郭剛

（成都軌道交通集團(tuán)有限公司，四川 成都 610041）

地鐵基坑工程一般采用圍護(hù)樁加內(nèi)支撐的形式進(jìn)行支護(hù)，為確保在基坑土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工過程中基坑安全穩(wěn)定，需對(duì)圍護(hù)樁體水平位移進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。如何有效開展監(jiān)測(cè)工作和提高位移監(jiān)測(cè)精度，一直都是地鐵工程監(jiān)測(cè)關(guān)注的焦點(diǎn)與難點(diǎn)。樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)常采用在圍護(hù)樁內(nèi)預(yù)埋測(cè)斜管，使用活動(dòng)式測(cè)斜儀上下滑動(dòng)的方法來觀測(cè)各深度處的水平位移變化量[1]。測(cè)斜儀利用重力擺錘始終保持鉛直方向的性質(zhì)，測(cè)得儀器中軸線與擺錘垂直線的傾角，當(dāng)樁體發(fā)生變形時(shí)，傾角隨之發(fā)生變化，傾角經(jīng)過電信號(hào)轉(zhuǎn)化輸出并在儀器上顯示，通過計(jì)算得知被測(cè)樁體的深層水平位移變化值。

由于現(xiàn)場(chǎng)安全意識(shí)不足及監(jiān)測(cè)保護(hù)措施不當(dāng)?shù)仍?，在?shí)際的樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)過程中，常面臨各種各樣的問題，水平位移監(jiān)測(cè)工作無法達(dá)到預(yù)期的效果。因此在深基坑樁體水平位移監(jiān)測(cè)中，如何保證監(jiān)測(cè)工作的有效實(shí)施及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性則顯得十分重要。

1 樁體位移監(jiān)測(cè)目的

地鐵基坑具有規(guī)模大、開挖深、周邊環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)。隨著基坑土方大量外運(yùn)，整個(gè)基坑支護(hù)體系在外部綜合作用力下產(chǎn)生變形，樁體深層水平位移的大小是反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形最直觀的表現(xiàn)形式之一，通過對(duì)樁體位移的監(jiān)測(cè)，可及時(shí)了解圍護(hù)樁變形情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)過大時(shí)，及時(shí)通知施工單位采取加密鋼支撐等有效控制措施，避免安全事故發(fā)生[2]。除此之外，將監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)單位，為設(shè)計(jì)提供更符合工程實(shí)際情況的數(shù)據(jù)，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的不利情況加以調(diào)整與改善。

2 存在問題及控制措施

2.1 測(cè)斜管預(yù)埋

測(cè)斜管的埋設(shè)質(zhì)量是獲得可靠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和保證測(cè)量精度的前提。由于現(xiàn)場(chǎng)埋點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)不足及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)工作的不重視，常造成測(cè)斜管預(yù)埋不規(guī)范，測(cè)斜管成活率不高等問題，給后續(xù)監(jiān)測(cè)工作留下隱患。

2.1.1 埋設(shè)位置不當(dāng)

圍護(hù)樁施工過程中，監(jiān)測(cè)人員未及時(shí)預(yù)埋測(cè)斜管，造成基坑關(guān)鍵位置缺失測(cè)斜管或局部位置測(cè)斜管扎堆等現(xiàn)象；測(cè)斜管位于基坑內(nèi)側(cè)方向，導(dǎo)致測(cè)斜管在基坑開挖過程中極易被破壞；測(cè)斜管位于龍門吊軌道區(qū)域等位置，后期極易被軌道或其他設(shè)施遮擋，造成測(cè)點(diǎn)破壞。

建議在測(cè)斜管預(yù)埋過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)交底的位置在對(duì)應(yīng)圍護(hù)樁鋼筋籠內(nèi)綁扎測(cè)斜管，確保關(guān)鍵位置埋設(shè)測(cè)斜管；測(cè)斜管一般放置于基坑外側(cè)方向，同時(shí)加強(qiáng)與施工方前期溝通協(xié)調(diào)，避開龍門吊軌道、擋土墻等設(shè)施，確保測(cè)斜管不被壓蓋遮擋，可靠穩(wěn)定。

