地下連續(xù)墻監(jiān)測技術(shù)

魏濤 李亮 肖鋒芒

(中航規(guī)劃建設(shè)長沙設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長沙 410014)

0 引言

深基坑開挖工程中，對地下連續(xù)墻和周圍環(huán)境的監(jiān)測是十分必要的，其中包括對墻體內(nèi)力、位移、側(cè)向土壓力、土體變形、空隙水壓力等的監(jiān)測，這是保證基坑開挖順利進(jìn)行，不發(fā)生重大事故的必要條件。

1 工程概況

該工程地點(diǎn)為寶安大道(中段)進(jìn)場路口立交橋。該段采用下沉式道路，其路塹結(jié)構(gòu)分為U形槽和地下連續(xù)墻兩部分。其中地下連續(xù)墻段為封閉式下沉道路(末端敞開)，起點(diǎn)為K4+340，與U形槽段相接，終點(diǎn)為K4+868，全長528 m，道路路面設(shè)計(jì)標(biāo)高2．18 m～4．36 m，基坑采用地下連續(xù)墻支護(hù)，基坑開挖采用蓋挖法，開挖面應(yīng)達(dá)道路下底板墊層底面，從地下連續(xù)墻墻頂帽梁頂面起計(jì)，基坑開挖深度為3．616 m～10．368 m。本基坑支護(hù)等級為一級～二級。由于該基坑工程的開挖面積大，開挖深度深，形狀復(fù)雜，周邊環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格等特點(diǎn)，對支護(hù)結(jié)構(gòu)連續(xù)墻的監(jiān)測具有重要的意義。

監(jiān)測連續(xù)墻后土體位移變形以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向彎曲變形情況，對基坑的開挖施工起到指導(dǎo)意義，也為設(shè)計(jì)單位分析基坑安全穩(wěn)定提供數(shù)據(jù)資料。

2 地下連續(xù)墻的監(jiān)測內(nèi)容

根據(jù)本段基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工方法、施工進(jìn)展情況及基坑周圍環(huán)境條件、地質(zhì)條件等，如下:連續(xù)墻的施工已完成，在連續(xù)墻墻身結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)埋監(jiān)測設(shè)備已不可能;本基坑上部蓋板及墻帽的施工大多已完成，根據(jù)現(xiàn)場施工條件，在蓋板的兩側(cè)設(shè)置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測已不可能;從基坑周圍環(huán)境看，周邊已建成或在建的建(構(gòu))筑物，離開基坑邊距離均超過1．5H(H為基坑開挖深度)，故無需對基坑周邊建(構(gòu))筑物進(jìn)行沉降、傾斜觀測;地下連續(xù)墻深達(dá)殘積層或風(fēng)化巖中，持力層強(qiáng)度較高，承載力足夠大，可不進(jìn)行墻頂沉降觀測。

最后確定該地下連續(xù)墻的監(jiān)測內(nèi)容:

1)墻頂?shù)乃轿灰朴^測。

在連續(xù)墻頂部帽梁上設(shè)置水平位移觀測點(diǎn)，觀測基坑開挖及使用期間支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移。目的是為了了解連續(xù)墻基坑的變形情況，指導(dǎo)和控制施工，并為設(shè)計(jì)分析基坑安全穩(wěn)定提供資料。

2)深層土體變形觀測。

適當(dāng)設(shè)置墻后深層土體位移觀測孔管(測孔斜)，觀測邊坡土體內(nèi)部不同深度的位移(主要是垂直于基坑方向)，間接了解基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向彎曲變形情況，指導(dǎo)和控制施工，也是為了分析基坑安全穩(wěn)定提供資料。

3 施工工藝

由于該工程主要是對墻頂?shù)乃轿灰坪蜕顚油馏w變形進(jìn)行觀測，因此主要介紹墻頂水平位移觀測點(diǎn)的埋設(shè)和測斜管的埋設(shè)與安裝。

3．1 墻頂水平位移觀測點(diǎn)的埋設(shè)

在基坑兩側(cè)連續(xù)墻頂(中間隔離墻或連續(xù)墻墻頂)帽梁上按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)位埋設(shè)觀測點(diǎn)(盡量不妨礙今后施工、能較長時間保留)。先用沖擊鉆鉆孔，鉆孔直徑不小于80 mm，將蓋板鉆穿后改鉆直徑20 mm的鉆孔，孔深度約為8 cm～10 cm，然后插入鋼制的觀測標(biāo)，在孔內(nèi)回填水泥漿固定于地下連續(xù)墻帽梁上，同時保證觀測標(biāo)與蓋板之間是活動的，活動范圍不小于3 cm，觀測標(biāo)頭高出混凝土面10 mm～20 mm，周圍做上明顯標(biāo)記并豎立警示牌，埋設(shè)2 d后即可觀測其初始值，觀測標(biāo)的標(biāo)頭應(yīng)做成方便利用不同方法進(jìn)行位移觀測的形狀。

