談寶林 王俊虎

摘 要：上海某公司1#船塢接長改造工程， 船塢主體采用輕型分離式結構，塢墻采用單錨鋼板樁加高樁承臺的組合結構，受力狀態(tài)復雜。為了保證改造施工船塢基坑開挖過程中塢壁結構及原船塢、高吊軌道等周邊結構的安全穩(wěn)定，并為掌握工程施工情況，實現信息化施工和管理，必須進行施工監(jiān)測。根據監(jiān)測報告對監(jiān)測數據和變形趨勢進行分析，并依據不斷變化的外部環(huán)境條件和施工實際情況適當調整施工步驟，安全順利地進行工程施工，避免事故發(fā)生，以確保工程施工安全、質量可靠。工程監(jiān)測實施監(jiān)測方法，為類似工程提供了寶貴資料和經驗借鑒。

關鍵詞：干船塢改造;船塢基坑;工程監(jiān)測;錨拉板樁

中圖分類號：U673.331? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）09-0142-04

上海崇明長興鎮(zhèn)地處軟土地區(qū)，土質情況復雜，船塢工程基坑設計方案的理論模型計算是否真正反映了實際工程狀況，只有工程設計方案在實施的過程中才能真正反映實際的情況并最終驗證，而現場監(jiān)測可以如實確定驗證數據的重要手段。由于不同工程所處環(huán)境具體巖土地質不同、周邊建構筑物及使用狀況不同、施工方案工藝不同、對工期及使用要求也不同，不可能在設計計算中考慮所有復雜因素。而這些均可以通過現場監(jiān)測記錄，對監(jiān)測數據進行統(tǒng)計、分析、研究，從而在施工過程中對設計輔以修正、補充和完善。

按監(jiān)測要求，對土層和支護結構進行實時監(jiān)測可以隨時掌握內力變化情況，對臨近建筑物沉降和位移實時監(jiān)測可以隨時掌握變化情況。將監(jiān)測數據同設計數據及預警值進行對比分析，從而識別前一步施工工藝方案和施工參數是否可行，是否需要修正，從而指導下一步施工，這樣不斷循環(huán)實現信息化安全施工。對監(jiān)測數據進行分析的成果，是工程技術人員現場施工判斷工程是否安全的依據，也是工程施工決策的眼睛。實時監(jiān)測數據是判斷對基坑周圍進行保護是否有效、及時的依據，也是確定是否要修正方案的基礎。在船塢基坑施工開挖全過程中，通過對周邊裝焊平臺、總組平臺、高吊軌道基礎、變電站、原塢墻廊道和塢室底板等各項指標的監(jiān)測，將結構變形嚴格控制在設計標準限值內，從而保證周邊建構筑物的安全。

1 工程概況

上海某公司位于崇明區(qū)長興島新開港的下游，30萬噸級船塢兩座，并排布置在廠區(qū)西南側，南臨長江。 1#船塢位于上游（西側），尺寸520m×76m×11.6m（深）;2#船位于下游（東側），尺寸510m×106m×11.6m（深）。二塢塢壁線凈距離 52m，塢頂地坪標高+4.80m，在兩座船塢上，均配置2臺600噸門式起重機，及若干門座式起重機及構筑物，起重機軌道梁至塢壁基坑距離只有6米。

擬改造1#船塢主體結構采用設減壓排水的輕型分離式結構，其中塢墻采用高樁承臺錨拉組合箱型鋼板樁結構，船塢底板采用群樁基上現澆鋼筋混凝土大板結構，塢口采用現澆整體式“U”形結構。擬建場地陸域處屬河口、砂島、砂嘴和潮灘地貌類型。此次工程主要是對1#塢進行接長改造，接長后船塢有效尺寸為：660m×76m×11.6m，同時對原塢底板進行針對性改造。改造過程中，要保證周邊建筑構筑物安全并正常使用。

2監(jiān)測項目及預警

2.1監(jiān)測項目

根據本工程圍護結構特點、施工方法、場地工程地質及環(huán)境條件，本工程施工監(jiān)測主要是施工影響區(qū)域內的：船塢外廊道及拉桿施工區(qū)域土方開挖施工時的基坑監(jiān)測（圍護墻或邊坡的沉降位移等）;接長部分塢墻承臺位移、沉降;塢墻拉桿的軸力和變位;鋼支撐的軸力和變位;塢墻后地下水位變化;錨碇結構的變形、位移;塢室土方開挖期間獨立吊車道樁基的變位監(jiān)測;現有1#塢塢墻以及臨近的2#船塢等其他構筑物的變位監(jiān)測;塢底板加固區(qū)域及原塢尾過渡段區(qū)域，船塢坑底隆起;施工過程中，現有船塢進出塢放水前后，對1#船塢周邊變形趨勢及變形影響分析進行實時監(jiān)控。

