排澇河河口水閘基坑監(jiān)測方案及數(shù)據(jù)分析

袁 軍

（深圳市水務規(guī)劃設計院股份有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

工程建設中經(jīng)常需要開挖基坑，基坑開挖后其變形監(jiān)測是十分重要的。每年，我國都有發(fā)生基坑垮塌的現(xiàn)象，帶來了嚴重的經(jīng)濟損失甚至人員傷亡［1-3]。基坑支護是一個復雜的過程，通常采用放坡、排樁、錨噴等支護措施［4-6]?；又ёo完成后，需要結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境，制定合理的監(jiān)測方案，獲取基坑累積變形結(jié)果和變形速率，為預警提供數(shù)據(jù)支撐［7-9]，以便及時采取措施，減少損失。

2 工程概況

排澇河河口水閘是在拆遷場坪上開挖新建形成，設計泄流量326 m3/s，本基坑涉及水閘主要構筑物包括上游鋪蓋段、配電房段、閘室段、下游消力池段，前后總長72 m。閘室段總寬36 m，共3 孔，每孔凈寬皆為10 m，中、邊墩寬均為1.50 m。基坑平面尺寸L×B＝97.6 m×73.1 m，地下深度5.4 m～6.9 m（絕對標高-2.5 m～-4.0 m）。水閘基坑安全等級為三級，重要性系數(shù)為0.9。基坑總體采用放坡＋灌注樁支護方案。基坑開挖期間坑內(nèi)采用排水溝+集水井的抽排排水方式。

3 基坑監(jiān)測方案

3.1 水平位移監(jiān)測

水平位移監(jiān)測部位有：河口水閘基坑坡頂、基坑樁頂。（1）基坑坡頂共布設20 個位移監(jiān)測點和沉降監(jiān)測點，采用共點布置（PW1～PW20）。（2）基坑樁頂共布設24 個（其中4 個監(jiān)測點CW03～CW06，在施工過程中被破壞，恢復編號為CW03A～CW06A）。采用M14 的螺桿，用沖擊電鉆在道路表面鉆孔，然后放入螺桿，四周再用水泥砂漿填實。水平位移監(jiān)測采用極坐標法。

極坐標法是利用數(shù)學中的極坐標原理，以兩個已知點為坐標軸，以其中一個點為極點建立極坐標系，測定觀測點到極點的距離，測定觀測點與極點連線和兩個已知點連線的夾角的方法。

圖1 極坐標法計算簡圖

測定待求點C 坐標時，先計算已知點A、B 的方位角：

測定角度β和邊長BC，根據(jù)公式αBC=αBA+β計算BC 方位角,在按下列公式計算C 點坐標：

3.2 深層水平位移監(jiān)測

監(jiān)測對象：對基坑支護樁進行深層水平位移監(jiān)測。（1）布設位置基坑支護灌注樁測斜點布置在基坑支護樁上，共布設7 個測斜點。深層水平位移監(jiān)測方法如下：將測斜探頭插入測斜管，使?jié)L輪卡在導槽上，緩導下至孔底，測量自孔底開始，自下而上沿導槽全長每隔0.5 m 測讀一次，每次測量時，將測頭穩(wěn)定在某一位置上。測量完畢后，將測頭旋轉(zhuǎn)180°插入同一對導槽，按以上方法重復測量。

3.3 地下水位監(jiān)測

基坑周邊進行地下水位監(jiān)測，共布置2 個觀測點（SW04～SW05），基坑南北兩側(cè)各布置1 個。地下水位觀測擬采用SWJ-8090 型鋼尺水位計，該型水位計觀測精度為0.5 cm。地下水位觀測通過人工進行水位讀數(shù)并記錄。

3.4 垂直監(jiān)測

沉降監(jiān)測部位有：河口水閘基坑坡頂、基坑周邊電塔?；铀闹芷马敳荚O沉降監(jiān)測點，本項目共布設監(jiān)測點20 個（PW1～PW20）?；颖眰?cè)高壓電塔一座，共布設3 個監(jiān)測點（C01～C03），點位布設在塔基位置，靠近基坑邊布設2 個，另側(cè)布設1 個。

圖2 監(jiān)測點位置圖

4 監(jiān)測結(jié)果分析

4.1 水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)

從各監(jiān)測點位移數(shù)據(jù)來看，基坑坡頂、基坑樁頂局部位置存在一定的位移變形，位移變化量在-3.9 mm～-24.3 mm 之間，其中累計位移量大于20 mm 的有：PW7、PW8、PW11、CW13。截止2019年3月15 日，各監(jiān)測點位移變化量均小于預警值。

（1）監(jiān)測點PW7、PW8，位于河口水閘基坑東側(cè)坡頂，位移變化較大期間在2018年10月10 日～2018年11月21 日，截止2018年11月28 日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)）。

