談寶林 王俊虎

摘 要：上海某公司1#船塢接長(zhǎng)改造工程， 船塢主體采用輕型分離式結(jié)構(gòu)，塢墻采用單錨鋼板樁加高樁承臺(tái)的組合結(jié)構(gòu)，受力狀態(tài)復(fù)雜。為了保證改造施工船塢基坑開(kāi)挖過(guò)程中塢壁結(jié)構(gòu)及原船塢、高吊軌道等周邊結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，并為掌握工程施工情況，實(shí)現(xiàn)信息化施工和管理，必須進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)告對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和變形趨勢(shì)進(jìn)行分析，并依據(jù)不斷變化的外部環(huán)境條件和施工實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整施工步驟，安全順利地進(jìn)行工程施工，避免事故發(fā)生，以確保工程施工安全、質(zhì)量可靠。工程監(jiān)測(cè)實(shí)施監(jiān)測(cè)方法，為類似工程提供了寶貴資料和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：干船塢改造;船塢基坑;工程監(jiān)測(cè);錨拉板樁

中圖分類號(hào)：U673.331? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）09-0142-04

上海崇明長(zhǎng)興鎮(zhèn)地處軟土地區(qū)，土質(zhì)情況復(fù)雜，船塢工程基坑設(shè)計(jì)方案的理論模型計(jì)算是否真正反映了實(shí)際工程狀況，只有工程設(shè)計(jì)方案在實(shí)施的過(guò)程中才能真正反映實(shí)際的情況并最終驗(yàn)證，而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)可以如實(shí)確定驗(yàn)證數(shù)據(jù)的重要手段。由于不同工程所處環(huán)境具體巖土地質(zhì)不同、周邊建構(gòu)筑物及使用狀況不同、施工方案工藝不同、對(duì)工期及使用要求也不同，不可能在設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮所有復(fù)雜因素。而這些均可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)記錄，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、研究，從而在施工過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)輔以修正、補(bǔ)充和完善。

按監(jiān)測(cè)要求，對(duì)土層和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以隨時(shí)掌握內(nèi)力變化情況，對(duì)臨近建筑物沉降和位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以隨時(shí)掌握變化情況。將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及預(yù)警值進(jìn)行對(duì)比分析，從而識(shí)別前一步施工工藝方案和施工參數(shù)是否可行，是否需要修正，從而指導(dǎo)下一步施工，這樣不斷循環(huán)實(shí)現(xiàn)信息化安全施工。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的成果，是工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)施工判斷工程是否安全的依據(jù)，也是工程施工決策的眼睛。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是判斷對(duì)基坑周圍進(jìn)行保護(hù)是否有效、及時(shí)的依據(jù)，也是確定是否要修正方案的基礎(chǔ)。在船塢基坑施工開(kāi)挖全過(guò)程中，通過(guò)對(duì)周邊裝焊平臺(tái)、總組平臺(tái)、高吊軌道基礎(chǔ)、變電站、原塢墻廊道和塢室底板等各項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，將結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，從而保證周邊建構(gòu)筑物的安全。

1 工程概況

上海某公司位于崇明區(qū)長(zhǎng)興島新開(kāi)港的下游，30萬(wàn)噸級(jí)船塢兩座，并排布置在廠區(qū)西南側(cè)，南臨長(zhǎng)江。 1#船塢位于上游（西側(cè)），尺寸520m×76m×11.6m（深）;2#船位于下游（東側(cè)），尺寸510m×106m×11.6m（深）。二塢塢壁線凈距離 52m，塢頂?shù)仄簶?biāo)高+4.80m，在兩座船塢上，均配置2臺(tái)600噸門式起重機(jī)，及若干門座式起重機(jī)及構(gòu)筑物，起重機(jī)軌道梁至塢壁基坑距離只有6米。

擬改造1#船塢主體結(jié)構(gòu)采用設(shè)減壓排水的輕型分離式結(jié)構(gòu)，其中塢墻采用高樁承臺(tái)錨拉組合箱型鋼板樁結(jié)構(gòu)，船塢底板采用群樁基上現(xiàn)澆鋼筋混凝土大板結(jié)構(gòu)，塢口采用現(xiàn)澆整體式“U”形結(jié)構(gòu)。擬建場(chǎng)地陸域處屬河口、砂島、砂嘴和潮灘地貌類型。此次工程主要是對(duì)1#塢進(jìn)行接長(zhǎng)改造，接長(zhǎng)后船塢有效尺寸為：660m×76m×11.6m，同時(shí)對(duì)原塢底板進(jìn)行針對(duì)性改造。改造過(guò)程中，要保證周邊建筑構(gòu)筑物安全并正常使用。

