林聰

（中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司，武漢 430034）

地下連續(xù)墻施工監(jiān)測(cè)

林聰

（中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司，武漢 430034）

結(jié)合大岳高速洞庭湖大橋君山側(cè)地連墻施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)例，分析了地連墻及內(nèi)襯鋼筋應(yīng)力、地連墻深層水平位移、墻頂沉降、地下水位的監(jiān)測(cè)結(jié)果。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)應(yīng)力、位移及對(duì)周圍環(huán)境的影響滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，施工過程中地連墻整體穩(wěn)定，對(duì)周邊環(huán)境無明顯影響。

基坑監(jiān)測(cè)；鋼筋應(yīng)力；深層位移；地下水位

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.05.015

1　引言

隨著我國(guó)大型橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，相應(yīng)的橋梁基坑的規(guī)模、深度也不斷加大，而基坑的規(guī)模和開挖深度的增大使基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題變得復(fù)雜和突出，保證基坑的安全施工顯得尤為重要。因此，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的基坑監(jiān)測(cè)工作是非常必要的。

2　項(xiàng)目概況

大岳高速洞庭湖大橋位于湖南省岳陽市七里山，全長(zhǎng)2390m，東起岳陽，西接君山，跨越湘江河道，是一座主跨1480m兩跨不對(duì)稱鋼桁梁懸索橋，是杭瑞國(guó)家高速公路湖南省大岳高速公路重點(diǎn)控制性工程，在目前同類型特大型橋梁領(lǐng)域內(nèi)排名世界前十。君山側(cè)錨碇基礎(chǔ)采用外葫蘆形，長(zhǎng)度方向總長(zhǎng)98m，葫蘆大圓外徑64m，小圓外徑56m，錨碇基礎(chǔ)深度為44.5～49.5m，君山側(cè)地連墻平面如圖1所示。

圖1　君山側(cè)地連墻平面圖

3　監(jiān)測(cè)方案

在基坑施工過程，只有對(duì)地連墻及內(nèi)襯的鋼筋應(yīng)力、地連墻深層水平位移、地連墻墻頂沉降和水平位移及地下水位等進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，才能對(duì)基坑的安全性和對(duì)周圍環(huán)境的影響程度有清楚的了解，確保基坑施工的順利進(jìn)行。根據(jù)君山側(cè)地連墻施工過程中需要關(guān)注的重點(diǎn)，進(jìn)行的主要施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容有：地連墻及內(nèi)襯鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)；地連墻深層水平位移監(jiān)測(cè)；地連墻墻頂沉降監(jiān)測(cè)；地下水位監(jiān)測(cè)。

3.1地連墻及內(nèi)襯鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)

地連墻鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)是在橋軸線上、與橋軸向成45毅角及與垂直橋軸線方向成15毅角上各布置測(cè)點(diǎn)。鋼筋應(yīng)力計(jì)布設(shè)在預(yù)定槽段的中部徑向剖面內(nèi)弧和外弧主筋上，每層對(duì)應(yīng)布置2個(gè)元件。內(nèi)襯鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)事在橋軸線上、與垂直橋軸線方向成15毅角上各布置測(cè)點(diǎn)。鋼筋應(yīng)力計(jì)布設(shè)在徑向剖面內(nèi)弧和外弧主筋上，自地連墻帽梁頂部向下分層布設(shè)，每層對(duì)應(yīng)布置2支元件。

3.2地連墻深層水平位移監(jiān)測(cè)

地連墻墻體深層水平位移采用預(yù)埋測(cè)斜管進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)斜管安裝在相應(yīng)槽段的鋼筋籠上，隨鋼筋籠一起下放至槽孔內(nèi)澆筑混凝土。

3.3地連墻墻頂沉降監(jiān)測(cè)

地連墻頂部沉降監(jiān)測(cè)在地連墻帽梁頂部埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。沉降采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。地連墻墻頂沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)借用施工測(cè)量控制網(wǎng)的高程基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.4施工期間地下水位監(jiān)測(cè)

