新建工程樁基施工對(duì)舊船閘影響的分析

◎ 周騰 中交四航局第二工程有限公司

1.引言

為及時(shí)掌握新建船閘樁基施工過(guò)程中舊船閘的工作狀態(tài)信息，發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生危險(xiǎn)的先兆，預(yù)防工程破壞事故的發(fā)生；分析施工過(guò)程中舊船閘的穩(wěn)定和變化情況，確保施工期間，舊船閘的正常運(yùn)營(yíng)，保證舊船閘的安全。在舊船閘南北兩側(cè)對(duì)稱布設(shè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在施工過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)施工可能產(chǎn)生的影響，從而保證舊船閘的安全和指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，使整個(gè)工程能有序、安全的進(jìn)行。

2.工程概況

聯(lián)石灣舊船閘于1989年建成投產(chǎn)，至今已有30年的歷史。經(jīng)多年運(yùn)行，舊船閘不能達(dá)到現(xiàn)行設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)要求，為解決現(xiàn)有船閘防洪能力不達(dá)標(biāo)，消除防洪安全隱患的需要，在舊船閘北側(cè)新建1座主體結(jié)構(gòu)滿足珠江干線1000噸級(jí)船舶通航要求的船閘（新建船閘與舊船閘軸線基本平行，距離約48m）。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖

3.新建工程樁基施工期間舊船閘的監(jiān)測(cè)

在樁基施工期間的監(jiān)測(cè)主要是連續(xù)觀測(cè)其沉降及水平位移情況。

3.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)位置見(jiàn)圖1《監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖》，分別編號(hào)5～17，沉降位移共用。

3.2 數(shù)據(jù)采集

水平位移監(jiān)測(cè)采用極坐標(biāo)法，使用全站儀進(jìn)行量測(cè)。沉降監(jiān)測(cè)采用NA2型水準(zhǔn)儀按三等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求測(cè)量。2016年12月14日進(jìn)行首次觀測(cè)，以每周一次的頻率連續(xù)觀測(cè)。

4.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析

依監(jiān)測(cè)成果，根據(jù)變形量的大小跟變形速率，分階段的對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度情況，逐個(gè)對(duì)每一監(jiān)測(cè)期間的變形情況進(jìn)行分析如下：

4.1 新建船閘主體樁基工程開(kāi)工前

首次至2017年5月17日的監(jiān)測(cè)成果匯總于表1。期間施工方面開(kāi)展了上游導(dǎo)航墻、左岸防汛路、船閘管理區(qū)等區(qū)域的水泥攪拌樁施打工作、主體區(qū)域的場(chǎng)地整平和舊船閘管理區(qū)的拆除，以上活動(dòng)并未對(duì)舊船閘造成影響。

4.2 新建船閘主體樁基工程開(kāi)工后

5月19日開(kāi)始主體水泥攪拌樁的施打；20日上閘首鋼板樁開(kāi)始施打；同時(shí)施工的還有下閘首場(chǎng)地整平。

5月24日觀測(cè)首次發(fā)現(xiàn)有沉降，至5月31日所有點(diǎn)均發(fā)生了沉降，但均未發(fā)現(xiàn)水平位移。

首次發(fā)現(xiàn)沉降時(shí)的沉降量如表2所示。

隨著主體樁基工程施工進(jìn)度的推進(jìn)，6月7日觀測(cè)首次發(fā)現(xiàn)有4個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生了位移；至6月28日所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)均產(chǎn)生了位移。首次在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)水平位移時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下面表3所示。

由表2和表3，可以看出，主體樁基工程的施工引起了舊船閘發(fā)生了變形，先是施工區(qū)域附近的點(diǎn)位發(fā)生了沉降，隨著施工范圍的擴(kuò)大，所有點(diǎn)位均發(fā)生了沉降，隨后產(chǎn)生位移。通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，沉降先于水平位移發(fā)生，有些監(jiān)測(cè)點(diǎn)甚至在沉降發(fā)生后35天才發(fā)生水平位移，并且位移是在所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)均產(chǎn)生了沉降之后才發(fā)生。

沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)在2017年6月21日至11月1日期間均未發(fā)現(xiàn)沉降，開(kāi)始監(jiān)測(cè)至2017年6月21日，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降量如表4所示，最大沉降量11mm，最小沉降量1mm。離施工區(qū)域越近沉降越大；靠近施工區(qū)域的地方，北側(cè)沉降比南側(cè)大，離施工區(qū)域遠(yuǎn)的地方，南側(cè)沉降比北側(cè)大。

在此期間，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)均持續(xù)發(fā)生位移，期間每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所產(chǎn)生的位移量如下面表5所示。

表2 首次發(fā)現(xiàn)沉降數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表3 首次發(fā)現(xiàn)水平位移數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表4 2016.12.14～2017.6.21累計(jì)沉降統(tǒng)計(jì)表

表5 2017.6.21～2017.11.1水平位移數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

從表5可以看出，上下導(dǎo)航墻的位移最小，位移值≤3mm。閘室部分：距離施工區(qū)域相對(duì)遠(yuǎn)點(diǎn)、靠近上游導(dǎo)航墻的南北兩側(cè)（點(diǎn)7、點(diǎn)8），位移方向及位移量的大小相對(duì)一致；靠近施工區(qū)域的點(diǎn)9～16，南側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量明顯大于北側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從圖2可以明顯看出，監(jiān)測(cè)點(diǎn)都是往南位移，位移量達(dá)到峰值以后都會(huì)往北回彈，北側(cè)比南側(cè)先回彈，且幅度也更明顯、速率更快，

然后趨于穩(wěn)定，而南側(cè)則是位移量達(dá)到峰值后緩慢往北回彈，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)基本介于穩(wěn)定與往北回彈之間。

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移出現(xiàn)峰值時(shí)的具體數(shù)據(jù)如表6所示，舊船閘閘室靠上游段的點(diǎn)5～10水平位移峰值2017年7月26日當(dāng)次觀測(cè)中集中出現(xiàn)，而靠下游段的點(diǎn)11～17則于2017年8月16日當(dāng)次觀測(cè)中測(cè)得；位移量最大為+28mm(點(diǎn)14),最小為-6mm（點(diǎn)17）。

對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)施工情況，發(fā)現(xiàn)水平位移出現(xiàn)峰值時(shí)，也是監(jiān)測(cè)點(diǎn)位附近施工區(qū)域基坑格柵墻的水泥攪拌樁施工完畢時(shí)。可見(jiàn)基坑格柵墻的水泥攪拌樁施工是造成舊船閘水平位移的主要原因。

5.結(jié)論

（1）50米范圍以外的施工活動(dòng)不會(huì)引起舊船閘的沉降和水平位移。

（2）50米范圍以外的基坑格柵墻的水泥攪拌樁施工會(huì)引起沉降和水平位移。首先產(chǎn)生的是沉降，一段時(shí)間后，沉降趨于穩(wěn)定；各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在產(chǎn)生沉降后一段時(shí)間內(nèi)（7～35天）發(fā)生往南位移。

（3）沉降穩(wěn)定后，隨著新建工程施工進(jìn)度的推進(jìn)舊船閘的水平位移繼續(xù)加大，附近區(qū)域基坑格柵墻的水泥攪拌樁施工完畢時(shí)，水平位移達(dá)到峰值。施工完畢后，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)均往北方向位移；施工完畢后一個(gè)月內(nèi)，一個(gè)月內(nèi)靠上游的點(diǎn)5～10位移有所反復(fù)，但累計(jì)位移量均未超過(guò)峰值；其余點(diǎn)位均處于穩(wěn)定或往北方向位移的狀態(tài)。舊船閘北側(cè)閘墻上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量明顯大于南側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

表6 水平位移峰值統(tǒng)計(jì)表

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移曲線圖

目前舊船閘附近的基坑格柵墻的水泥攪拌樁也施工完畢，在后續(xù)的各道工序施工中將參考此前

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安排施工順序，并繼續(xù)對(duì)舊船閘進(jìn)行沉降和水平位移觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況立即上報(bào)。保證舊船閘在新建工程施工過(guò)程中的安全。