2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及預(yù)警

2.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方法、場(chǎng)地工程地質(zhì)及環(huán)境條件，本工程施工監(jiān)測(cè)主要是施工影響區(qū)域內(nèi)的：船塢外廊道及拉桿施工區(qū)域土方開(kāi)挖施工時(shí)的基坑監(jiān)測(cè)（圍護(hù)墻或邊坡的沉降位移等）;接長(zhǎng)部分塢墻承臺(tái)位移、沉降;塢墻拉桿的軸力和變位;鋼支撐的軸力和變位;塢墻后地下水位變化;錨碇結(jié)構(gòu)的變形、位移;塢室土方開(kāi)挖期間獨(dú)立吊車道樁基的變位監(jiān)測(cè);現(xiàn)有1#塢塢墻以及臨近的2#船塢等其他構(gòu)筑物的變位監(jiān)測(cè);塢底板加固區(qū)域及原塢尾過(guò)渡段區(qū)域，船塢坑底隆起;施工過(guò)程中，現(xiàn)有船塢進(jìn)出塢放水前后，對(duì)1#船塢周邊變形趨勢(shì)及變形影響分析進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.2 監(jiān)測(cè)警戒值

船塢施工監(jiān)測(cè)指標(biāo)由累計(jì)變化量和變化速率控制。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求和類似工程經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)工況，確定警戒值控制見(jiàn)表1。

3監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)和保護(hù)

3.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

船塢周邊臨近建構(gòu)筑物水平位移、吊車道樁基水平位移、船塢基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移、塢墻結(jié)構(gòu)深層水平位移、塢墻鋼拉桿軸力、塢墻后地下水位、錨碇墻頂水平位移、臨時(shí)鋼支撐軸力，布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

3.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)在現(xiàn)場(chǎng)施工中是一項(xiàng)非常重要的工作，它可以保證基坑監(jiān)測(cè)工作的準(zhǔn)確性、連續(xù)性，為施工安全提供有力保障。

3.2.1測(cè)斜及水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)

為降低測(cè)管損壞的概率，測(cè)管埋設(shè)位置盡量靠近廊道壁面，回填土過(guò)程中，先回填測(cè)管周圍，再回填測(cè)管外圍，分層回填，邊回填邊壓密實(shí)?；靥钔两Y(jié)束后用保護(hù)架進(jìn)行保護(hù)。

水位管埋設(shè)位置位于止水樁后側(cè)，埋設(shè)完畢后及時(shí)使用保護(hù)套管進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)套管的直徑為120mm，壁厚8mm，用油漆涂抹紅白相間的警戒色。保護(hù)架側(cè)壁掛上警示牌，提醒相關(guān)人員注意測(cè)點(diǎn)保護(hù)。

3.2.2鋼拉桿和鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)點(diǎn)

鋼拉桿和鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)保護(hù)，關(guān)鍵在于信號(hào)線的保護(hù)。鋼拉桿信號(hào)線采用軟質(zhì)塑料管包裹，沿著鋼拉桿下部逐漸引至廊道壁面直至引出地面安全位置。每根鋼支撐信號(hào)線歸攏后，用固體膠固定在鋼支撐底部，沿著鋼支撐引至基坑頂部安全位置。

3.2.3沉降位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)

沉降位移觀測(cè)點(diǎn)采用埋設(shè)觀測(cè)銅釘。觀測(cè)銅釘旁邊用紅色油漆做好警示標(biāo)志并標(biāo)示好測(cè)點(diǎn)編號(hào)。

4監(jiān)測(cè)方法

4.1沉降位移監(jiān)測(cè)

基坑圍護(hù)沉降與水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)采取共用一個(gè)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)預(yù)留孔進(jìn)行棱鏡安裝。

船塢結(jié)構(gòu)及其他建筑物上的沉降位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要采用棱鏡+銅釘?shù)姆绞竭M(jìn)行。

水平位移按照二等表層水平位移測(cè)量控制。視準(zhǔn)線的兩個(gè)基點(diǎn)選擇在較穩(wěn)定的區(qū)域，且便于安置儀器和監(jiān)測(cè)。水平位移觀測(cè)可以采用全站儀直接掃點(diǎn)計(jì)算坐標(biāo)法進(jìn)行。