對(duì)于地連墻外地下水位監(jiān)測(cè)則采用鉆孔埋設(shè)水位管的方式監(jiān)測(cè)地下水位。測(cè)試時(shí)，將電測(cè)水位計(jì)的探頭沿水位管向下放，同時(shí)有電纜式鋼尺顯示探頭的深度，當(dāng)探頭碰到孔內(nèi)水面時(shí)，水位計(jì)的蜂鳴器發(fā)出聲響，這時(shí)讀記出鋼尺電纜在管口處的深度，即可得到觀測(cè)孔孔內(nèi)的水位標(biāo)高。

4　監(jiān)測(cè)報(bào)警

監(jiān)測(cè)報(bào)警值指標(biāo)一般由累計(jì)變化量和變化速率兩個(gè)量控制，累計(jì)變化量的報(bào)警指標(biāo)不應(yīng)超過設(shè)計(jì)限值。周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)警值應(yīng)根據(jù)主管部門和設(shè)計(jì)的要求確定，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體規(guī)定時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求按表1選擇采用。

表1　基坑工程周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)警值

地連墻監(jiān)測(cè)報(bào)警值應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體規(guī)定時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求按表2選擇采用。

表2　地連墻結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)報(bào)警值

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，必須立即進(jìn)行危險(xiǎn)報(bào)警，并對(duì)保護(hù)對(duì)象采取應(yīng)急措施。

1）當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接近或達(dá)到監(jiān)測(cè)報(bào)警值；

2）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)或周邊土體的位移突然明顯增長(zhǎng)或基坑出現(xiàn)流砂、管涌、隆起、陷落或較嚴(yán)重的滲漏等；

3）周邊建筑的結(jié)構(gòu)部分、周邊地面出現(xiàn)較嚴(yán)重的突發(fā)裂縫或危害結(jié)構(gòu)的變形裂縫；

4）根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)判斷，出現(xiàn)其他必須進(jìn)行危險(xiǎn)報(bào)警的情況。

5　監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

5.1地連墻及內(nèi)襯鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，地連墻應(yīng)力監(jiān)測(cè)最大值出現(xiàn)在11#槽段外側(cè)，鋼筋最大拉應(yīng)力為43.55MPa，測(cè)點(diǎn)位置距離帽梁頂22.5m處，最大應(yīng)力小于報(bào)警值，距帽梁頂22.5m處外側(cè)鋼筋應(yīng)力如圖2所示。

圖2　距帽梁頂22.5m處外側(cè)鋼筋應(yīng)力

地連墻開挖后，隨著每層的內(nèi)襯閉合，地連墻底部和上部被約束，薄弱部分為內(nèi)襯以下開挖出的地連墻，該部分地連墻在土壓力的作用下向基坑內(nèi)部彎曲。隨著開挖深度的增加，地連墻鋼筋所受應(yīng)力也在增加，在底板混凝土澆筑完成后，應(yīng)力逐漸減小。開挖過程中，開挖層和開挖層附近的應(yīng)力增大變化很明顯。

內(nèi)襯同一深度處的鋼筋應(yīng)力沿圓周不均勻，尤其是內(nèi)側(cè)。內(nèi)襯應(yīng)力與地連墻應(yīng)力變化密切相關(guān)，兩者相互制約，協(xié)調(diào)變化。因此，內(nèi)襯作為基坑內(nèi)后制作的支護(hù)構(gòu)件，對(duì)協(xié)調(diào)地連墻的變形、發(fā)揮錨碇支護(hù)體系的拱效應(yīng)有著積極的意義。內(nèi)襯距帽梁頂8.0m槽段鋼筋應(yīng)力如圖3所示。

圖3　內(nèi)襯距帽梁頂8.0m槽段鋼筋應(yīng)力（單位：MPa）

5.2地連墻深層水平位移監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，地表施工的重型機(jī)械停放及堆載，對(duì)地連墻的深層水平位移影響很大。地連墻各槽段基本都向基坑內(nèi)傾斜，位移值在底板澆筑完成后有所回落，最終趨于穩(wěn)定。地連墻的深層水平位移受開挖深度有一定程度的影響，隨著開挖深度的加深，深層水平位移的范圍也在擴(kuò)大。地連墻測(cè)斜管CX5位移分布如圖4所示。

