基坑圍護工程中支護樁監(jiān)測點位的布設分析

李 明

1.江西省地質工程（集團）公司，江西 南昌 330029; 2.贛中南地質礦產勘查研究院，江西 南昌 330029

1 工程概況

1.1 工程背景

某工程南側為密集的民房，并在附近埋設（在施工期間，停水時用的水管線、停電時用的電力地下管線以及通訊管線），車站總長196.0m。其中，標準段寬度為19.7m，同時，需在車站中心里程上填充3.3～3.8m 的土，挖開基坑深度約為17.5m。對車站的主體應用明挖順筑的方法進行施工，旋噴樁止水帷幕應用Φ800@1000，基坑中的鉆孔灌注樁應用Φ1000@1200，同時，應用內支撐支護的計劃，將鉆孔灌注樁鑲嵌進散體狀強風化花崗巖中7m。在車站需設置的三道支撐，第一道支撐：應用鋼筋混凝土（800mm×1000mm），其中，水平間距為9m；第二道支撐和第三道支撐應用Φ609（t=16mm）鋼管，其中，水平間距為3m［1］。

1.2 地質簡介

在車站的開挖范圍之中，最上層是素填土，按順序依次往下是粉質粘土、殘積砂質粘性土、全風化花崗巖層，最下層是強風化花崗巖，呈散體狀。其中，基坑底板主要位于中下層。車站主體的地質結構同附屬結構的地質結構相似。

2 監(jiān)測目的

在基坑開挖過程中，其中支護樁體是基坑最為直接的受力單元，支護樁體受其周圍土體的側向壓力作用而產生變形，進而傳導至支撐結構，由于基坑的整體安全與其受力、變形狀態(tài)密切相關，而且，設計基坑支護，無法完全考慮其內部真實的力學效應，因此，通常是通過簡化計算來設計。

3 樁體風險源分析

根據(jù)地勘報告調查結果，可將后村站的圍護樁體工程風險源分為地質、施工與自然因素。

（1）地質風險源來自于場地內的特殊性巖土（風化巖、殘積土、軟土等）。若是殘積土泡水，就會軟化與崩解，在水壓力作用下，場地內的殘積土和全風化巖就會出現(xiàn)涌砂、涌泥、塌坍的情況。除石英外，其它風化帶的礦物就會化成黏土礦物，喪失顆粒結合的能力。若是巖體呈礫質或砂質黏性土狀，遇水后，其強度會產生急劇下降的情況［2］。

（2）施工風險源來自于結構的施工質量，用在實際工程的材料不符合設計規(guī)范；鋼筋加工和綁扎不當；混凝土的配制、養(yǎng)護方式不當和時間不夠都會影響混凝土的強度；而堆重若是超出正常規(guī)定或施工順序顛倒，基坑超挖、地基坍塌、沒有及時墊層澆筑，支護樁形成不均勻沉降、向內擠擾甚至倒塌；形成止水帷幕的止水效果，在水壓力下，土體會出現(xiàn)滲流，進而受到破壞；爆破施工，爆破施工過程中可能造成周圍建筑物和支護結構的位移或破壞。

（3）自然因素：惡劣氣候（暴雨、大風、干熱、冰凍）所致的失穩(wěn)。

4 監(jiān)測點的布設分析

布設和安裝測點，在創(chuàng)建完善基坑的同時，還能對周邊環(huán)境進行安全檢查和監(jiān)控，不同的地域有著不同的土體性質以及荷載條件，因此，要依據(jù)現(xiàn)場實際情況，對工程項目監(jiān)測方案做出正確的點位設計，除了要求施工過程中確保現(xiàn)場監(jiān)測時能夠利用儀器結合地表與管道沉降共同進行監(jiān)測達到節(jié)約工作量，通過監(jiān)測的數(shù)據(jù)，查看基坑實際施工的強度，進而有效降低現(xiàn)場監(jiān)測點的破壞率。因此，以此為基礎，將后村站支護樁頂水平位移（ZQS）和支護樁豎向位移（ZQC）監(jiān)測點設計數(shù)量為20 個，12 孔的支護樁體水平位移（ZQT）監(jiān)測點。

4.1 支護樁頂部的豎向、水平位移

基坑開挖后，由于外側水土壓力作用，會使得樁體圍護結構出現(xiàn)變形，而且，在開挖中，必然會導致坑內土體的隆起或沉陷，通過監(jiān)測樁體不同深度上各點的水平位移和立柱的豎向位移，獲得樁身的實際變形量，根據(jù)變形量的大小判斷基坑支護體系是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。依據(jù)科學和經濟的角度設計，基坑的四周支護結構頂部需沿著頂部的水平、豎向位移布置，在布置每1 點時，需間隔20m。

