天津西站一標(biāo)段深基坑監(jiān)控要點(diǎn)綜述

□文/韓明華 楊忠亮

□楊忠亮/天津市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理總隊(duì)。

天津西站一標(biāo)段深基坑監(jiān)控要點(diǎn)綜述

□文/韓明華 楊忠亮

近年來隨著我國交通樞紐工程建設(shè)的迅速發(fā)展，基坑越來越深，開挖環(huán)境日益復(fù)雜，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊相關(guān)環(huán)境變化的監(jiān)督預(yù)控成為工程建設(shè)不可缺少的環(huán)節(jié)和保證基坑安全的必要措施。文章以天津西站交通樞紐配套市政公用工程一標(biāo)段深基坑為例，闡述地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)深基坑工程監(jiān)督預(yù)控要點(diǎn)。

深基坑；支護(hù)；降水；監(jiān)測

1 工程概況

1.1 工程簡述

天津西站交通樞紐配套市政公用工程一標(biāo)段主要分為3部分。

1）地下停車場及公共換乘區(qū)位于南廣場地下1層，基坑南側(cè)和北側(cè)采用水泥攪拌樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)；東側(cè)因緊鄰原地鐵1號(hào)線，采用800mm厚地連墻，成槽深度18.5m；西側(cè)為第二標(biāo)段基坑，現(xiàn)已開挖完畢。土方施工采用整體明挖形式，基坑?xùn)|側(cè)設(shè)反壓土和臨時(shí)鋼管撐，基坑開挖深度9.25m。

2）地鐵6號(hào)線位于南廣場地下2層，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地連墻加鋼管撐，地連墻成槽深度25.52 m。土方施工采用明挖形式，基坑開挖深度18.52m。

3）地鐵4號(hào)線位于南廣場和地鐵6號(hào)線下部3層，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用1000mm厚地連墻，地連墻成槽深度48～52m，穿透承壓水層。4號(hào)線A軸以北部分（B區(qū)Ⅰ段）在地下停車場及公共換乘區(qū)取土完畢后采用永臨鋼柱支撐方案，蓋挖逆作法施工；以南部分（B區(qū)Ⅱ段）在地下停車場及公共換乘區(qū)取土完畢后采用2道鋼筋混凝土支撐和3道鋼支撐方案，明挖法施工，基坑開挖深度26.6m，端井最深28.55m；4號(hào)線風(fēng)道部分（B區(qū)Ⅲ段）支護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地連墻加鋼管撐，地連墻成槽深度27m。土方工程采用明挖形式，基坑開挖深度18.52m。

1.2 工程地質(zhì)條件

地埋80m深度范圍內(nèi)，地基土按成因年代初步可分為9層，按力學(xué)性質(zhì)初步可進(jìn)一步劃分為17個(gè)亞層。根據(jù)地基土的巖性分層、室內(nèi)滲透試驗(yàn)結(jié)果，場地埋深50m以上地質(zhì)含水層可劃分為潛水層和微承壓水層，其中微承壓水層埋深較淺，約在地表以下20m，水層厚度為5～7m。

2 施工難點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)分析

1）基坑面積大、范圍廣，地質(zhì)條件復(fù)雜，地層分布不均勻，透鏡體較多。

2）基坑開挖深度大，最大達(dá)28.00m，需要降低地下水位的幅度較大。

3）場區(qū)微承壓含水層埋深較淺，在20.00m左右，地鐵4號(hào)線西站站開挖深度大部分超過20.00m，即基坑底板進(jìn)入微承壓含水層。

3 施工監(jiān)控要點(diǎn)

3.1 施工前的預(yù)控

施工準(zhǔn)備階段是項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵階段，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料結(jié)合當(dāng)?shù)厣罨庸こ淌┕さ慕?jīng)驗(yàn)和條件，確定施工專項(xiàng)方案并制定突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。針對(duì)工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、開挖方式、開挖深度、周邊環(huán)境及施工周期等情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)，成立應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組，制定應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案配備相應(yīng)應(yīng)急救援物資。

3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)止水效果的監(jiān)控

由于天津地區(qū)地下水豐富，部分基礎(chǔ)底板進(jìn)入承壓水層，所以對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的止水效果要求十分嚴(yán)格。因此地連墻支護(hù)止水效果監(jiān)控采取下列方法。

1）在施工過程中嚴(yán)格檢查工藝、工序標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施情況，保證地連墻體施工質(zhì)量和止水效果。

2）基坑開挖前堵漏。根據(jù)地連墻施工記錄查找施工中的缺陷，對(duì)產(chǎn)生質(zhì)疑的部位在基坑外側(cè)補(bǔ)打高壓旋噴樁，旋噴樁深度至少到達(dá)缺陷部位2m以下。

3）開挖前在基坑外側(cè)地連墻接頭處打一根袖閥注漿管，袖閥管底部標(biāo)高須超過基坑開挖底標(biāo)高4m以下，一旦出現(xiàn)接頭滲漏立即進(jìn)行注漿封堵。

3.3 第三方監(jiān)測

3.3.1 支撐軸力

1）鋼筋混凝土支撐采用鋼筋應(yīng)力計(jì)測試混凝土內(nèi)支撐軸力。施工時(shí)在鋼筋混凝土支撐每個(gè)測試斷面的上下主筋上各焊接一只鋼筋應(yīng)力計(jì)并引出導(dǎo)線，在基坑開挖時(shí)由頻率儀測試其軸力變化情況。