2.1.2 埋設(shè)質(zhì)量不高

測(cè)斜管導(dǎo)槽上下對(duì)接不順暢，導(dǎo)致后期監(jiān)測(cè)時(shí)測(cè)斜儀導(dǎo)輪出現(xiàn)滑槽等現(xiàn)象；測(cè)斜管接口封閉不密實(shí)，混凝土澆筑過程中漿液進(jìn)入測(cè)斜管，造成測(cè)斜管被堵等現(xiàn)象；鋼筋籠下放過程中扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)致測(cè)斜管導(dǎo)槽與基坑位移方向存在夾角，導(dǎo)槽方向與基坑變形的方向不一致，監(jiān)測(cè)變形量比實(shí)際位移情況偏小。

建議測(cè)斜管上下對(duì)接過程中，確保導(dǎo)槽相互對(duì)準(zhǔn)、順暢無誤后，在通過螺絲最后固定；在測(cè)斜管管口、各段接口、管底等位置通過刷涂膠水、纏繞膠帶、加裝保護(hù)蓋等措施，確保測(cè)斜管密封、防止混凝土漿液進(jìn)入管內(nèi)造成測(cè)斜管破壞；測(cè)斜管在綁扎及鋼筋籠下放過程中，及時(shí)通過旋轉(zhuǎn)的方式確保測(cè)斜管其中一對(duì)導(dǎo)槽與基坑變形方向保持一致。

2.1.3 埋設(shè)深度不足

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中，常因各種原因造成測(cè)斜管長(zhǎng)度不足等現(xiàn)象。建議在測(cè)斜管綁扎過程中，樁體位移測(cè)斜管預(yù)埋長(zhǎng)度不宜小于圍護(hù)樁體的深度，土體位移測(cè)斜管預(yù)埋長(zhǎng)度不宜小于基坑設(shè)計(jì)深度的1.5 倍[3]；在圍護(hù)樁樁頭破除和冠梁施做過程中，應(yīng)重點(diǎn)做好測(cè)斜管的保護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)測(cè)斜管時(shí)應(yīng)第一時(shí)間接長(zhǎng)并妥善保護(hù)，避免混凝土碎塊等雜物掉入測(cè)斜管內(nèi)造成測(cè)斜管深度不足。

2.2 樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)過程中不規(guī)范行為也會(huì)給樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成較大影響，如何有效實(shí)施控制措施提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性是監(jiān)測(cè)工作重中之重。

2.2.1 儀器設(shè)備使用

儀器精度不滿足要求、儀器性能不穩(wěn)定或未在檢定有效期范圍內(nèi)使用等造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或較大誤差。建議測(cè)斜儀在購(gòu)買時(shí)應(yīng)重點(diǎn)選擇監(jiān)測(cè)精度高和性能穩(wěn)定可靠的儀器，儀器電纜長(zhǎng)度應(yīng)大于測(cè)斜孔的深度。監(jiān)測(cè)過程中應(yīng)設(shè)置儀器管理員專門負(fù)責(zé)儀器設(shè)備的保管、維修和檢校工作；同時(shí)建立儀器管理臺(tái)賬，包括儀器規(guī)格、性能、精度檢定、使用、修理及移交驗(yàn)收記錄等情況，保證監(jiān)測(cè)儀器性能滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求。

2.2.2 測(cè)斜讀數(shù)間距

測(cè)斜讀數(shù)間距選取過大，造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有誤。如1.0m 間距測(cè)量一次，樁體位移變化趨勢(shì)雖與真實(shí)情況保持一致，但變化絕對(duì)值與真實(shí)值存在較大的差別。建議測(cè)斜讀數(shù)間距與測(cè)斜儀探頭導(dǎo)輪的間距相同，一般為0.5m 間距測(cè)量一次，等輪距測(cè)量才能更真實(shí)反應(yīng)樁體變化情況。當(dāng)測(cè)斜管單向傾斜且各段彎曲的曲率變化連續(xù)時(shí)，2 倍或多倍輪距測(cè)量的結(jié)果才會(huì)與單倍輪距測(cè)量的結(jié)果保持一致，否則測(cè)量結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)較大的誤差甚至錯(cuò)誤，極大影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4]。

2.2.3 數(shù)據(jù)采集過程

原始數(shù)據(jù)采集過程中，由于操作不規(guī)范出現(xiàn)數(shù)據(jù)未穩(wěn)定便進(jìn)行采集或電纜線深度值與儀器記錄深度值不一致等現(xiàn)象，造成測(cè)斜原始數(shù)據(jù)記錄有誤?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)過程中，所有監(jiān)測(cè)人員需加強(qiáng)學(xué)習(xí)、持證上崗、規(guī)范操作，測(cè)斜電纜線刻度值與數(shù)據(jù)記錄保持同步，儀器數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；當(dāng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集過程出現(xiàn)失誤時(shí)，監(jiān)測(cè)人員應(yīng)立即停止當(dāng)前操作，重新開始采集數(shù)據(jù)，確保原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。