2.2 監(jiān)測警戒值

船塢施工監(jiān)測指標由累計變化量和變化速率控制。根據相關規(guī)范要求和類似工程經驗及設計工況，確定警戒值控制見表1。

3監(jiān)測點的布設和保護

3.1監(jiān)測點布設

船塢周邊臨近建構筑物水平位移、吊車道樁基水平位移、船塢基坑維護結構頂部水平位移、塢墻結構深層水平位移、塢墻鋼拉桿軸力、塢墻后地下水位、錨碇墻頂水平位移、臨時鋼支撐軸力，布設監(jiān)測點。

3.2監(jiān)測點保護

監(jiān)測點的保護在現場施工中是一項非常重要的工作，它可以保證基坑監(jiān)測工作的準確性、連續(xù)性，為施工安全提供有力保障。

3.2.1測斜及水位監(jiān)測點

為降低測管損壞的概率，測管埋設位置盡量靠近廊道壁面，回填土過程中，先回填測管周圍，再回填測管外圍，分層回填，邊回填邊壓密實?；靥钔两Y束后用保護架進行保護。

水位管埋設位置位于止水樁后側，埋設完畢后及時使用保護套管進行保護。保護套管的直徑為120mm，壁厚8mm，用油漆涂抹紅白相間的警戒色。保護架側壁掛上警示牌，提醒相關人員注意測點保護。

3.2.2鋼拉桿和鋼支撐軸力監(jiān)測點

鋼拉桿和鋼支撐軸力監(jiān)測保護，關鍵在于信號線的保護。鋼拉桿信號線采用軟質塑料管包裹，沿著鋼拉桿下部逐漸引至廊道壁面直至引出地面安全位置。每根鋼支撐信號線歸攏后，用固體膠固定在鋼支撐底部，沿著鋼支撐引至基坑頂部安全位置。

3.2.3沉降位移監(jiān)測點

沉降位移觀測點采用埋設觀測銅釘。觀測銅釘旁邊用紅色油漆做好警示標志并標示好測點編號。

4監(jiān)測方法

4.1沉降位移監(jiān)測

基坑圍護沉降與水平位移監(jiān)測點采取共用一個測點，通過預留孔進行棱鏡安裝。

船塢結構及其他建筑物上的沉降位移監(jiān)測點主要采用棱鏡+銅釘的方式進行。

水平位移按照二等表層水平位移測量控制。視準線的兩個基點選擇在較穩(wěn)定的區(qū)域，且便于安置儀器和監(jiān)測。水平位移觀測可以采用全站儀直接掃點計算坐標法進行。

沉降按照二等測量進行，采用水準儀測試，通過工作基點間聯測一條二等水準閉合線路從而測試出各點高程。各監(jiān)測點高程初始值在基坑開挖前期兩次測定（兩次取平均），某監(jiān)測點本次高程減前次高程的差值為本次垂直位移，本次高程減初始高程的差值為累計垂直位移。

設置基準點位于變形范圍之外，不受壓、震和不遭受碰撞的地方，要穩(wěn)定可靠，且不小于3個，以資相互校核。

4.2深層水平位移監(jiān)測

船塢接長部分鋼板樁變形監(jiān)測采用鉆機回轉鉆進，泥漿護壁成孔，埋設測斜管方法進行觀測。

測試方法采用CX數顯型測斜儀對已埋設好的ABS管自下而上進行測試，測得不同深度處的傾角，通過計算和換算得出各標高位置處的水平位移量，測試精度為0.1mm。假定以管底為不動點，同時用光學儀器測量管口位移作為控制值，以校核管底不動的假設。在船塢基坑開挖前一周確定初始讀數。

測斜儀的量測原理如圖1所示，圖中探測頭下作用點相對于上作用點的水平偏差通過儀器測得的傾角自動計算生成，其計算原理公式為：

式中： ——量測第段相對水平偏差變量值;

——量測第段垂直長度數量值，通常取為0.5米，1.0米等整數值;

