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摘要:
基坑開挖在城市建設中較為常見，而為確保施工質量必須要強化施工的監測管理。本文以某城市隧道基坑工程作為案例，通過對基坑工程開挖施工的監測管理加以分析，以探討基坑工程監測的具體事宜。
關鍵詞:
城市隧道；施工監測
1工程概況
某隧道工程位于繁華的市中心，全長1017m，其中封閉段長約700m?；娱_挖寬度約29.0m最大深度為11.0m，隧道兩端斜坡較淺部分采用型鋼板樁支護，其余均采用人工挖孔方樁和圓樁支護。方樁厚1.0m，寬1.5m;圓樁直徑一般為1.2m，少數為2.0m;人工挖孔樁均設2層地錨桿，距地而分別為4.0m和7.5m。場地土層自上而下依次為雜填土、淤泥質粘土和粉質粘土，屬松散土層。
2監測目的
由于在施工方法上該工程使用的明挖法而且基坑兩側均有許多建筑體以及地下電纜管道等公共設施，這會導致施工期間得土體因應力重分布而發生內外變形。例如，在基坑工程建設中，若開挖不當極有可能導致支護結構失衡進而發生位移或沉降現象，致使整體工程存在安全隱患。因此，為了確基坑工程在建設過程中的安全，避免因為基坑工程開挖對周圍建筑或環境造成危害，必須要設置相應觀測點以做到動態觀測，以對獲取到的數據加以分析，一旦發現問題要及時處理。
3監測內容
對于基坑開挖的監測管理主要包括支護結構的穩定性檢測與周圍環境的監測兩個部分，兩者對于整個工程的影響較大，必須要提高重視，具體內容如下:(1)支護樁的樁身變形。對于此方面的監測主要在于判斷支護樁的設計是否合理，能否達到施工的需求。同時，在監測過程中可以通過貫徹支護樁的穩定性來判斷周圍環境是否發生變化以及是否存在危害性。(2)支護樁的樁頂水平位移。它直接反映了樁身穩定性，并提供了可以判斷樁后土層是否穩定的數值參考依據，對支護效果的鑒定有極其重要的幫助。(3)基坑周圍鄰近建筑物的變形。包括離基坑邊2－3倍基坑深度范圍內的建筑物的水平與豎向位移、主體傾斜度等，以便了解基坑開挖對鄰近建筑物的影響。(4)地下水位的變化。地下水對于基坑施工的安全以及施工質量影響較大，要保障施工質量則必須要提升基坑圍護結構的止水性能。監測基坑降水時間域內的坑外地下水升降情況后，施工人員可以通過對基坑止水帷幕的具體效果的檢驗來掌控降水疏干的工程實況和情況走勢，從而提前預知基坑外地下水位下降對地質產生的不良影響，進而有效采取措施預防基坑外地和周邊建筑的不均勻沉降情況的發生。
4監測實施方案
4．1樁身變形監測
對于樁身變形監測要合理選擇監測點，以既能達到整體監測的目的又能夠減少工作量，避免增加工程建設的成本，可從以下方面進行選擇:(1)在基坑的部分區域進行深挖并加大圍護段的樁體;(2)選擇圓柱與方樁之間較為薄弱的環節。為了真實反映支護結構的撓曲狀況，測斜管應埋設在樁體之中，在澆筑樁體混凝土前密封好并綁扎在鋼筋籠上一起下放，其綁扎定位必須牢固可靠，注意避免自身的軸向扭曲。此外，需要注意的是在對管段加以連接時，要控制好上下管段的有效銜接，尤其是滑槽必須要對準，做到無縫銜接。對于測斜管要控制好延長距離，必需要伸出地表且高于冠梁定0.2m的位置，同時為充分掌握樁身的原始有效數據，在開挖之前應進行2次檢測并做好數據記錄。該工程在測試過程中，為取得客觀有效的數據而設定了36個測試點，綜合所得的數據計算得知基坑開挖至結構達正負0，頻率為1次/2－7d。
4．2樁頂水平位移監測
測斜觀測計算需要初始的基本依據，所以施工人員需要在設置測斜孔的樁時也在樁頂設置觀測點，從而觀測到樁頂的水平位移。在與樁強剛性連接的冠梁頂上設下測點，以鉆孔方式埋設膨脹螺栓，并用紅色油漆涂于埋設點加以標記。依據具體的現場情況，在支護樁架設完成后，于基坑開挖影響范圍外埋設36個基準點，使用視準線法對木工程進行周期為基坑開挖至結構達正負0、頻率控制在1次/2－7d的實時監測。
