關(guān)于橋梁承臺(tái)超大深基坑穩(wěn)定性監(jiān)測的分析

周艷

摘要：橋梁超大深基坑監(jiān)測是施工安全的必要保證，為施工期間的設(shè)計(jì)優(yōu)化和合理組織施工提供可靠的信息，對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情及時(shí)預(yù)報(bào)。本文以合安鐵路引江濟(jì)淮特大橋跨規(guī)劃引江濟(jì)淮河道深基坑施工實(shí)例介紹，在基坑開挖施工過程中采用科學(xué)儀器設(shè)備和手段對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境位移和變形以及地下水位動(dòng)態(tài)變化、土層孔隙水壓力變化等進(jìn)行綜合觀測，通過量測曲線分析可靠指導(dǎo)施工實(shí)踐，對(duì)類似工程能起到很好的借鑒作用。

Abstract： Super large and deep foundation pit monitoring of bridges is a necessary guarantee for construction safety. It provides reliable information for design optimization and reasonable organization during construction， and timely forecasts the dangers that may occur during the construction process. This paper introduces the construction example of the deep foundation pit of the Yangtze River Jihuai River Bridge in the He'an Railway， and u uses scientific instruments and means to comprehensively observe the supporting structure， the displacement and deformation of the surrounding environment， the dynamic changes of the groundwater level， and the changes of pore water pressure in the soil during the construction process of the foundation pit excavation， and uses the measurement curve analysis to reliably guide the construction practice， it can be a good reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：深基坑;監(jiān)測點(diǎn);位移;支撐軸力;分析

Key words： deep foundation pit;monitoring point;displacement;support axial force;analysis

中圖分類號(hào)：U445.55 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）30-0175-04

1 ?概述

新建合肥至安慶鐵路合九聯(lián)絡(luò)線引江濟(jì)淮特大橋34#、35#橋墩主跨140m跨越規(guī)劃引江濟(jì)淮河道。34#、35#墩樁長67.5m和64.5m，樁徑2.5m，均為兩級(jí)承臺(tái)，一級(jí)承臺(tái)17.2m×30.4m×5m，二級(jí)承臺(tái)10.9m×21.1m×4.5m，施工時(shí)34#墩承臺(tái)基坑施工場地整平后高程24.80m，基坑開挖深度14.6m，35#墩承臺(tái)基坑施工場地整平后高程23.89m，基坑開挖深度13.6m。

橋址區(qū)上覆土層主要為第四系上全新統(tǒng)沖積層（Q4al+pl）粉質(zhì)粘土、第四系上更統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）;下伏主要為侏羅系中統(tǒng)自流井組（J2Z）粉砂巖?；臃秶鷥?nèi)水田、水塘等洼地表層，局部分布少量淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、軟塑、含腐殖質(zhì);粉質(zhì)黏土多呈硬塑，具中～弱膨脹性，地層分布及物理力學(xué)性質(zhì)見表1?；铀幬恢玫叵滤疄榭紫端突鶐r裂隙水，水位標(biāo)高13m。

2 ?基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)

基坑寬22m長35.1m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用？準(zhǔn)630×12mm鋼管樁，樁間距0.9m，鋼管支撐為？準(zhǔn)609×16mm，型鋼圍檁為2-HM600×300，樁頂采用鋼圍檁沿基坑三面與鋼管樁焊接，受力計(jì)算不考慮鋼管樁頂圍檁冠梁的作用。

34#墩承臺(tái)基坑鋼管樁長21m，豎向支撐系統(tǒng)共設(shè)3道鋼支撐、1道臨時(shí)支撐和1道承臺(tái)底混凝土圈梁，第一道支撐于地面向下0.5m，第二道位于第一道下方3.8m，第三道位于第二道下方4.2m，第四道臨時(shí)支撐位于第三道下方2.8m，混凝土圈梁及縱橫系梁位于承臺(tái)底。

35#墩承臺(tái)基坑鋼管樁長20.5m，豎向支撐系統(tǒng)共設(shè)3道鋼支撐、1道臨時(shí)支撐和1道承臺(tái)底混凝土圈梁，與前者相比支撐不同之處在于第二道位于第一道下方2.8m處。

基坑安全等級(jí)按一級(jí)考慮，樁端入強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖層中，經(jīng)過模擬基坑分步開挖對(duì)兩個(gè)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力位移、地表沉降、整體穩(wěn)定、抗傾覆、鋼管樁強(qiáng)度、坑底抗隆起和內(nèi)支撐等分別計(jì)算，設(shè)計(jì)安全系數(shù)均滿足施工安全要求。

3 ?基坑監(jiān)測方案

現(xiàn)場承臺(tái)基坑施工前布設(shè)獨(dú)立位移、沉降監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)，采集初始數(shù)據(jù)。設(shè)置表面應(yīng)變計(jì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測，具體監(jiān)測內(nèi)容包括支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移、深層水平位移、地面沉降、地下水位、支撐軸力等。