2）鋼管支撐軸力監(jiān)測是在鋼管支撐安裝好后，將表面應(yīng)變計(jì)固定在鋼管支撐的表面并引出導(dǎo)線，在基坑開挖時(shí)用頻率儀測試鋼管支撐的應(yīng)變，然后計(jì)算出支撐的軸力。

3.3.2 地連墻水平位移

地連墻水平位移監(jiān)測采用在地連墻中預(yù)埋側(cè)斜管，通過側(cè)斜儀觀測各深度處水平位移。

1）測斜管在吊放鋼筋籠之前綁扎在鋼筋上，隨鋼筋籠一起放入槽內(nèi)。測斜管連接時(shí)要保證上下管的導(dǎo)槽對(duì)準(zhǔn)順暢，各接頭和管底要保證封閉。安裝測斜管時(shí)要保證測斜管內(nèi)部的一對(duì)導(dǎo)槽方向與所需測量的位移方向保持一致。

2）測斜探頭插入測斜管緩慢下至孔底以上0.5m處，測量自下而上地沿導(dǎo)槽全長每隔0.5m測讀一次。每個(gè)測點(diǎn)均應(yīng)進(jìn)行正反兩次測量。以上部管口作為深層水平位移的起算點(diǎn)時(shí)，每次監(jiān)測均應(yīng)測定管口坐標(biāo)的變化并修正。

3.3.3 基坑降排水

地下停車場及公共換乘區(qū)基坑面積14031m2，在基坑內(nèi)布設(shè)78口疏干井，總抽水量約6313.95m3。地鐵6號(hào)線區(qū)間基坑面積3316m2，在基坑內(nèi)布設(shè)19口疏干井，總抽水量約2652.8m3。地鐵4號(hào)線區(qū)間基坑面積6333m2，在基坑內(nèi)布設(shè)42口疏干井，21口減壓井，總抽水量約5066.72m3。

疏干井降水在基坑開挖前20～30d進(jìn)行，以保證有效降低開挖土體中的含水量，確?；娱_挖施工順利進(jìn)行。對(duì)坑內(nèi)開挖深度以內(nèi)的微承壓水進(jìn)行按需減壓降水，根據(jù)開挖進(jìn)度始終保證承壓水位位于開挖面以下1m。在基坑內(nèi)外布置水位觀測井，根據(jù)地下水位監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)降水施工。開挖過程中確保減壓降水井不間斷工作，根據(jù)減壓井抽水量及觀測井的地下水水位確定開啟的減壓井?dāng)?shù)量和抽水速率，合理控制地下水水位，將降水對(duì)環(huán)境的影響控制到最低程度。

3.3.4 墻后地表沉降

地表沉降監(jiān)測儀器使用精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，測量方法采用幾何水準(zhǔn)法。

3.3.5 監(jiān)測頻率和報(bào)警

根據(jù)施工進(jìn)度，監(jiān)測在基坑開挖階段2次/d，其他情況3d一次。各監(jiān)測項(xiàng)目按設(shè)計(jì)要求確定預(yù)警值，當(dāng)監(jiān)測結(jié)果超過預(yù)警值時(shí)應(yīng)加密觀測，當(dāng)有危險(xiǎn)事故征兆時(shí)連續(xù)觀測并立即采取應(yīng)急措施。通過對(duì)基坑的監(jiān)測，支護(hù)結(jié)構(gòu)及地層水平位移變化比較小，地表沉降、水位、土體分層沉降變化穩(wěn)定，能夠確?；邮┕ぐ踩€(wěn)定。

4 監(jiān)控效果分析

1）通過施工過程的嚴(yán)格控制，地連墻止水效果很好，只有局部少量滲水，不影響施工。

2）通過第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)可知本工程處于安全穩(wěn)定狀態(tài)。

（1）支撐軸力。設(shè)計(jì)值1250kN，經(jīng)過長期監(jiān)測，施工過程中最大軸力為1131kN。

（2）地連墻水平位移。設(shè)計(jì)報(bào)警值為30mm，實(shí)際監(jiān)測累計(jì)最大變形值為42mm。經(jīng)分析，該最大變形值的出現(xiàn)是由于塔吊基礎(chǔ)局部開挖超深所致，經(jīng)及時(shí)回填反壓，變形趨于穩(wěn)定。

（3）基坑降排水。通過對(duì)基坑降排水量的計(jì)量，實(shí)際排水量和方案計(jì)算情況基本吻合，降水疏干效果滿足施工進(jìn)度和作業(yè)需要。減壓井效果明顯，進(jìn)入承壓水部分基礎(chǔ)施工時(shí)沒有管涌、流砂等現(xiàn)象出現(xiàn)。

（4）墻后地表沉降。設(shè)計(jì)預(yù)警值為30mm，實(shí)際監(jiān)測最大累計(jì)值為12.1mm，表明鄰近道路和管線基本沒有受到擾動(dòng)。

5 結(jié)語

從開始土方開挖到主體結(jié)構(gòu)施工施工完畢，整個(gè)施工過程中基坑未出現(xiàn)異常情況，各監(jiān)測值均在可控范圍內(nèi)，表明本基坑預(yù)控監(jiān)控措施有效。

[1]GB50497—2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JGJT8—97，建筑變形測量規(guī)程[S].

TU753

C

1008-3197（2011）03-20-02

2011-05-20

韓明華/男，1955年出生，高級(jí)工程師，天津市建設(shè)工程招標(biāo)管理站站長，從事施工管理工作。

□楊忠亮/天津市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理總隊(duì)。