（2）監(jiān)測點PW11，位于河口水閘基坑北側(cè)坡頂，位移變化較大期間在2018年10月15 日～2019年2月12 日，截止2019年3月13 日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)）。

（3）監(jiān)測點CW13，位于基坑北側(cè)冠梁，位移變化較大期間在2018年10月4 日～2019年1月9 日，截止2019年2月20日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)）。

位移量較大監(jiān)測點統(tǒng)計見表1，變形監(jiān)測過程見圖3。

表1 位移量較大監(jiān)測點統(tǒng)計

圖3 水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)

4.2 深層水平位移結(jié)果分析

從各監(jiān)測點深層水平位移數(shù)據(jù)來看，累計位移量在1.65 mm～-17.75 mm 之間，其中大于15 mm 的監(jiān)測點為S04，位于基坑北側(cè)，深度0.5 m～2.0 m、3.0 m 處；其它監(jiān)測點深層水平位移數(shù)據(jù)無較大變化（小于15 mm），各監(jiān)測點深層水平位移變化量均小于預警值。

監(jiān)測點S04 變形在2018年10月24 日～2018年11月19 日期間，截止2019年2月20 日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)），此部位監(jiān)測任務結(jié)束。

深層水平位移量較大監(jiān)測點統(tǒng)計見表2。

表2 深層水平位移量較大監(jiān)測點統(tǒng)計

4.3 沉降監(jiān)測結(jié)果分析

從各監(jiān)測點沉降數(shù)據(jù)來看，沉降變化量在0.7 mm～-29.7 mm之間，其中累計沉降量大于10 mm 的有：PW1、PW2、PW4～PW8、PW18、PW19，位于河口水閘基坑坡頂。截止2019年3月15 日，沉降變形最大監(jiān)測點PW7（累計沉降-29.7 mm），位于排澇河河口水閘基坑東側(cè)坡頂，預警值80 mm，允許值100 mm；其它監(jiān)測點沉降數(shù)據(jù)無較大變化（小于10 mm），各監(jiān)測點沉降變化量均小于預警值。

（1）監(jiān)測點PW1、PW2、PW4～PW6，位于基坑南側(cè)坡頂，沉降變化較大期間主要在2018年11月5 日～2019年1月26 日，截止2019年3月15 日，沉降數(shù)據(jù)無明顯變化（1 mm 以內(nèi)），沉降數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，此部位監(jiān)測任務結(jié)束。

（2）監(jiān)測點PW7、PW8，位于基坑東側(cè)坡頂，沉降變化較大期間主要在2018年10月15 日～2018年11月21 日。截止2018年11月28 日，沉降數(shù)據(jù)無明顯變化（1 mm 以內(nèi)），此部位施工完成，沉降數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，此部位監(jiān)測任務結(jié)束。

（3）監(jiān)測點PW18、PW19，位于基坑西側(cè)坡頂，沉降變化較大期間主要在2018年10月24 日～2019年1月21 日，截止2019年2月10 日，沉降數(shù)據(jù)無明顯變化（1 mm 以內(nèi)），此部位施工完成，沉降數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，此部位監(jiān)測任務結(jié)束。

本工程沉降量較大監(jiān)測點統(tǒng)計見表3；沉降變化曲線圖見圖4。

表3 沉降量較大監(jiān)測點統(tǒng)計

圖4 沉降監(jiān)測過程

4.4 水位監(jiān)測

本項目水位監(jiān)測部位為：河口水閘基坑周邊地下水位。

從各監(jiān)測點地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，地下水位監(jiān)測點無明顯變化，最大變形監(jiān)測點SW04（累計變化0.27 m），水位曲線圖見圖5。

圖5 水位曲線圖

從圖5 中可以看出水位在2018年10月底至11月初達到最大值，根據(jù)各變形監(jiān)測點的變形數(shù)據(jù)可知，基坑在這段時間內(nèi)發(fā)生了較大速率的變形，這表明地下水位對基坑變形有著較大的影響，在基坑支護作業(yè)完成后，應根據(jù)設計文件嚴格控制地下水位，做好排水措施，避免坑中雨水匯集，對基坑穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。

5 結(jié)語

基坑工程支護是一個復雜的巖土工程問題，在采取了相關的治理措施后，仍需要加強監(jiān)測以便及時獲取基坑變形數(shù)據(jù)，為基坑預警提供數(shù)據(jù)，在基坑出現(xiàn)大變形時及時采取措施，減少損失。排澇河河口水閘基坑開挖后，結(jié)合場地實際情況，在基坑周圍布置多個監(jiān)測點，監(jiān)測結(jié)果表明各監(jiān)測點變形量滿足要求，基坑整體穩(wěn)定性較好。地下水位的變動對基坑的變形量和變形速率有較大的影響?；又ёo工程應當重視排水工作。