監(jiān)控量測技術在車站附屬工程安全施工中的應用

劉文勝 梁文新 鄧 浩

中建五局土木工程有限公司

1 引言

降橋站所處地質及環(huán)境十分復雜，工程施工難度大。在工程施工期間須對車站的基坑圍護結構、周邊雨（污）水管、給水管、燃氣管等地下管線、建(構)筑物、道路路面等變形進行監(jiān)控量測，及時準確地反映出它們的實時變形狀況，實現(xiàn)監(jiān)測信息指導現(xiàn)場作業(yè)施工，將監(jiān)控量測數(shù)據(jù)作為判定基坑工程施工自身安全和周邊環(huán)境安全的重要依據(jù)。

2 工程概況

降橋站是南寧市軌道交通5號線一期工程第16個站為地下3層框架車站，車站總長度為156.2m，呈東西走向。附屬工程圍護結構為灌注樁+鋼支撐或混凝土內支撐，采用明挖法施工基坑。該車站南側附屬工程為1號風亭和B號出入口，1號風亭為地下一層箱型框架結構處于雜填土層和泥巖層上；B號出入口為地下一層箱型框架結構處于泥巖層上。

3 基坑監(jiān)測等級劃分

附屬1 號風亭基坑深度為8.5m～12.5m，其自身風險等級為二級，次要影響區(qū)域存在一般地下管線和一般建（構）筑物，周邊環(huán)境等級為二級，綜合判定基坑監(jiān)測等級為二級；附屬B號出入口基坑深度為13.5m，其自身風險等級為二級，主要影響區(qū)域存在建設年代較長、基礎較淺的4層學校宿舍樓，周邊環(huán)境等級為一級，綜合判定基坑監(jiān)測等級為一級。車站南側附屬工程基坑監(jiān)測等級綜合為一級。

4 施工監(jiān)測

4.1 施工監(jiān)測內容

基坑施工監(jiān)測內容包括：日常巡視、周邊地下管線沉降變形監(jiān)測、基坑周邊地表沉降監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、樁體深層水平位移（測斜）監(jiān)測、樁頂豎向位移、圍護樁頂水平位移監(jiān)測、支撐軸力監(jiān)測、臨時立柱位移、周邊建（構）筑物變形（沉降、傾斜、裂縫）及土體深層水平位移。

4.2 監(jiān)測項目和測點數(shù)量

（1）附屬1號風亭基坑監(jiān)測項目和測點數(shù)量：周邊地下管線沉降數(shù)量14 點、基坑周邊地表沉降數(shù)量13 點、地下水位數(shù)量3點、樁體深層水平位移數(shù)量7點、樁頂沉降數(shù)量7點、樁頂水平位移數(shù)量7點、支撐軸力數(shù)量6點、周邊建（構）筑物沉降數(shù)量11點、周邊建（構）筑物傾斜數(shù)量1點、立柱沉降數(shù)量2點。

（2）附屬B號出入口基坑監(jiān)測項目和測點數(shù)量：周邊地下管線沉降數(shù)量16點、基坑周邊地表沉降數(shù)量22點、地下水位數(shù)量3點、樁體深層水平位移數(shù)量14點、樁頂沉降數(shù)量14點、樁頂水平位移數(shù)量14點、支撐軸力數(shù)量6點、周邊建（構）筑物沉降數(shù)量12點、周邊建（構）筑物傾斜數(shù)量7 點、土體深層水平位移數(shù)量2 點及周邊建（構）筑物裂縫監(jiān)測和臨時立柱沉降。

