地下管廊深基坑施工監(jiān)測(cè)

楊中賀

中國(guó)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(shè)的電力、給排水、燃?xì)?、通信等各?xiàng)市政管線的公共隧道，其主要優(yōu)點(diǎn)就是能夠避免重復(fù)挖填道路、統(tǒng)一監(jiān)管。

1 地下管廊深監(jiān)測(cè)的重要性

1.1 地下管廊深監(jiān)測(cè)的重要性

在地下管廊深開(kāi)挖的施工過(guò)程中，地下管廊深內(nèi)外的土體將由原來(lái)的靜止土壓力狀態(tài)向被動(dòng)和主動(dòng)土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變，應(yīng)力狀態(tài)的改變引起維護(hù)結(jié)構(gòu)承受荷載并導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)和土體的變形，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力（圍護(hù)樁和墻的內(nèi)力，支撐軸力或土錨拉力等）和變形（深地下管廊深坑內(nèi)土體的隆起、地下管廊深支護(hù)結(jié)構(gòu)及其周?chē)馏w的沉降和側(cè)向位移等）中的任一量值超過(guò)容許的范圍，將造成地下管廊深的失穩(wěn)破壞或?qū)χ車(chē)h(huán)境造成不利影響，深地下管廊深開(kāi)挖工程往往在建筑密集的市中心，施工場(chǎng)地四周有建筑物和地下管線，地下管廊深開(kāi)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(tài)，當(dāng)土體變形過(guò)大時(shí)，會(huì)造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的失效或破壞。同時(shí)地下管廊深相鄰的建筑物又相當(dāng)于較重的集中荷載，地下管廊深周?chē)墓芫€常引起地表水滲漏，這些因素又是導(dǎo)致土體變形加劇的原因。地下管廊深工程設(shè)置于力學(xué)性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜的地層中，在地下管廊深圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和變形預(yù)估時(shí)，一方面，地下管廊深圍護(hù)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(duì)地層和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般都做了較多的簡(jiǎn)化和假定，與實(shí)際有一定的差異；加之，地下管廊深開(kāi)挖與圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，存在著時(shí)間和空間上的延遲過(guò)程，以及降雨、地面堆載和挖機(jī)撞擊等偶然因素的作用，使得現(xiàn)階段在地下管廊深工程設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以及土體變形的預(yù)估與工程實(shí)際情況有較大的差異，并在相當(dāng)程度上仍依靠經(jīng)驗(yàn)。因此，在地下管廊深施工過(guò)程中，只有對(duì)地下管廊深支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下管廊深周?chē)耐馏w和相鄰的構(gòu)筑物進(jìn)行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，才能對(duì)地下管廊深工程的安全性和對(duì)周?chē)h(huán)境的影響程度有全面的了解，以確保工程的順利進(jìn)行，在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)反饋，并采取必要的工程應(yīng)急措施，甚至調(diào)整施工工藝或修改設(shè)計(jì)參數(shù)[1]。

2 施工監(jiān)測(cè)

2.1 對(duì)地表沉降的監(jiān)測(cè)

地下管廊長(zhǎng)度較長(zhǎng)的特點(diǎn)加大了對(duì)高度誤差控制的嚴(yán)苛性，需要對(duì)深基坑進(jìn)行地標(biāo)沉降監(jiān)測(cè)，為后續(xù)工程提供數(shù)據(jù)對(duì)比依據(jù)；同時(shí)，需要加大對(duì)周?chē)ㄖ牡乇沓两当O(jiān)測(cè)，避免施工過(guò)程中對(duì)周?chē)ㄖa(chǎn)生危害。在基坑周?chē)蛧o(hù)結(jié)構(gòu)上設(shè)置連續(xù)性監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)基坑周?chē)M(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，這項(xiàng)工作在降水之前就需要完成安置，在整個(gè)施工過(guò)程中都需要觀測(cè)，保證數(shù)據(jù)的完整性，充分反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位置變化或角度變化。沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理中需要注意周?chē)ㄖ锱c深基坑的觀測(cè)要與有關(guān)規(guī)范和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行比對(duì)，用來(lái)判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)能否對(duì)基坑和周?chē)ㄖM(jìn)行有效的保護(hù)。含水砂層中的地下水會(huì)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(huán)節(jié)[2]。