3.1 監(jiān)測點(diǎn)布置

監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置4個(gè)，設(shè)在基坑變形影響范圍之外，避開施工干擾且易于長期保存處，與監(jiān)測點(diǎn)形成閉合路線構(gòu)成節(jié)點(diǎn)網(wǎng)。基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)采用現(xiàn)場開挖砌井，混凝土澆灌密實(shí)并設(shè)蓋加以保護(hù)。樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)直接與樁體焊接;深層水平位移監(jiān)測點(diǎn)采用測斜管導(dǎo)槽，垂直于基坑邊線，管口加管蓋;地下水位監(jiān)測點(diǎn)沿基坑布置;鋼支撐應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)先將應(yīng)力計(jì)支座焊接在支撐上，將鋼板計(jì)安裝在支座上，外部用鐵盒保護(hù)。

根據(jù)規(guī)范要求，每個(gè)基坑布設(shè)8個(gè)樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)、8個(gè)樁體變形監(jiān)測點(diǎn)、24個(gè)支撐應(yīng)變監(jiān)測點(diǎn)、8個(gè)地下水位監(jiān)測點(diǎn)、24個(gè)地面沉降監(jiān)測點(diǎn)。

3.2 監(jiān)測方法與頻率

監(jiān)測方法與頻率見表2。

4 ?監(jiān)測結(jié)果與分析

34#、35#基坑自2017年11月底完成防護(hù)管樁的施工，后基坑開始施工，至2018年4月初回填完成。期間對(duì)各監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行量測，監(jiān)測過程中無任何異常情況。以34#基坑為例，各實(shí)測監(jiān)測數(shù)據(jù)成圖及分析如下：

4.1 豎向位移

基坑的豎向位移觀測點(diǎn)多，每個(gè)基坑形成8組沉降觀測曲線，34#基坑施工過程中有2個(gè)沉降觀測點(diǎn)遭到破壞，導(dǎo)致對(duì)觀測分析結(jié)果造成一定的影響。圖3取其中位于便道側(cè)較典型的一組沉降觀測曲線，靠近基坑的點(diǎn)最大沉降-5.12mm，靠近便道邊緣的點(diǎn)最大沉降-1.97mm，其他點(diǎn)沉降都較小，通過沉降曲線可以判斷在基坑開挖期間地表沉降速率較小且均在允許范圍內(nèi)，基坑周邊土體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.2 樁頂水平位移

根據(jù)觀測數(shù)據(jù)顯示基坑防護(hù)樁大部分都是向基坑內(nèi)收斂，其中存在2個(gè)長邊的角點(diǎn)向基坑外位移，但數(shù)值較小。其中34#S-4累計(jì)位移最大值為7.89mm，其他位移基本都在4～6mm范圍，基坑防護(hù)結(jié)構(gòu)整體較為穩(wěn)定，之所以存在向基坑外的水平位移，初步分析應(yīng)該是支撐系統(tǒng)起到作用，施工過程基坑支護(hù)穩(wěn)定處于受控狀態(tài)。（圖4）

4.3 深層水平位移

該觀測選擇變化較為典型的5和8號(hào)測點(diǎn)的深層水平位移分布圖，其他測點(diǎn)的深層水平位移分布均在該范圍內(nèi)。監(jiān)測過程中，基坑測點(diǎn)34-5累計(jì)位移最大值為-8.15mm、測點(diǎn)34-8累計(jì)位移最大值為6.35mm，所有測點(diǎn)累計(jì)位移較小，隨著地下結(jié)構(gòu)形成，各測孔的數(shù)據(jù)逐漸收斂。從整個(gè)基坑的土體變形數(shù)據(jù)來看，本工程施工過程中，土體變形相對(duì)均勻平緩，無異常和陡變現(xiàn)象出現(xiàn)。（圖5）

4.4 地下水位

從基坑水位累計(jì)變化及基坑地下水位變化曲線可以看出，基坑水位累計(jì)最大值是34-2監(jiān)測點(diǎn)，累計(jì)變化為-750mm，且后期持續(xù)觀測，基坑從開挖到回填期間，基坑其地下水位變化曲線呈緩變平直型，地下水位處于穩(wěn)定狀態(tài)。（圖6）

4.5 支撐軸力

從基坑基坑支撐體系軸力變化曲線可以看出，基坑支撐體系軸力累計(jì)變化最大值是第一層右側(cè)第三道支撐監(jiān)測點(diǎn)，累計(jì)變化為202.53kN，且后期持續(xù)觀測，基坑所有支撐體系軸力監(jiān)測點(diǎn)變化曲線呈緩變平直型，基坑在開挖到回填期間，支撐體系處于穩(wěn)定狀態(tài)。（圖7）

5 ?小結(jié)

本基坑工程在施工過程中，及時(shí)對(duì)基坑各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)曲線分析，變化速率和累計(jì)值均未超過警戒值，確保人身、基坑及周邊環(huán)境的安全，保證各工序的順利進(jìn)行，達(dá)到了指導(dǎo)、優(yōu)化、安全施工的目的，能有效避免重大隱患事故的發(fā)生。不足之處在于場地環(huán)境、施工干擾、天氣等因素使部分監(jiān)測無法正常觀測，導(dǎo)致部分監(jiān)測內(nèi)容資料不連續(xù)，一定程度上影響監(jiān)測結(jié)果分析的準(zhǔn)確性。同時(shí)現(xiàn)場工作人員對(duì)測點(diǎn)的保護(hù)意識(shí)不夠，部分測點(diǎn)觀測過程中遭到破壞。

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