4.3 監(jiān)測點埋設

在平行于附屬圍護結構方向，分別按照工程施工圖設計圖紙標注在圍護結構邊緣布設地表沉降監(jiān)測點；按照工程施工圖設計圖紙標注布設樁頂水平位移、樁頂沉降共用監(jiān)測點；在附屬基坑邊長按工程施工圖設計圖紙標注布設樁體水平位移監(jiān)測點；混凝土支撐時采用振弦式鋼筋計焊接在混凝土支撐內四根主筋上，鋼支撐軸力采用振弦式軸力計，將軸力計推入安裝架并擰緊螺絲固定好；采用鉆機成孔方法布設地下水位監(jiān)測點；在建（構）筑物基礎或墻角點上鉆孔布設建（構）筑物沉降監(jiān)測點；建（構）筑物傾斜監(jiān)測點布設方法同建筑物沉降監(jiān)測點；對存在裂縫的重要建（構）筑物，在裂縫兩側劃平行線或貼金屬標志等布設裂縫監(jiān)測點；按照工程施工圖設計圖紙標注布置臨時立柱沉降監(jiān)測點；采用鉆孔方式布設土體深層水平位移監(jiān)測點。

4.4 監(jiān)測方法

地下管線沉降、臨時立柱沉降、地表沉降、樁頂沉降、建（構）筑物沉降均采用電子水準儀進行測量；地下水位采用鋼尺水位計進行監(jiān)測；樁體深層水平位移采用測斜儀進行監(jiān)測；樁頂水平位移根據(jù)降橋站附屬工程現(xiàn)場條件建立獨立坐標系，選擇全站儀使用坐標法進行監(jiān)測；支撐軸力采用頻率儀進行監(jiān)測；建（構）筑物傾斜采用差異沉降法進行監(jiān)測；建（構）筑物裂縫采用游標卡尺對裂縫進行監(jiān)測；土體深層水平位移方法及技術要求同樁體深層水平位移。

4.5 監(jiān)測時間和頻次

（1）監(jiān)測時間。自附屬1號風亭和B號出入口基坑開挖開始監(jiān)測，持續(xù)至其主體結構上方回填土施工完成為止。

（2）監(jiān)測頻次。基坑類別為一級，其監(jiān)測頻次為：⑴當開挖深度≤5m 時，監(jiān)測頻率為 1 次/2d、報警期 2 次/1d、搶險期 1 次/3小時，開挖深度5m～10m 時，監(jiān)測頻率為1 次/1d、報警期4 次/1d、搶險期1 次/2 小時，開挖深度10m～15m 時，監(jiān)測頻率為2 次/1d、報警期4～6 次/1d、搶險期1 次/1～2 小時；⑵當?shù)装鍧仓髸r間≤7d 時，監(jiān)測頻率為2 次/1d、報警期4～6 次/1d、搶險期1 次/2～4 小時，底板澆筑后時間7d～14d 時，監(jiān)測頻率為1 次/1d、報警期2～4 次/1d、搶險期 1 次/4～6 小時，底板澆筑后時間 14d～28d 時，監(jiān)測頻率為1次/1d、報警期2～4次/1d、搶險期1次/4～6小時，底板澆筑后時間≥28d時，監(jiān)測頻率為1次/3d、報警期1次/1d、搶險期1次/4～6小時。（d為天）

4.6 監(jiān)測控制值

4.6.1 基坑工程監(jiān)測控制值

附屬1號風亭和B號出入口基坑工程監(jiān)測控制值：樁頂豎向位移累計值±25mm、單日變形量大于±3mm；樁頂水平位移累計值±25mm、單日變形量大于±3mm；樁體水平位移（測斜）累計值±30mm、單日變形量大于±3mm；地表沉降累計值±30mm、單日變形量大于±2mm；地下燃氣管沉降累計值±10mm、單日變形量±2mm，差異沉降0.25%管節(jié)長度，地下給水管沉降累計值±20mm、單日變形量±2mm，差異沉降0.25%管節(jié)長度；支撐軸力控制值為設計承載力的60%；地下水位變化累計值±1m、速率±0.5m 或水位觀測標高不高于81.0m；建筑物沉降累計值±10mm、單日變形量±2mm；立柱沉降累計值±20mm、單日變形量±3mm；建筑物傾斜累計值2/1000、單日變形量大于1/1000；土體深層水平位移累計值±15mm、單日變形量±3mm。（注：地表沉降、管線沉降、建筑物沉降、立柱沉降、樁頂沉降等“+”表示隆起“-”表示沉降；樁體深層水平位移和樁頂水平位移“+”表示向基坑內位移“-”表示向基坑外位移；地下水位“+”表示水位上升“-”表示水位下降；支撐軸力“+”表示壓力“-”表示拉力。）