2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測(cè)

在挖方過(guò)程中對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)，按照設(shè)計(jì)要求在指定位置設(shè)置測(cè)斜管。基坑開(kāi)挖過(guò)程中，深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在背側(cè)土的壓力下會(huì)向坑內(nèi)有水平位移，但是由于開(kāi)挖的深度不斷下降，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移隨著開(kāi)挖深度的增加不斷增大，最小數(shù)值出現(xiàn)在基坑底部，最大在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部。當(dāng)基坑封底之后，圍護(hù)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)小于預(yù)計(jì)最大值時(shí)便可以繼續(xù)正常施工。圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的數(shù)據(jù)結(jié)果處理需要及時(shí)用圖表進(jìn)行表示，方便進(jìn)行分析，對(duì)開(kāi)挖過(guò)程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，根據(jù)實(shí)際情況提出相對(duì)的處理辦法。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移數(shù)據(jù)處理包括位移速率和累計(jì)位移量的處理，繪制時(shí)間曲線和變化曲線，對(duì)引起位移突然增大的原因進(jìn)行分析，如開(kāi)挖速度過(guò)快、過(guò)深支撐不及時(shí)、天氣原因等。

2.3 對(duì)地下水位的監(jiān)測(cè)

基坑外部地下水位是監(jiān)測(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水效果的重要體現(xiàn)，若是止水效果不好就需要及時(shí)對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固維修，當(dāng)開(kāi)挖至坑底時(shí)，坑外的水位需要穩(wěn)定在能夠保證不會(huì)出現(xiàn)大面積沉降的范圍內(nèi)。地下水位的下降會(huì)引起地質(zhì)情況的改變，造成土體沉降，因而在施工中需要對(duì)地下水位進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，將地下水位控制在安全的范圍內(nèi)，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(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置埋設(shè)濾水PVC管，直徑在50mm以上，孔壁與管之間需要用細(xì)砂石填實(shí)，在管內(nèi)部緩慢放置水位計(jì)測(cè)頭，當(dāng)?shù)竭_(dá)地下水位時(shí)檢測(cè)器就會(huì)產(chǎn)生鳴叫，讀取數(shù)據(jù)并記錄，在施工過(guò)程中需要反復(fù)多次進(jìn)行地下水位的監(jiān)測(cè)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)記錄后需要及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行整理分析，根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求和以往的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，總結(jié)并與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，及時(shí)對(duì)不適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境要求的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工有指導(dǎo)性的意義。地下管廊深基坑施工監(jiān)測(cè)中會(huì)有因?yàn)椴僮鲉T錯(cuò)誤操作導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，對(duì)于這種數(shù)據(jù)要進(jìn)行二次測(cè)量，若是排出人為因素之后仍然存在異常數(shù)據(jù)，就需要慎重考量，并通過(guò)其他方式探討是否施工出現(xiàn)了問(wèn)題，最后確定是否發(fā)出警告[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

城市管廊深基坑工程是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，施工過(guò)程必須具有系統(tǒng)性，在圍護(hù)工程中需要全方面地分析當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，同時(shí)結(jié)合施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，制定最優(yōu)施工方案。在施工階段的監(jiān)測(cè)是保證施工質(zhì)量的重要舉措，基坑開(kāi)挖后，地表的沉降監(jiān)測(cè)、樁體的傾斜位移監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)等都需要嚴(yán)格進(jìn)行，將深基坑施工對(duì)周?chē)ㄖ挠绊懡档阶畹汀?/p>

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

[2] 楊雄.深基坑施工地下水位監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J].工程與建設(shè),2013,(4):534-536.

[3] 建筑施工手冊(cè)編委會(huì).建筑施工手冊(cè)(第5版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012:79.