足規(guī)范要求的±4mm/d。

（3）左、右幅4#墩深基坑周邊測點ZB1～ZB8與YB1～YB8地表沉降位移累計變化量最大值分別為-7.3mm和-6.4mm，滿足規(guī)范要求的±40mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為3.1mm/d和1.9mm/d，滿足規(guī)范要求的±4mm/d。

（4）左、右幅4#墩深基坑深層測點ZT1～ZT4與YT1～YT4水平位移累計變化量最大值分別為9.37mm和5.33mm，滿足規(guī)范要求的±90mm，最后一次觀測時間內位移速率分別為0.48mm/d和0.24mm/d，滿足規(guī)范要求的±5mm/d。

（5）左、右幅4#墩深基坑周邊建筑測點ZJ1～ZJ2與YJ1～YJ2豎向位移累計變化量最大值分別為11.58mm和-8.1mm，滿足規(guī)范要求的±80mm；最后一次觀測時間內位移速率分別為2.1mm/d和1.0mm/d，滿足規(guī)范要求。

4 結束語

根據(jù)貴港蘇灣大橋工程情況和工程地質條件，對該橋梁3#墩深基坑和4#墩深基坑進行監(jiān)測分析，結果是：3#墩深基坑和4#墩深基坑支護結構測點、周邊建筑測點及深層測點累計位移均滿足規(guī)范要求，且最后一次觀測時間內位移速率均較小，施工完成后各測點位移趨于穩(wěn)定，說明該大橋3#墩和4#墩深基坑施工方案合理，施工過程規(guī)范，滿足要求。總之，深基坑施工中影響安全的因素較多，每個深基坑工程的情況差異較大，應結合深基坑的實際情況，開展施工監(jiān)測。