2.2.4 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)頻率

基坑開挖階段，樁體位移監(jiān)測(cè)存在頻率不足的問題。人工監(jiān)測(cè)頻率一般為1 次/d 或2 次/d，人工采集數(shù)據(jù)具有瞬時(shí)性，采集的數(shù)據(jù)極易受到現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜施工環(huán)境的影響；加密監(jiān)測(cè)時(shí)，人工監(jiān)測(cè)作業(yè)量極大，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)造假等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，給數(shù)據(jù)分析和判斷帶來困難。建議有條件的情況下積極研發(fā)和推廣樁體深層水平位移自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲取工程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)圍護(hù)樁及基坑安全狀態(tài)評(píng)估提供有效的論據(jù)；提前預(yù)警消除可能存在的隱患，確保施工安全[5]。

2.3 數(shù)據(jù)處理分析

樁體深層水平位移數(shù)據(jù)處理分析過程中要充分考慮各種因素可能對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的影響，綜合判斷并給出科學(xué)正確的結(jié)論和良性施工建議。

2.3.1 數(shù)據(jù)計(jì)算過程

測(cè)斜管管底產(chǎn)生較大位移或測(cè)斜管深度不足時(shí)，以測(cè)斜管底部為起算點(diǎn)造成計(jì)算結(jié)果有誤等。建議上述情況測(cè)斜計(jì)算以管頂作為起算點(diǎn)，從上往下進(jìn)行計(jì)算并結(jié)合樁頂水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正[6]；還需建立多級(jí)復(fù)核制度，加大原始數(shù)據(jù)、計(jì)算過程、成果報(bào)告的審核力度，避免出現(xiàn)人為計(jì)算錯(cuò)誤。

2.3.2 周邊環(huán)境荷載

基坑周邊不確定的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)荷載會(huì)對(duì)基坑產(chǎn)生較大的附加力，對(duì)樁體位移監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。監(jiān)測(cè)人員應(yīng)在外部環(huán)境影響較小時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，盡量避開大型車輛等不確定的動(dòng)態(tài)荷載干擾，實(shí)在不可避免時(shí)，則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做好巡視記錄，在數(shù)據(jù)分析時(shí)作為參考，以免影響數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)結(jié)論的判定。

2.3.3 水文地質(zhì)地貌

基坑水文及特殊地質(zhì)地貌直接影響基坑的變形情況。雨季連續(xù)的降雨導(dǎo)致土壤中含水量驟增，基坑所受的水土壓力增加，圍護(hù)樁變形增大，突遇大雨、暴雨等惡劣天氣，圍護(hù)樁常發(fā)生突變現(xiàn)象。當(dāng)圍護(hù)樁處于回填土、殘積土、膨脹性土等不良地質(zhì)中或基坑兩側(cè)地形地貌差距較大時(shí)，圍護(hù)樁變形較大且呈現(xiàn)特殊的規(guī)律性。因此在數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)充分考慮特殊地質(zhì)條件、原始地形地貌、基坑地下水位變化及惡劣極端天氣等情況[7]。

2.3.4 特殊支撐設(shè)計(jì)

出于基坑及周邊環(huán)境安全考慮，基坑部分支撐常采用混凝土支撐設(shè)計(jì)方案，混凝土支撐較鋼支撐而言具有剛度大、整體變形小的特性。在數(shù)據(jù)分析時(shí)要充分考慮支撐的布設(shè)形式，鋼支撐與混凝土支撐不同的受力變形特點(diǎn)。

3 監(jiān)測(cè)補(bǔ)救措施

在基坑監(jiān)測(cè)過程中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)難免有被堵、破壞、遮擋等問題，造成無法持續(xù)監(jiān)測(cè)等。監(jiān)測(cè)單位應(yīng)充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取合理的補(bǔ)救措施、及時(shí)監(jiān)測(cè)、保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

（1）測(cè)斜管被堵造成深度不足時(shí)，建議測(cè)斜管未堵部分仍采用測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)處理采用從上往下計(jì)算并結(jié)合樁頂水平位移數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；測(cè)斜管擁堵部分采用在圍護(hù)樁外張貼反射片等使用全站儀監(jiān)測(cè)的方法，數(shù)據(jù)處理采用坐標(biāo)對(duì)比的方式進(jìn)行。