4．3相鄰建筑物變形監測
在基坑工程建設中，施工人員必須要充分了解工程建設的需求已經周圍環境的具體情況，同時選定合適的地點對工程施工加以觀測，以便于及時了解工程建設的質量情況以及對周圍環境的影響，可以于建筑體基礎或其主體結構上用鉚釘槍、沖擊鉆等工具設置鋁合金鉚釘或膨脹螺栓來取得穩定其結構的效果。采用精密儀器(如水準儀和光學經緯儀)測定施工影響區內建筑體上布置的觀測點傾斜量和沉降值，從而計算出建筑體傾斜值。觀測期間不對人員、儀器設備、觀測路線等可能造成觀測誤差的因素做過多變動。木工程于基坑開挖前埋設80個測點，施工期間實施頻率為1次/2－7d的全程觀測，并把監測重點設置在開挖段50米范圍內。
4．4地下水位觀測
在基坑兩側土層中設置深度不大的觀測孔，管底標高通常在低于常年地下水位約4－5m處。根據現場已有的水文地質文獻和數據，設置木工程水位觀測孔10m深，用小型鉆孔機鉆孔至直徑100mm，然后將其置入裹著濾沙網的水位測管，再用凈砂回填填管壁和孔壁之間的間隙至離地0.5m處，最后為了防止地表水的滲透可用粘土將該間隙和地面之間的空隙粘合密封。為獲取到更為客觀有效的數據并排除其他因素的影響，又增加了2個觀測孔以觀測水位的變化情況并加以對比，以掌握地下水位的變化情況。此外，就整個工程而言，在基坑工程施工之前共設置了20個觀測點，以便對整個施工過程加以觀測，頻率保持在1次/2－7d。
5監測結果
5．1樁身變形情況
觀測人員可通過在基坑不同平面上設置的四根測斜管可以觀測到(地面開挖至基底標高)不同時間段內的樁體的豎向撓曲變化，最大值估測為40mm，因此可判斷樁頂的水平位移由于基坑沒有使用水平支撐而發生變大，并且隨著開挖深度的加大而飆升到最大值。如果第1層錨桿未能及時安放時，樁頂位移隨著開挖的深入而飛速變大，動為及時安放第1層錨桿后，高效的制止了樁頂的過分水平位移，位于錨固出的曲線段有肉眼可察覺的弧度;曰為在基坑開挖初始階段，第一層錨桿發揮了效果顯著的制約功能。因為由于靠近地面處而發生向基坑外方向的彎折的曲線，這是由剛度強的冠梁和接鄰樁體的連系作用所導致的。
5．2樁頂水平位移情況
結合對樁頂水平位移觀測的數據顯示，在基坑工程建設以來樁頂位移一直處于變化之中而且變化較為靈敏，但表現出了一定的規律。例如，在第1層錨桿施工過程中樁頂的變化規律是先快后慢，然后逐步趨向于穩定。
5．3周圍建筑物變形情況
根據測量收集到的數據顯示，基坑施工后最大的沉降量為－2.78mm，說明在基坑施工過程中并沒有對周圍建筑造成太大的影響，并未發大幅變形和沉降的現象也即沒有對周圍建筑造成安全隱患。
5．4地下水位變化情況
根據檢測獲取到的數據加以分析即可得知，該工程基坑的地下水位相對較為穩定，工程建設期間沒有較大的變化，表明基坑圍護結構建設質量較好，達到了預期的止水效果。
6結束語
一直以來，人們對地下施工和地下工程設計的問題感到苦手和難以解決，其主要因素就在于地下工程結構和地層的相互依存關系極其復雜，無論是受力特性還是其變形規律都和各種因素緊密關聯，例如地層性質、施工方法還有支護結構類型都等因素，這些因素都會對理論計算的推導結果產生實際偏差，從而使得理論計算無法全面預測和解決工程中出現的問題。所以以現場實際情況為依據進行觀測和分析是很有必要的。現場監測數據的不僅是施工過程中各種因素相互影響的具體體現，也更鮮明地反映出了真實的現場施工過程和基坑變化規律。該工程的施工過程的順利進行離不開科技手段，用科技手段對現場進行觀測和分析才能在保護工程順利進行的同時也保護基坑周邊建筑體的完好性。
作者：趙文治 單位：中鐵港航局集團深圳工程有限公司
參考文獻
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