淺談新店保障房地鐵社區(qū)二期（A32地塊）基坑監(jiān)測

文／胡行寬 中鐵二十二局集團(tuán)第三工程有限公司 福建廈門 361000

1.監(jiān)測地塊基坑概述

A32地塊總用地面積26005 平方米，總建筑面積139103 平方米；地上建筑面積93103 平方米，地下室2 層總建筑面積46000 平方米。地塊東側(cè)、南側(cè)、西側(cè)為擬建規(guī)劃路，北側(cè)為濱西加壓泵房，距離地塊紅線約30m?，F(xiàn)場場地高程為13.4～25.7m。原始地貌位于殘坡積臺地，地勢整體呈由西北向東南方向漸傾的趨勢。整體較為開闊平坦，場地除東南角32-3# 樓原為池塘，需被人工挖填整平，其余場地為農(nóng)田耕作區(qū)。場平控制性高程西側(cè)為22m，東北側(cè)（3#樓附近）為18m，東南側(cè)（4#樓附近）為17m,整體地形由西向東放坡。地下室獨(dú)立柱承臺底高程11.6m，基坑支護(hù)深度為5.4～10.4m?？辈炱陂g測得各鉆孔地下水初見水位埋深為1.9～3.4m（水位標(biāo)高為10.51～25.33m），穩(wěn)定水位埋深為2.2～3.8m（標(biāo)高10.81～25.73m）。

A32地塊四周均采用樁錨支護(hù)形式，周長約為620m,基坑開挖面積約25000m2，開挖深度為5～10m?；又ёo(hù)采用圍護(hù)樁結(jié)合錨索的支護(hù)型式進(jìn)行支護(hù)，局部采用土釘墻、掛網(wǎng)噴漿支護(hù)形式?；咏邓捎没觾?nèi)布置降水井的方式進(jìn)行降水。

2.基坑監(jiān)測的依據(jù)

（1）《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50497-2019。

（2）《工程測量標(biāo)準(zhǔn)》GB50026-2020。

（3）《建筑變形測量規(guī)程》JGJ8-2016。

（4）《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012。

（5）基坑設(shè)計(jì)圖紙、巖土工程勘察報告等。

3.基坑監(jiān)測的原則

進(jìn)行基坑監(jiān)測時，應(yīng)遵循可靠性原則，及時、準(zhǔn)確原則，經(jīng)濟(jì)合理原則，方便實(shí)用原則，重點(diǎn)監(jiān)測關(guān)鍵區(qū)域原則，多層次監(jiān)測原則等。因此，基坑監(jiān)測須由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員，利用先進(jìn)且質(zhì)量過關(guān)的儀器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，同時還要保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以實(shí)時反映基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況，并對基坑工程可能發(fā)生的事故做好及時防控。

4.基坑監(jiān)測的重點(diǎn)

本工程是廈門市重點(diǎn)保障性住房工程，該工程基坑安全問題應(yīng)引起高度重視。基坑工程在施工過程應(yīng)對基坑內(nèi)、外土體的水平、豎向位移、基坑卸荷回彈、支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形和整體穩(wěn)定性，基坑開挖影響范圍內(nèi)的地下水位、孔隙水壓力變化以及滲水、潛蝕等現(xiàn)象進(jìn)行觀測與監(jiān)測，并采取信息化施工監(jiān)控，以確?；影踩．?dāng)監(jiān)測值達(dá)到報警指標(biāo)時，應(yīng)及時簽發(fā)報警通知，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果提出施工建議和預(yù)防措施。

同時基坑開挖、基礎(chǔ)施工、排、降水過程應(yīng)加強(qiáng)對相鄰建（構(gòu)）筑物、道路、地下管線、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)等的觀測與監(jiān)測工作，以便發(fā)現(xiàn)問題能及時處理?；A(chǔ)施工過程，若發(fā)現(xiàn)巖土條件與勘察資料不符或發(fā)現(xiàn)異常情況時，應(yīng)進(jìn)行施工勘察。

5.基坑監(jiān)測的項(xiàng)目

A32地塊基坑監(jiān)測點(diǎn)含沉降觀測點(diǎn)31 處，水平位移觀測點(diǎn)31 處，水位觀測井有16 處，深層水平位移觀測點(diǎn)16 處，圍護(hù)樁主筋應(yīng)力觀測點(diǎn)22 處，錨索的應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)數(shù)為每層錨索總是3%，共13 處。本工程具體基坑監(jiān)測項(xiàng)目如下：