3．2 測斜管的埋設(shè)與安裝

1)用鉆機(jī)套管護(hù)壁成孔，孔徑不小于100 mm，孔深達(dá)測斜管底部以下1．0 m以上。

2)將成品測斜管底端封口(一般有成品堵頭，膠封)，邊下邊接，接頭用膠封，并加自攻螺絲，如因受地下水浮力影響而下管困難時，可在管內(nèi)注入清水，直到預(yù)定深度。測斜管底部應(yīng)達(dá)該地下連續(xù)墻墻底。下測斜管時應(yīng)注意管內(nèi)十字導(dǎo)槽方向，應(yīng)保證十字導(dǎo)槽的一個方向垂直于基坑邊線。

3)下管完畢后在管周回填粗礫砂料并保證充滿密實(shí)，可采用邊拔套管邊振動套管同時邊補(bǔ)充填料的方法，達(dá)到回填密實(shí)要求。

4)回填完畢拔出套管，測斜管管口應(yīng)高出地面0．2 m左右，截去多余部分，并在管頭加蓋，四周用磚砌成高0．5 m的井圈，設(shè)立明顯標(biāo)記，豎立警示牌。

4 監(jiān)測方法及技術(shù)要求

4．1 監(jiān)測方法

墻頂水平位移觀測宜采用測距法或小角度法使用全站儀或經(jīng)緯儀觀測。深層土體位移觀測宜采用十字刻槽測斜管，使用合格的測斜儀觀測。

4．2 技術(shù)要求

1)允許變形值及報(bào)警值。

墻頂水平位移和深層土體位移允許值:

a．有蓋板并考慮其支撐時或有水平臨時支撐時，屬于連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，向基坑累計(jì)水平位移不大于0．002 5H(H為基坑開挖深度，單位為 mm，下同);報(bào)警值:向基坑累計(jì)水平位移不大于0．002H。

b．無蓋板或不考慮蓋板支撐且無臨時水平支撐時，屬于連續(xù)墻懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)，向基坑內(nèi)累計(jì)水平位移不大于0．003 5H;報(bào)警值:向基坑內(nèi)累計(jì)水平位移不大于0．002 8H。

2)測斜管埋設(shè)深度。

測斜管的埋設(shè)深度與其所在位置的地下連續(xù)墻的墻底深度一致。

5 監(jiān)測結(jié)果分析

1)墻頂水平位移監(jiān)測的結(jié)果分析見表1。

表1 墻頂水平位移監(jiān)測資料統(tǒng)計(jì)分析表

本次監(jiān)測共有30個墻頂水平位移觀測點(diǎn)，其中在樁號4+355～4+595之間有14個墻頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)，在樁號4+595～4+858．25有16個墻頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)。由監(jiān)測成果可知:累計(jì)水平位移最大值發(fā)生在2006年12月17日T27號點(diǎn)，累計(jì)水平位移最大值為9．6 mm;最終累計(jì)水平位移最大值發(fā)生在2007年2月17日T7，T27號點(diǎn)，最終累計(jì)水平位移最大值均為7．0 mm，均小于累計(jì)水平位移20 mm的報(bào)警值。水平位移速率最大值為2007年12月3日 T24號點(diǎn) －4．7 mm/d，小于水平位移速率±5 mm/d的報(bào)警值。

后期位移速率都為零，是因?yàn)樵诤笃诶塾?jì)水平位移總是在某一定值上反反復(fù)復(fù)微小波動，呈現(xiàn)穩(wěn)定狀，因而位移速率也就在0的左右微小波動，雖然每次測的速率不為0，但綜合起來看，后期總的位移速率為0。

2)墻后深層土體位移監(jiān)測的結(jié)果和分析。

本次監(jiān)測共有7個墻后深層土體位移觀測點(diǎn)，其中在樁號4+355～4+595之間有3個墻后深層土體位移觀測點(diǎn)，在樁號4+595～4+858．25有4個墻后深層土體位移觀測點(diǎn)。本文主要以測斜觀測點(diǎn)號C×1為例加以說明(其中2006年11月7日為監(jiān)測開始日期，2007年2月17日是監(jiān)測結(jié)束日期)。

從圖1中可以看出，最大水平位移不到9 mm，遠(yuǎn)小于20 mm的報(bào)警值，說明該地下連續(xù)墻的剛度較大，巖層土側(cè)壓力較小，也說明地下連續(xù)墻在基坑開挖過程中是很穩(wěn)定的。

圖1 墻體水平位移變形隨深度變化

6 結(jié)語

本次工程監(jiān)測直觀、合理地反映了地下連續(xù)墻在基坑開挖過程中水平位移和深層側(cè)向位移的變化情況，起到了信息化施工，控制開挖施工速率等的作用，達(dá)到了監(jiān)測的預(yù)期目的。監(jiān)測資料與效果資料結(jié)合分析能夠充分評價地下連續(xù)墻在基坑開挖過程中的穩(wěn)定效果，并為同類工程提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)資料。通過監(jiān)測表明本次地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)是科學(xué)可靠和經(jīng)濟(jì)合理的，施工中無異常情況發(fā)生，也說明施工組織管理也是科學(xué)和合理的。

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