沉降按照二等測(cè)量進(jìn)行，采用水準(zhǔn)儀測(cè)試，通過(guò)工作基點(diǎn)間聯(lián)測(cè)一條二等水準(zhǔn)閉合線路從而測(cè)試出各點(diǎn)高程。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程初始值在基坑開(kāi)挖前期兩次測(cè)定（兩次取平均），某監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次高程減前次高程的差值為本次垂直位移，本次高程減初始高程的差值為累計(jì)垂直位移。

設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)位于變形范圍之外，不受壓、震和不遭受碰撞的地方，要穩(wěn)定可靠，且不小于3個(gè)，以資相互校核。

4.2深層水平位移監(jiān)測(cè)

船塢接長(zhǎng)部分鋼板樁變形監(jiān)測(cè)采用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁成孔，埋設(shè)測(cè)斜管方法進(jìn)行觀測(cè)。

測(cè)試方法采用CX數(shù)顯型測(cè)斜儀對(duì)已埋設(shè)好的ABS管自下而上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得不同深度處的傾角，通過(guò)計(jì)算和換算得出各標(biāo)高位置處的水平位移量，測(cè)試精度為0.1mm。假定以管底為不動(dòng)點(diǎn)，同時(shí)用光學(xué)儀器測(cè)量管口位移作為控制值，以校核管底不動(dòng)的假設(shè)。在船塢基坑開(kāi)挖前一周確定初始讀數(shù)。

測(cè)斜儀的量測(cè)原理如圖1所示，圖中探測(cè)頭下作用點(diǎn)相對(duì)于上作用點(diǎn)的水平偏差通過(guò)儀器測(cè)得的傾角自動(dòng)計(jì)算生成，其計(jì)算原理公式為：

式中： ——量測(cè)第段相對(duì)水平偏差變量值;

——量測(cè)第段垂直長(zhǎng)度數(shù)量值，通常取為0.5米，1.0米等整數(shù)值;

——量測(cè)第段相對(duì)傾角變量值。

將每段間隔取為固定整數(shù)的常數(shù)，則水平偏差總量與水平位移僅為的數(shù)學(xué)函數(shù)，同時(shí)計(jì)入管端水平位移量值，即。

4.3地下水位監(jiān)測(cè)

地下水位管采用鉆孔埋設(shè)的方式。鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁成孔，當(dāng)鉆孔達(dá)到埋設(shè)深度后，沉入裹有濾網(wǎng)的水位管。水位管沉入設(shè)計(jì)標(biāo)高后，管壁外側(cè)用凈砂回填過(guò)濾，最上面用粘土進(jìn)行封填保護(hù)，防止地表水流入。

水位計(jì)探頭外有金屬外殼，內(nèi)部安裝水阻觸探點(diǎn)。當(dāng)觸探點(diǎn)接觸水面時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，同時(shí)峰值顯示器中的電壓指針偏轉(zhuǎn)。測(cè)量電纜利用鋼尺和導(dǎo)線塑膠工藝合二為一，既阻止了鋼尺銹蝕，又方便操作，且讀數(shù)方便、準(zhǔn)確。觀測(cè)孔內(nèi)水位至孔口距離定期記錄，依據(jù)孔口高程推算水位面高程。

4.4應(yīng)力監(jiān)測(cè)

測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在具有代表性、受力設(shè)計(jì)最大斷面，應(yīng)變計(jì)一般設(shè)在支撐的約1/3處，并且避開(kāi)接頭位置。在鋼支撐或鋼拉桿兩個(gè)側(cè)面的進(jìn)行打磨，然后點(diǎn)焊應(yīng)變片，最后對(duì)應(yīng)變片進(jìn)行隔水處理。信號(hào)線需要利用軟管進(jìn)行保護(hù)處理，最后引至安全位置進(jìn)行測(cè)試。

現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)試所得的數(shù)值為頻率（單位為Hz），根據(jù)率定值通過(guò)計(jì)算可得到支撐軸力（單位為kPa），根據(jù)開(kāi)挖深度和軸力變化情況，繪制相關(guān)曲線成果圖。

5監(jiān)測(cè)頻率

5.1船塢接長(zhǎng)段監(jiān)測(cè)頻率

開(kāi)挖深度≤5m時(shí)，監(jiān)測(cè)頻率為1次/2天，開(kāi)挖深度>5m，監(jiān)測(cè)頻率為1次/1天，監(jiān)測(cè)過(guò)程中依據(jù)實(shí)際情況可進(jìn)行調(diào)整。