4.6.2 支撐軸力控制值

（1）附屬1號風亭支撐軸力控制值：軸力編號ZCL1-1設計承載力6900kN、軸力控制值4140kN；軸力編號ZCL1-2設計承載力6900kN、軸力控制值4140kN；軸力編號ZCL1-3 設計承載力6700kN、軸力控制值4020kN；軸力編號ZCL1-4 設計承載力6700kN、軸力控制值4020kN；軸力編號ZCL1-5 設計承載力5400kN、軸力控制值3240kN。

（2）附屬B 號出入口支撐軸力控制值：軸力編號ZCL1-6 設計承載力4500kN、軸力控制值2700kN；軸力編號ZCL2-6設計承載力4125kN、軸力控制值2475kN、預加軸力500；軸力編號ZCL1-7 設計承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL2-7 設計承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL1-8 設計承載力4600kN、軸力控制值2760kN；軸力編號ZCL1-9 設計承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL2-9 設計承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL1-10 設計承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL2-10 設計承載力4500kN、軸力控制值2700kN、預加軸力500；軸力編號ZCL1-11 設計承載力7200kN、軸力控制值4320kN。

4.7 監(jiān)測預警值

根據(jù)工程施工圖設計中的監(jiān)控量測控制值，將施工過程中監(jiān)測點的預警狀態(tài)按嚴重程度由小到大分為三級：黃色、橙色和紅色預警。

（1）黃色預警：當2個指標（累計值、變形量）均超過監(jiān)測控制值的70%時或其中1個指標超過監(jiān)測控制值的85%時；（2）橙色預警：當2個指標均超過監(jiān)測控制值的85%時或其中1個指標超過監(jiān)測控制值時；（3）紅色預警：當2個指標均超過監(jiān)測控制值或實測變化速率出現(xiàn)急劇增長時。

4.8 監(jiān)測數(shù)據(jù)及時預警

每日對1號風亭和B號出入口所有監(jiān)測項目，按監(jiān)測頻率完成實地監(jiān)測，記錄整理監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時進行分析和判定；當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到監(jiān)測控制值70%或發(fā)生異常時，須復測和查明原因，并及時告知現(xiàn)場施工負責人，上報監(jiān)理單位、建設單位并提出監(jiān)測等級預警。

5 應用效果

通過在附屬1 號風亭設置一道混凝土支撐梁和B 號出入口設置二道混凝土支撐梁，其中B 號出入口第二道支撐為鋼支撐或混凝土支撐梁；本車站南側附屬工程從基坑開挖至其主體結構上方回填土施工完畢過程中均未出現(xiàn)黃色、橙色和紅色預警；工程施工過程中附屬1號風亭和B號出入口基坑坑壁、圍護結構沒有出現(xiàn)傾斜、坍塌事故，周邊地下管線、地面建(構)筑物、地面道路也沒有出現(xiàn)沉降、開裂、傾斜事故。

6 結束語

“施工要安全、安全保施工”已成為當今社會工程建設期間的紅色底線。既要按質按量地完成工程施工任務，又要確保工程施工自身安全及人民生命安全。隨著新監(jiān)測設備的開發(fā)與應用，監(jiān)控量測技術正朝系統(tǒng)化、自動化、遠程化方向發(fā)展。在今后的工程建設中，我們需要不斷地學習和掌握新監(jiān)控量測技術、總結施工經(jīng)驗，為今后工程施工積累了寶貴的科學數(shù)據(jù)。