淺談明挖隧道中的基坑監(jiān)測(cè)

王寧寧

（廣州市富華工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東廣州510140）

1 工程概況

1.1 概述

廣州市侖頭-生物島隧道工程岸上段位于廣州市海珠區(qū)侖頭村及生物島上。由北岸段和南岸段兩個(gè)施工段組成。北岸段位于侖頭村，長(zhǎng)435 m，南岸段位于生物島，長(zhǎng)389.981 m。該工程范圍內(nèi)地形起伏不大，地表多數(shù)為耕地、果園。北、南岸段所在地沒(méi)有大型的地下管線，附近有少量樓房。結(jié)構(gòu)主體采用明挖順作法，圍護(hù)結(jié)構(gòu)以地下連續(xù)墻加鋼支撐支護(hù)為主，部分地段采用錨桿支護(hù)，基坑最深處為24 m，兩岸端頭筑砂島作為施工平臺(tái)，護(hù)岸結(jié)構(gòu)采用格柵式連續(xù)墻，基坑安全等級(jí)為二級(jí)，局部建（構(gòu)）筑物等級(jí)為一級(jí)。

1.2 監(jiān)測(cè)目的和意義

在基坑的開(kāi)挖、降水、支護(hù)和結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，基坑內(nèi)外地基應(yīng)力的重分布會(huì)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體的變形，從而有可能危及基坑、主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和周圍建（構(gòu)）筑物的安全。因此，在基坑和結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，必須進(jìn)行施工監(jiān)控測(cè)量。通過(guò)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)了解基坑各巖土層及支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及臨近建筑物的變形情況，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)值相比較，以判斷前一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合預(yù)期要求，為施工的工作開(kāi)展及時(shí)提供反饋信息，以確定和優(yōu)化下一步的施工參數(shù)，做到信息化施工；將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果用于信息化反饋優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的。

2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

明挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為：連續(xù)墻測(cè)斜、立柱沉降、連續(xù)墻水平位移、土體側(cè)向位移、支撐軸力、地下水位、臨近建筑物沉降及傾斜、錨桿（索）拉力。護(hù)岸及接口的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為：測(cè)斜、鋼筋應(yīng)力、支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、土體側(cè)向位移、支撐軸力、地下水位、錨桿（索）拉力、混凝土應(yīng)力、支撐立柱沉降及位移。沙島圍堰監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為：土體側(cè)向位移、沉降和位移。

3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置

3.1 布置要求

測(cè)點(diǎn)布設(shè)合理方能經(jīng)濟(jì)有效。在確定測(cè)點(diǎn)的布設(shè)前，必須知道基地的地質(zhì)情況和基坑的圍護(hù)設(shè)計(jì)方案，再根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和理論的預(yù)測(cè)來(lái)考慮測(cè)點(diǎn)的布設(shè)范圍和密度。原則上，能埋的測(cè)點(diǎn)應(yīng)在工程開(kāi)工前埋設(shè)完成，并應(yīng)保證有一定的穩(wěn)定期，在工程正式開(kāi)工前，各項(xiàng)靜態(tài)初始值應(yīng)測(cè)取完畢。

3.2 精度要求

（1）明挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)布置及精度要求見(jiàn)表1所列。

（2）接口和護(hù)岸監(jiān)測(cè)布置及精度要求見(jiàn)表2所列。

4 確定監(jiān)測(cè)警戒值

4.1 警戒值的確定原則

建筑物施工監(jiān)測(cè)的預(yù)警值就是設(shè)定一個(gè)定量化指標(biāo)系統(tǒng)，在其容許的范圍內(nèi)認(rèn)為建（構(gòu)）筑物是安全的，并對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生有害影響，在其容許的范圍外則認(rèn)為建（構(gòu)）筑物是非穩(wěn)定的或危險(xiǎn)的，并將對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生有害影響。該項(xiàng)目施工監(jiān)測(cè)的預(yù)警值是在綜合考慮下列因素確定的：

表1 明挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)精度要求表

表2 接口和護(hù)岸監(jiān)測(cè)精度要求表

（1）滿足有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范及設(shè)計(jì)計(jì)算要求，不超過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算預(yù)估值；

（2）滿足監(jiān)測(cè)對(duì)象的安全要求；

（3）滿足各保護(hù)對(duì)象的主管部門(mén)提出的要求；

（4）在滿足監(jiān)控和環(huán)境安全的前提，綜合考慮工程質(zhì)量、施工進(jìn)度、技術(shù)措施和經(jīng)濟(jì)等因素，以減少不必要的資金投入。