（1）圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測；（2）圍護(hù)樁（邊坡）頂部垂直沉降監(jiān)測；（3）地下水位監(jiān)測；（4）圍護(hù)樁側(cè)向變形、深層土體變形測斜監(jiān)測；（5）周邊建筑、管線、道路變形監(jiān)測；（6）圍護(hù)樁內(nèi)力監(jiān)測；（7）錨索應(yīng)力監(jiān)測。

6.監(jiān)測的方法和監(jiān)測點(diǎn)布置

6.1 圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測

6.1.1 監(jiān)測方法

圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測可采用小角度法和極坐標(biāo)法進(jìn)行水平位移觀測。對工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性宜采用前方交會、導(dǎo)線測量和后方交會法觀測。

6.1.2 測點(diǎn)布置

在基坑圍護(hù)樁頂部或邊坡頂部噴射混凝土面上埋設(shè)測量釘，應(yīng)確保測量釘略高出混凝土面，測釘與混凝土體間不應(yīng)有松動。在穩(wěn)定地方至少設(shè)置2 個基準(zhǔn)點(diǎn)，以進(jìn)行相互校核。

6.2 圍護(hù)樁（邊坡）頂部垂直沉降監(jiān)測

6.2.1 監(jiān)測目的

基坑施工過程中，圍護(hù)樁（邊坡）頂部由于基坑的開挖卸載以及其他影響基坑變形因素會發(fā)生垂直位移變形，為了監(jiān)測圍護(hù)樁（邊坡）頂部垂直位移變形情況并及時發(fā)現(xiàn)潛在的危險，需要進(jìn)行圍護(hù)樁（邊坡）頂部垂直位移監(jiān)測。

6.2.2 監(jiān)測方法

利用一個水準(zhǔn)點(diǎn)建立閉合水準(zhǔn)路線，對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行垂直位移監(jiān)測，通過水準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測點(diǎn)的高程聯(lián)測，得到各監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測高程，監(jiān)測一定時間間隔內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的高程變化，得到各監(jiān)測點(diǎn)的垂直位移。

6.2.3 測點(diǎn)布置

圍護(hù)樁（邊坡）頂部垂直沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)同“圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移”,每一個水平位移監(jiān)測點(diǎn)同時作為一個垂直沉降監(jiān)測點(diǎn)。

6.3 地下水位監(jiān)測

6.3.1 監(jiān)測的地下水水文

A32地塊地下水主要賦存和運(yùn)移于素填土①的孔隙，殘積土③、全風(fēng)化巖④、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化巖⑤a 的孔隙、網(wǎng)狀裂隙及下部碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化巖～微風(fēng)化巖（⑤b～⑦）的裂隙中。地下水類型除大部分地段的素填土①為上層滯水及局部基巖裂隙水受上覆弱透水層或相對隔水層作用為承壓或微承壓水外，其余大多為潛水。地下水主要接受大氣降水下滲補(bǔ)給及高處含水層的滲流補(bǔ)給，并大致順原地形傾向，由北側(cè)向南側(cè)滲流排泄。場地各巖土層中，素填土①屬中等透水層，總體屬上層滯水，其水量受大氣降水控制變化較大，干旱季節(jié)基本不含水，但如遇連續(xù)降雨或短時強(qiáng)降雨，其水量亦將較大；碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化巖⑤b 及較破碎的中風(fēng)化巖⑥的滲透性能也相對較好，但富水性差異較大外（基巖裂隙水的富水性和導(dǎo)水性主要受構(gòu)造裂隙的特征控制，且具各向異性，不排除局部基巖破碎帶有水量較大的可能）；其余各巖土層（②、③、④、⑤a、⑦）屬弱～微透水、弱含水層或相對隔水層，地下水量較貧乏。

6.3.2 監(jiān)測的地下水埋深

A32地塊地下水位受地形地貌的影響變化較大，勘察期間處于平水期，勘察期間測得各鉆孔地下水初見水位埋深為1.9～3.4m（水位標(biāo)高為10.51～25.33m），穩(wěn)定水位埋深為2.2～3.8m（標(biāo)高10.81～25.73m）。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及場地地形、地貌特征，預(yù)計(jì)該場地范圍內(nèi)全年地下水位變化幅度約1～3m。據(jù)本次勘察調(diào)查及收集資料，A32地塊場地歷史最高地下水位埋深約為現(xiàn)地面標(biāo)高下2.2～3.8m；歷史最低地下水位埋深約為現(xiàn)地面標(biāo)高下3.5～5.0m。