5.2船塢底板加固段監(jiān)測(cè)頻率

（1）1號(hào)船塢底板改造施工前，對(duì)所有原底板進(jìn)行初始值測(cè)試。底板改造區(qū)域基坑隆起測(cè)試時(shí)間為底板樁基施工期間，測(cè)試區(qū)域?yàn)榇驑秴^(qū)域相鄰底板。

（2）1號(hào)船塢底板改造前，對(duì)1號(hào)船塢兩側(cè)軌道梁R、Q、M、L、J、K軸進(jìn)行初始值測(cè)試。底板打樁期間，對(duì)相近的Q、M、L軸進(jìn)行水平位移觀測(cè)，如果測(cè)試值均小于設(shè)計(jì)預(yù)警值，則不對(duì)R、J、K軸軌道進(jìn)行日常觀測(cè)，如Q、M、L軸測(cè)試值大于設(shè)計(jì)預(yù)警值，則對(duì)R、J、K軸軌道進(jìn)行日常觀測(cè)。

（3）1號(hào)船塢兩側(cè)軌道梁及1號(hào)船塢、2號(hào)船塢塢壁測(cè)試時(shí)間為1號(hào)船塢底板改造樁基施工期間，測(cè)試區(qū)域?yàn)闃痘┕ね黄拭嫦騼蓚?cè)延伸1.5倍樁長(zhǎng)。

6監(jiān)測(cè)儀器及精度

依據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，所有監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備均按要求進(jìn)行檢定，檢定證書粘貼于儀器表面，方便相關(guān)單位檢查。

7監(jiān)測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)處理

7.1測(cè)量成果整理

每次測(cè)量后，按統(tǒng)一格式系統(tǒng)的整理原始數(shù)據(jù)。開(kāi)挖基坑前，對(duì)周邊建構(gòu)物設(shè)備基礎(chǔ)等進(jìn)行初始值測(cè)量，初始值應(yīng)由二人分別進(jìn)行互相校核，最終上報(bào)初始測(cè)量數(shù)據(jù)基準(zhǔn)值。施工過(guò)種中，每天速報(bào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如出現(xiàn)異常及時(shí)通報(bào)，每周進(jìn)行分析并上報(bào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)周報(bào)。

7.2數(shù)據(jù)報(bào)警及異常情況下的監(jiān)測(cè)措施

在監(jiān)測(cè)過(guò)程中可能會(huì)遇到監(jiān)測(cè)報(bào)警及異常等突發(fā)事件，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目部將采取以下措施：

（1）24小時(shí)有監(jiān)測(cè)人員現(xiàn)場(chǎng)值班，做到隨叫隨到;

（2）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員配備即時(shí)通訊工具，保證突發(fā)事件時(shí)溝通及時(shí);

（3）項(xiàng)目經(jīng)理做好有效溝通，保證業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工方的溝通渠道暢通;

（4）必要時(shí)，增加具有資質(zhì)的監(jiān)測(cè)人員數(shù)量以及合格的監(jiān)測(cè)設(shè)備加強(qiáng)監(jiān)測(cè);

（5）及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提交給相關(guān)負(fù)責(zé)部門。

8結(jié)語(yǔ)

造船的智能升級(jí)需求，對(duì)船塢的改造也越來(lái)越多。船塢改造受現(xiàn)有周邊環(huán)境制約，且船塢一般地處土質(zhì)復(fù)雜，對(duì)船塢基坑施工信息化要求更高。鑒于此，文章從船塢周邊臨近建構(gòu)筑物水平位移、吊車道樁基水平位移、船塢基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移、塢墻結(jié)構(gòu)深層水平位移、塢墻鋼拉桿軸力、塢墻后地下水位、錨碇墻頂水平位移、臨時(shí)鋼支撐軸力等各方面闡述了監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)實(shí)施及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB50026-2007，工程測(cè)量規(guī)范[S].

[2] GB50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] DG/TJ08-2001-2016，基坑工程施工監(jiān)測(cè)規(guī)程規(guī)范[S].[4] 黃衛(wèi)斌.上海外高橋造船基地船塢（B標(biāo)段）拉桿測(cè)試研究[J].港口技術(shù)與管理，2004.

[5]俞晟峰，潘江巖.上海外高橋造船基地船塢工程施工期安全監(jiān)測(cè)[S].大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，2008.