4.2 監(jiān)測(cè)警戒值

4.2.1岸上圍護(hù)結(jié)構(gòu)警戒值

4.2.1.2支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移及側(cè)向變形警戒值

基坑連續(xù)墻測(cè)斜：圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大位移取50 mm，安全等級(jí)為一級(jí)的基坑范圍警戒值為30 mm，其余處連續(xù)墻警戒值為40 mm，非開(kāi)挖期間每天發(fā)展不得超過(guò)5 mm。

4.2.1.2土體側(cè)向位移警戒值

土體側(cè)向位移最大位移取50 mm，警戒值為30 mm。

4.2.1.3支撐軸力警戒值

圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐軸力警戒值為設(shè)計(jì)值的70%。

4.2.1.4錨桿（索）拉力警戒值

錨桿（索）拉力警戒值為設(shè)計(jì)值的70%。

4.2.1.5基坑外水位警戒值

基坑開(kāi)挖引起坑外水位下降不得超過(guò)2000mm，每天發(fā)展不得超過(guò)500 mm。

4.2.1.6臨近建筑物沉降、傾斜警戒值

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，臨近建筑物為樁基礎(chǔ)或天然基礎(chǔ)，則臨近建筑物沉降警戒值為：樁基礎(chǔ)建筑物為10 mm，天然基礎(chǔ)建筑物為30 mm。

臨近建筑物傾斜警戒值為：傾斜度＜2‰。

4.2.2接口和護(hù)岸警戒值

4.2.2.1接口和護(hù)岸結(jié)構(gòu)水平位移及側(cè)向變形警戒值

格柵連續(xù)墻最大位移取80mm，警戒值為60mm，每天發(fā)展不得超過(guò)5 mm；其它連續(xù)墻和支撐立柱最大位移取50 mm，警戒值為30 mm，非開(kāi)挖期間每天發(fā)展不得超過(guò)5 mm。

4.2.2.2土體側(cè)向位移警戒值

土體側(cè)向位移最大位移取50 mm，警戒值為30 mm。

4.2.2.3支撐軸力警戒值

圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐軸力警戒值為設(shè)計(jì)值的70%。

4.2.2.4鋼筋、混凝土應(yīng)力

鋼筋、混凝土應(yīng)力警戒值為設(shè)計(jì)值的70%。

4.2.2.5錨桿（索）拉力警戒值

錨桿（索）拉力警戒值為設(shè)計(jì)值的70%。

4.2.2.6岸上水位警戒值

開(kāi)挖引起岸上水位下降不得超過(guò)2 000 mm，每天發(fā)展不得超過(guò)500 mm。

4.2.2.7臨近建筑物和傾斜、沙島圍堰沉降警戒值

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，臨近建筑物應(yīng)為樁基礎(chǔ)，則臨近建筑物沉降警戒值為10 mm。

沙島圍堰沉降警戒值視設(shè)計(jì)要求而定。

臨近建筑物傾斜警戒值為：傾斜度小于2.5‰。

5 監(jiān)測(cè)頻率

各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在基坑支護(hù)施工前應(yīng)測(cè)得穩(wěn)定的初始值，且不應(yīng)少于2次。

各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作的時(shí)間間隔根據(jù)施工進(jìn)程確定，在工作面開(kāi)挖卸載急劇階段，每1 d觀測(cè)1次，回筑期（頂板施工完成前）為2 d觀測(cè)1次，穩(wěn)定期為5 d觀測(cè)1次。當(dāng)結(jié)構(gòu)變形超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或場(chǎng)地條件變化較大時(shí)，加密觀測(cè)。

明挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)、接口和護(hù)岸監(jiān)測(cè)頻率見(jiàn)表3、表4所列。

表3 明挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)頻率表

表4 接口和護(hù)岸監(jiān)測(cè)頻率表

6 信息的采集、分析和傳遞

每次量測(cè)后，將原始記錄及時(shí)整理成立正式記錄，對(duì)每一量測(cè)項(xiàng)目填制觀測(cè)成果表（沉降觀測(cè)成果匯總表；位移觀測(cè)成果匯總表；地下水位觀測(cè)成果匯總表；錨桿拉力監(jiān)測(cè)匯總表；支撐軸力監(jiān)測(cè)匯總表；“時(shí)間——沉降量”曲線圖；“時(shí)間——位移”曲線圖；“時(shí)間——地下水位”曲線圖；錨桿拉力監(jiān)測(cè)曲線圖；支撐軸力監(jiān)測(cè)曲線圖）并交技術(shù)負(fù)責(zé)人審核分析。

在施工過(guò)程中，對(duì)達(dá)到警戒值的或有異常變化情況的，立即反饋給建設(shè)單位、監(jiān)理、設(shè)計(jì)施工等相關(guān)部門(mén)。

監(jiān)測(cè)工作流程見(jiàn)圖1所示。