圖4　地連墻測(cè)斜管CX5位移分布圖

在整個(gè)基坑開挖過程中，地連墻深層水平位移值主要在-3～14mm之間，周邊土體的深層水平位移值主要分布在-5～3mm之間。地連墻的深層水平位移變化比較平緩，沒有明顯突變現(xiàn)象發(fā)生，均沒有超過報(bào)警值。

5.3地連墻墻頂沉降監(jiān)測(cè)

地連墻頂部沉降主要在-5～10mm之間。地連墻頂部沉降最大值為9.20mm，低于報(bào)警值。在基坑開挖過程中，地連墻頂部整體沉降略有波動(dòng)，在底板澆筑完成后，趨于穩(wěn)定。地連墻頂部沉降曲線如圖5所示。

圖5　地連墻頂部沉降曲線圖

在基坑開挖過程中，地連墻頂部有一部分測(cè)點(diǎn)為隆起狀態(tài)，有一部分是下沉狀態(tài)，整體波動(dòng)變化不大，沒有出現(xiàn)較嚴(yán)重的不均勻沉降現(xiàn)象。

5.4地下水位監(jiān)測(cè)

基坑開挖前期水位波動(dòng)較大，開挖中期水位有一定程度上升，后期水位變化較小，開挖完成后水位整體變化比較穩(wěn)定。地下水位變化曲線如圖6所示。

在整個(gè)開挖過程中，各層土體開挖基本是在干燥條件下進(jìn)行，使得施工效率有很大的提高。說明此錨碇基坑的防降水工藝是滿足要求的，地連墻施工質(zhì)量較好，起到了良好的止水作用。開挖完成后，經(jīng)過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的巡視發(fā)現(xiàn)，基坑底部和地連墻均無明顯滲水。

圖6　地下水位變化曲線圖

6　結(jié)語

通過對(duì)大岳高速洞庭湖大橋君山側(cè)地下連續(xù)墻施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，得出如下結(jié)論：

1）基坑開挖深度增加，地連墻鋼筋應(yīng)力也增大。底板混凝土澆筑完畢后，地連墻鋼筋應(yīng)力緩慢回落。內(nèi)襯應(yīng)力與地連墻應(yīng)力變化密切相關(guān)，兩者相互制約，協(xié)調(diào)變化。

2）在基坑開挖后，內(nèi)襯還未澆筑時(shí)，該位置地連墻位移相對(duì)較大。內(nèi)襯澆筑完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后，地連墻位移減小。

3）在基坑開挖過程中，地連墻頂部沉降值略有波動(dòng)，在底板澆筑完成后，沉降趨于穩(wěn)定。

4）基坑開挖前期水位波動(dòng)較大，開挖中期水位有一定程度上升，后期水位變化較小，開挖完成后水位整體變化比較穩(wěn)定。

【1】GB50497—2009建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

【2】李慶偉，陳龍華，程金明.北京某深基坑監(jiān)測(cè)實(shí)例分析[J].施工技術(shù)，2008,9(37):30-32.

【3】安關(guān)峰，宋二祥.廣州地鐵琶洲塔站工程基坑監(jiān)測(cè)分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2005(3):26-30.

【4】姜晨光.基坑工程理論與實(shí)踐[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

Construction Monitoring of the Underground Continuous Wall

LIN Cong
(China Rrail Way Bridge Science Research Institute Co.Ltd.,Wuhan 430034,China)

Combined with practical project of the underground continuous wall construction monitoring in Junshan side of Dayue high-speed Dongting lake bridge,analysis the monitoring results of reinforcement stress of underground continuous wall and lining,deep horizontal displacement of underground continuous wall,the underground continuous wall subsidence,the underground water level.The results show that structural stress,displacement and the influence on surrounding environment to meet the requirements of the specification and design,the underground continuous wall is stable in the process of construction,it had no significant effect on the surrounding environment.

foundation pit monitoring;rebar stress;deep displacement;underground water level

TU476.+3;TU753

B

1007-9467（2016）05-0064-03

林聰（1987～），男，湖北武漢人，助理工程師，從事橋梁檢測(cè)與研究，（電子信箱）280045338@qq.com。

2016-01-07