6.4 圍護(hù)樁側(cè)向變形、深層土體變形測斜監(jiān)測

6.4.1 監(jiān)測方法

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中或圍護(hù)結(jié)構(gòu)周邊土體中埋設(shè)測斜管，將測斜儀器放置于測斜管中監(jiān)測圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊土體不同深度的水平位移變形情況。

6.4.2 監(jiān)測的地塊土層特征

據(jù)地面調(diào)查及鉆探揭露，原場地存有較多池塘、沼澤地及采砂坑，現(xiàn)已回填掩埋，其余勘探過程未發(fā)現(xiàn)有古河道、隱伏暗濱、防空洞等對工程施工不利的地下埋藏物或構(gòu)筑物；在各風(fēng)化帶基巖中除孤石外，也未見有地下洞穴、臨空面或軟弱結(jié)構(gòu)面。本場地在自然條件下無活動性斷裂、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、軟土震陷等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，也無古河道、溝塘、防空洞、地下洞穴、臨空面等對工程不利的地下埋藏物。范圍內(nèi)無地下管線分布，監(jiān)測條件較好。

6.5 周邊建筑、管線、道路變形監(jiān)測

6.5.1 監(jiān)測方法

為了監(jiān)測周邊建筑、管線、道路在施工期間的變形情況，擬在基坑周邊建筑、管線、道路變形監(jiān)測點(diǎn)，利用全站儀及精密水準(zhǔn)儀監(jiān)測測點(diǎn)的變形情況，從而了解周邊建筑、管線、道路在施工期間的變形情況，分析周邊建筑、管線、道路的穩(wěn)定情況。

6.5.2 測點(diǎn)布置

基坑邊緣以外1 倍～3 倍的基坑開挖深度范圍內(nèi)需要保護(hù)的周邊環(huán)境應(yīng)作為監(jiān)測對象，必要時尚應(yīng)擴(kuò)大監(jiān)測范圍。當(dāng)基坑鄰近軌道交通、高架道路、隧道、原水引水、合流污水、重要管線、重要文物和設(shè)施、近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑等重要保護(hù)對象時，監(jiān)測點(diǎn)的布置尚應(yīng)滿足相關(guān)管理部門的技術(shù)要求。

6.6 圍護(hù)樁內(nèi)力監(jiān)測

6.6.1 監(jiān)測目的

監(jiān)測圍護(hù)樁隨著基坑開挖深度的增加、施工工況變化的影響情況。了解圍護(hù)樁臨土面水土壓力傳來的水平荷載引起圍護(hù)樁變形后，圍護(hù)樁沿深度方向及環(huán)向應(yīng)力分布情況及彎矩大小情況。

6.6.2 監(jiān)測方法

圍護(hù)樁內(nèi)力大小是反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否安全的最直接指標(biāo)。在鋼筋籠焊接完成后，在計(jì)算彎矩最大的部位，受拉區(qū)與受壓區(qū)均布置測點(diǎn)。將鋼筋籠的一根主筋切斷，換上同直徑的鋼筋計(jì)，將鋼筋計(jì)固定端與主筋焊接，在焊接過程中要不斷向鋼筋計(jì)傳感器灑水，使之不斷冷卻，確保不會由于高溫而使線圈燒壞。采用頻率讀數(shù)儀讀取應(yīng)變計(jì)的頻率值。軸力計(jì)、應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)測試計(jì)算一般公式：

6.6.3 測點(diǎn)布置

圍護(hù)樁內(nèi)力監(jiān)測斷面的平面位置應(yīng)布置在設(shè)計(jì)計(jì)算受力、變形較大且有代表性的部位。監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量和水平間距應(yīng)視具體情況而定。豎直方向監(jiān)測點(diǎn)間距宜為2m～4m 且在設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩極值處應(yīng)布置監(jiān)測點(diǎn)，每一監(jiān)測點(diǎn)沿垂直于圍護(hù)樁方向?qū)ΨQ放置的應(yīng)力計(jì)不應(yīng)少于1 對。