——量測第段相對傾角變量值。

將每段間隔取為固定整數的常數，則水平偏差總量與水平位移僅為的數學函數，同時計入管端水平位移量值，即。

4.3地下水位監(jiān)測

地下水位管采用鉆孔埋設的方式。鉆機回轉鉆進，泥漿護壁成孔，當鉆孔達到埋設深度后，沉入裹有濾網的水位管。水位管沉入設計標高后，管壁外側用凈砂回填過濾，最上面用粘土進行封填保護，防止地表水流入。

水位計探頭外有金屬外殼，內部安裝水阻觸探點。當觸探點接觸水面時，自動觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，同時峰值顯示器中的電壓指針偏轉。測量電纜利用鋼尺和導線塑膠工藝合二為一，既阻止了鋼尺銹蝕，又方便操作，且讀數方便、準確。觀測孔內水位至孔口距離定期記錄，依據孔口高程推算水位面高程。

4.4應力監(jiān)測

測點應布置在具有代表性、受力設計最大斷面，應變計一般設在支撐的約1/3處，并且避開接頭位置。在鋼支撐或鋼拉桿兩個側面的進行打磨，然后點焊應變片，最后對應變片進行隔水處理。信號線需要利用軟管進行保護處理，最后引至安全位置進行測試。

現場直接測試所得的數值為頻率（單位為Hz），根據率定值通過計算可得到支撐軸力（單位為kPa），根據開挖深度和軸力變化情況，繪制相關曲線成果圖。

5監(jiān)測頻率

5.1船塢接長段監(jiān)測頻率

開挖深度≤5m時，監(jiān)測頻率為1次/2天，開挖深度>5m，監(jiān)測頻率為1次/1天，監(jiān)測過程中依據實際情況可進行調整。

5.2船塢底板加固段監(jiān)測頻率

（1）1號船塢底板改造施工前，對所有原底板進行初始值測試。底板改造區(qū)域基坑隆起測試時間為底板樁基施工期間，測試區(qū)域為打樁區(qū)域相鄰底板。

（2）1號船塢底板改造前，對1號船塢兩側軌道梁R、Q、M、L、J、K軸進行初始值測試。底板打樁期間，對相近的Q、M、L軸進行水平位移觀測，如果測試值均小于設計預警值，則不對R、J、K軸軌道進行日常觀測，如Q、M、L軸測試值大于設計預警值，則對R、J、K軸軌道進行日常觀測。

（3）1號船塢兩側軌道梁及1號船塢、2號船塢塢壁測試時間為1號船塢底板改造樁基施工期間，測試區(qū)域為樁基施工同一剖面向兩側延伸1.5倍樁長。

6監(jiān)測儀器及精度

依據相關規(guī)范及設計要求，所有監(jiān)測儀器設備均按要求進行檢定，檢定證書粘貼于儀器表面，方便相關單位檢查。

7監(jiān)測測量數據處理

7.1測量成果整理

每次測量后，按統(tǒng)一格式系統(tǒng)的整理原始數據。開挖基坑前，對周邊建構物設備基礎等進行初始值測量，初始值應由二人分別進行互相校核，最終上報初始測量數據基準值。施工過種中，每天速報監(jiān)測數據，如出現異常及時通報，每周進行分析并上報監(jiān)測數據周報。

7.2數據報警及異常情況下的監(jiān)測措施

在監(jiān)測過程中可能會遇到監(jiān)測報警及異常等突發(fā)事件，監(jiān)測項目部將采取以下措施：

（1）24小時有監(jiān)測人員現場值班，做到隨叫隨到;

（2）對于現場監(jiān)測人員配備即時通訊工具，保證突發(fā)事件時溝通及時;

（3）項目經理做好有效溝通，保證業(yè)主、監(jiān)理、設計、施工方的溝通渠道暢通;

（4）必要時，增加具有資質的監(jiān)測人員數量以及合格的監(jiān)測設備加強監(jiān)測;

（5）及時將監(jiān)測數據提交給相關負責部門。

8結語

造船的智能升級需求，對船塢的改造也越來越多。船塢改造受現有周邊環(huán)境制約，且船塢一般地處土質復雜，對船塢基坑施工信息化要求更高。鑒于此，文章從船塢周邊臨近建構筑物水平位移、吊車道樁基水平位移、船塢基坑維護結構頂部水平位移、塢墻結構深層水平位移、塢墻鋼拉桿軸力、塢墻后地下水位、錨碇墻頂水平位移、臨時鋼支撐軸力等各方面闡述了監(jiān)測點布設、監(jiān)測頻率、監(jiān)測實施及監(jiān)測數據處理。

參考文獻：

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