4.1.1 測點布置原則及要求

立柱豎向位移水準測量時不僅要考慮監(jiān)測點的布設，還要設置護欄和施工排土影響，以便于監(jiān)測。應將點位設置在圍擋墻上便于監(jiān)測。

（1）樁頂水平位移及豎向位移測點采用共用點，監(jiān)測點應沿基坑支護樁頂布設。

（2）監(jiān)測點需布設到基坑的重要部位（深度變化或陽角部位、各邊的中間位置、鄰近的建筑物、地下管線）、地質條件復雜的部位。

（3）基坑的風井與出入口側，需布設1 個及以上的監(jiān)測位點。

4.1.2 測點布設方法

在選定位置上，進行鉆孔，鉆孔直徑要超過20mm。埋入不銹鋼監(jiān)測元件，放置時，將元件的測頭朝上，埋深需超過100mm，用混凝土進行灌注，使得冠梁和不銹鋼監(jiān)測元件形成整體。

4.1.3 測點保護

在布設測點時，要避開基坑的防水墻與護欄，并設立明顯標記，依據(jù)實際情況可加蓋子保護。測點損壞后應按原埋設方法在原位置處重新埋設監(jiān)測點［3］。

4.2 支護結構樁體水平位移

4.2.1 測點布置原則及要求

應沿基坑周邊樁體來布設監(jiān)測點，監(jiān)測等級屬于二級，布設間距設置為40m，監(jiān)測孔在基坑的短邊中點各布設1 個?；痈鬟叺闹虚g部位和陽角部位，以及其它具有風險典型性的部位，支護樁體應布設監(jiān)測位點。布設監(jiān)測點的位置應該與支護樁頂部的水平和豎向位移監(jiān)測點盡量處于同一監(jiān)測的斷面。支護樁體水平位移測斜管的長度應盡量高于樁體的深度。測斜管在埋設階段，管口應加設≮1.0m 的鋼護管，管口設置管蓋，冠梁施工完成后，管口設置保護裝置。

4.2.2 測點布設方法

（1）測管連接：逐節(jié)拼接測斜管，在接管時，要注意對準外槽口、對齊內槽口。在測斜管的外側涂上適量PVC 膠水，將兩管連接，再把測斜管插進束節(jié)中，應用自攻螺絲在束節(jié)多個方向環(huán)繞，牢固束節(jié)和測斜管，但螺絲或鉚釘?shù)奈恢么_保避開內槽口且不可過長。

（2）接頭防水：用防水膠布粘貼兩端接頭，避免水泥漿滲入測斜管內的接頭位置。

（3）內槽檢驗：在側斜管接長時，需不斷穿入到鋼筋籠內，確保測斜管的內槽垂直于鋼筋籠面，同時，注意側斜管的上下槽口是否發(fā)生扭轉。

（4）測管固定：重點綁扎和牢固測斜管和鋼筋籠的接頭位置，其它位置應用扎帶固定，防止?jié)仓炷習r，發(fā)生上浮或移動的情況。

（5）端口保護：在測斜管上端口，外套軟布或者蛇皮袋再用鋼管或硬質PVC 管套上，并用發(fā)泡劑打入測斜管和外套管的隔層中進行防水和防混凝土沖擊力過大，下端口使用蛇皮袋或軟布進行包扎后，再用防水膠布密封。

（6）吊裝下籠：在鋼籠上，綁扎測斜管，用吊裝機放入至樁基孔內，等確定位置放進后，將清水注滿測斜管，并進行封口。

（7）破樁施工：在支護樁鑿除上部混凝土時，最容易出現(xiàn)測斜管鑿裂破壞事件，必須派專人看守，指導破樁工人鑿樁以防被破壞。

（8）冠梁施工：在冠梁施工前應根據(jù)冠梁內鋼筋的高度決定出露面接的測斜管長度，保證測斜管長度高于冠梁高度。如果測斜管一側需要埋入擋墻中，需要解長的測斜管長度必須高于擋墻高度，并且在安裝混凝土模板前用試通器進行試通，防止在鋼筋籠出露面后接的測斜管出現(xiàn)卡槽現(xiàn)象。

4.2.3 測點保護

在破除樁（墻）頂時應旁站，防止測斜管被鑿斷；為防止異物掉入測斜管內，可在管口處砌筑窨井并加蓋子保護；為防止孔位被意外及不知情者破壞，可在管口邊上作醒目標志。待冠梁澆筑完成后，將測斜管鋸至冠梁上方5cm，并蓋好管蓋。

5 結語

綜上所述，以科學、安全性、經濟的角度去完成基坑支護樁監(jiān)測點的布設工作、借助于科學的保護措施使基坑監(jiān)測點位的破壞率極低，不僅很大程度上節(jié)約人工成本，而且提高了地質條件不太好的圍護結構的風險防控性。