6.7 錨索應(yīng)力監(jiān)測

6.7.1 錨索測力計(jì)概述

A32地塊錨索測力計(jì)采用環(huán)形多弦設(shè)計(jì)，環(huán)形材料為彈性鋼材，經(jīng)過多級穩(wěn)定性處理，振弦采用特種強(qiáng)鋼絲，智能傳感器直接顯示索力值而非只顯示振弦頻率。連接多通道讀數(shù)儀可同步采集多弦頻率并在最短時間內(nèi)顯示索力值，此功能可用于現(xiàn)場纜索張拉時施工控制。

6.7.2 錨索測力計(jì)工作原理

A32地塊錨索測力計(jì)在測力鋼筒上均布著數(shù)支振弦式應(yīng)變計(jì)，當(dāng)荷載使鋼筒產(chǎn)生軸向變形時，應(yīng)變計(jì)與鋼筒產(chǎn)生同步變形，變形使應(yīng)變計(jì)的振弦產(chǎn)生應(yīng)力變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出引起受力鋼筒變形的應(yīng)變量，代入標(biāo)定系數(shù)可算出錨索測力計(jì)所感受到的荷載值。

6.7.3 錨索測力計(jì)安裝要點(diǎn)

安裝時將測力計(jì)安裝在錨墊板和錨具之間可以長期測量纜索張力。如果將測力計(jì)放置在張拉端也可以使用錨索計(jì)校正千斤頂進(jìn)行纜索張拉施工控制。測力計(jì)的多弦設(shè)計(jì)是為了解決使用過程中可能出現(xiàn)的偏心現(xiàn)象，但是嚴(yán)重的偏心還是會影響測量精度，為了確保測量精度，測力計(jì)安裝使用時盡可能讓測力計(jì)筒體均勻受力，因此測力計(jì)在選擇、安裝使用時盡可能滿足下列條件：

（1）合適的測力計(jì)尺寸和量程，盡量使測力計(jì)的內(nèi)孔直徑與錨墊板孔徑、錨具尺寸一致。

（2）錨墊板平整且與纜索索力方向垂直。

（3）錨墊板與錨具面平行。

（4）安裝時盡可能使纜索，錨墊板，錨索計(jì)錨具、千斤頂五體中心同軸。以上條件不能理想達(dá)到時請?jiān)跍y力計(jì)兩端增加力緩沖墊片。計(jì)算公式如下：

7.監(jiān)測工作量、周期與監(jiān)測頻率

7.1 監(jiān)測工作量

表1 保障房地鐵社區(qū)二期A32地塊基坑監(jiān)測工作量

7.2 監(jiān)測周期

基坑工程監(jiān)測貫穿基坑開挖前的準(zhǔn)備工作到地下工程（包括地下室結(jié)構(gòu)完成、基坑回填完畢）完成整個過程，根據(jù)基坑類別、基坑及地下工程的不同施工階段以及周邊環(huán)境、自然條件的變化等綜合考慮來確定基坑工程監(jiān)測周期。

7.3 監(jiān)測頻率

監(jiān)測頻率按下表執(zhí)行。

表2 監(jiān)控量測頻率表

表3 監(jiān)測控制值

8.監(jiān)測預(yù)警與異常情況下的處理措施

（1）監(jiān)測預(yù)警按下表執(zhí)行。

（2）在深基坑區(qū)域內(nèi)施工極可能發(fā)生物體打擊、機(jī)械傷害、高處墜落、坍塌、觸電等重大傷亡事故。為針對可能發(fā)生的緊急情況做出應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)，需制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。

9.監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與信息反饋

9.1 監(jiān)測簡報

每次實(shí)測數(shù)據(jù)后，應(yīng)及時出具簡報并報送甲方人員簽收。若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常應(yīng)立即再次現(xiàn)場監(jiān)測，以核實(shí)監(jiān)測結(jié)果。若在監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)達(dá)到預(yù)警值應(yīng)及時書面向監(jiān)理和業(yè)主報告，并在第一時間電話通知業(yè)主、監(jiān)理和施工方以及設(shè)計(jì)院。

9.2 總結(jié)報告

基坑施工結(jié)束后，對所測資料進(jìn)行全面地綜合計(jì)算分析，一個月內(nèi)提交最終分析成果報告，形成具體總結(jié)報告一式五份交付甲方。