（2）測(cè)斜管被壓蓋或被破壞造成無法監(jiān)測(cè)時(shí)，建議根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度綜合判斷。當(dāng)基坑土方開挖完成施做主體結(jié)構(gòu)階段時(shí)，建議采取加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡視、重點(diǎn)參考其他項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的方式判定基坑安全與否；當(dāng)基坑還在土方開挖階段時(shí)，建議在圍護(hù)樁內(nèi)或圍護(hù)樁外側(cè)地表鉆孔重新布設(shè)深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用鉆孔法埋設(shè)測(cè)點(diǎn)時(shí)，測(cè)斜管與孔壁之間應(yīng)回填密實(shí)。

4 監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)

（1）在測(cè)斜管預(yù)埋工作中一定要規(guī)范操作、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的保護(hù)，避免造成測(cè)斜管擁堵及破壞；基坑重要及關(guān)鍵位置測(cè)斜管預(yù)埋必要時(shí)應(yīng)加密布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以達(dá)到提高測(cè)斜管存活率的目的。

（2）工程開始前，應(yīng)對(duì)測(cè)斜儀進(jìn)行全面維修保養(yǎng)，測(cè)斜儀探頭在使用過程中一定要輕拿輕放，數(shù)據(jù)采集前對(duì)每個(gè)測(cè)斜孔進(jìn)行清理，并使用模擬探頭對(duì)測(cè)斜管滑槽進(jìn)行檢查，最大限度保證測(cè)斜儀探頭的安全。

（3）數(shù)據(jù)采集過程中，應(yīng)小心緩慢地將探頭下放至測(cè)斜管底部，切忌測(cè)斜儀探頭自由下落，以免使探頭急速墜落至測(cè)斜管底部造成測(cè)斜管及探頭的損壞；讀數(shù)時(shí)需保證測(cè)斜儀與管內(nèi)溫度基本一致，顯示儀讀數(shù)穩(wěn)定才開始測(cè)量。

（4）監(jiān)測(cè)過程做好安全知識(shí)的宣貫，監(jiān)測(cè)人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)必須做好安全防護(hù)措施，特別是在起重吊裝區(qū)域、擋土墻內(nèi)側(cè)、龍門吊軌行區(qū)域等，應(yīng)著重注意人身的安全。監(jiān)測(cè)間隙，監(jiān)測(cè)人員應(yīng)整理收納好儀器，絕不可將儀器隨意放置在施工現(xiàn)場(chǎng)造成損壞。

5 結(jié)論及建議

（1）測(cè)斜儀作為樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)最重要的儀器，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注靈敏度、測(cè)量精度、穩(wěn)定性及防水性能等參數(shù)；測(cè)斜管作為測(cè)斜儀上下滑動(dòng)的通道，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注測(cè)斜管的直徑、柔性和剛度等參數(shù)。

（2）地鐵建設(shè)過程中應(yīng)充分發(fā)揮監(jiān)理單位及第三方監(jiān)測(cè)單位監(jiān)督管理的職能，加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè)工作的認(rèn)識(shí)，規(guī)范測(cè)斜管預(yù)埋過程，加強(qiáng)對(duì)安全監(jiān)測(cè)過程的指導(dǎo)管控。確保形成第三方監(jiān)測(cè)與施工監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、緊密協(xié)作的安全監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)體系。

（3）加強(qiáng)“按基坑穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)和按變形控制設(shè)計(jì)”和支撐體系的理論研究，進(jìn)一步完善樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，做到科學(xué)預(yù)警、規(guī)范預(yù)警，保證基坑及周邊環(huán)境安全，使監(jiān)測(cè)真正發(fā)揮作用[8]。

（4）自動(dòng)化監(jiān)測(cè)作為監(jiān)測(cè)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)能有效減少人為誤差的影響，克服人為監(jiān)測(cè)頻率的不足，從長(zhǎng)期來看，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)無論從成本還是對(duì)于建設(shè)過程的風(fēng)險(xiǎn)把控上都比人工監(jiān)測(cè)有著較大優(yōu)勢(shì)。

（5）樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)作為基坑監(jiān)測(cè)的重要測(cè)項(xiàng)，對(duì)于基坑的安全分析有著重要的作用。監(jiān)測(cè)單位在數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)充分綜合現(xiàn)場(chǎng)施工、水文地質(zhì)及其他各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合判斷基坑安全。