李浩軍

（安徽省臨淮崗洪水控制工程管理局,安徽 合肥 230088）

0 引言

水利工程多建于臨湖臨河位置，其主體建筑物主要是在圍堰內(nèi)施工。圍堰內(nèi)構(gòu)筑物的安全穩(wěn)定受周邊河湖水位的變化影響較大。此外，水利工程往往有防汛度汛的需求，汛期內(nèi)根據(jù)洪水等級(jí)的不同，基坑監(jiān)測(cè)在監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、頻次及預(yù)報(bào)上有更為嚴(yán)格的需求[1]。相比土建工程施工，修建水利工程需要考慮的因素較多，施工難度較大[2]。通過布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)工程重點(diǎn)部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，是掌握水利工程現(xiàn)場(chǎng)施工情況、保證工程施工安全的有效措施[3]。因此，為確保水利工程主體建筑物施工安全順利進(jìn)行，根據(jù)水利工程的特點(diǎn)有針對(duì)性與系統(tǒng)性地對(duì)水利工程基坑進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)是十分必要的[4]。本文制定的監(jiān)控量測(cè)方案包括表層水平位移和豎向位移、鋼筋應(yīng)力、深層水平位移等重要組成部分，通過分析現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確了解工程現(xiàn)場(chǎng)施工狀況，確保工程整體施工質(zhì)量。

1 工程概況及監(jiān)測(cè)目的

臨淮崗洪水控制工程是控制淮河干流洪水、提高淮河中游防洪標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)略性工程，它為防洪保護(hù)區(qū)內(nèi)1000 多萬畝耕地、700 多萬人口及沿淮的重要城市、工礦和交通干線的防洪安全提供了重要的保障，對(duì)促進(jìn)流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著十分重要的地位和作用。

原淮河臨淮崗船閘建成于2005 年，500t 級(jí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的需要，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有需求?，F(xiàn)淮河航道臨淮崗復(fù)線船閘為一座2000t 級(jí)（II級(jí)）船閘，船閘有效尺度為240m×23m×5.2m（閘室長(zhǎng)×閘首凈寬×檻上水深）。上下游引航道長(zhǎng)分別為832m、410m，寬65m，水深4.8m。主要的建設(shè)內(nèi)容包括：上下閘首，閘室，上下游導(dǎo)航墻，上下游靠船墩，上下游護(hù)坦；跨閘交通橋及連接道路；退建城西湖蓄洪堤、復(fù)建（受開挖影響部分）主壩；下游局部護(hù)岸等。其中，閘首、閘室采用鋼筋砼整體式結(jié)構(gòu)，閘首基坑擬采用放坡開挖、局部設(shè)置地連墻支護(hù)，基坑底部尺度約為310m×44m×23m（長(zhǎng)×寬×深）；上下游導(dǎo)航墻擬采用扶壁式結(jié)構(gòu)，靠船墩擬采用樁基墩臺(tái)式結(jié)構(gòu)；引航道及護(hù)岸擬采用斜坡式護(hù)岸。圍堰擬采用土石圍堰，局部采用雙排地連墻圍堰；蓄洪堤、主壩擬采用均質(zhì)土堤（壩）結(jié)構(gòu)。本文以臨淮崗復(fù)線船閘一期基坑工程為例，介紹其監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置方案。

通過現(xiàn)場(chǎng)巡視和儀器監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)了解在建工程深基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)、圍堰、復(fù)建主壩、退建城西湖蓄洪堤、船閘主體結(jié)構(gòu)、上下游引航道護(hù)坡及周圍環(huán)境在施工過程中動(dòng)態(tài)變化，并對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)判，用以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工[5]。其具體內(nèi)容如下：

（1）將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)值相比較。判斷前一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合預(yù)期要求，以確定和優(yōu)化下一步的施工參數(shù)，做到信息化施工。

（2）為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，工程監(jiān)測(cè)是驗(yàn)證工程設(shè)計(jì)的重要方法。設(shè)計(jì)計(jì)算中未曾考慮或考慮不周的各種復(fù)雜因素，可以通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析、研究，加以局部的修改、補(bǔ)充和完善，使設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的，確保工程的順利進(jìn)行。

（3）及時(shí)了解基坑開挖施工過程中基坑周邊土體、邊坡的位移及支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化情況。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施，防止基坑邊坡失穩(wěn)或滑坡等工程事故的發(fā)生，確保施工的安全性。

（4）為基坑周邊環(huán)境中的建筑、各種設(shè)施的保護(hù)提供依據(jù)。通過對(duì)基坑周邊進(jìn)行監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證基坑工程環(huán)境保護(hù)方案的正確性，及時(shí)分析出現(xiàn)的問題并采取有效措施，以保證周邊環(huán)境的安全。

2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布及布置原則

整體工程監(jiān)測(cè)的范圍為船閘基坑（基坑周邊邊坡及基坑2 倍影響范圍內(nèi)建（構(gòu)）筑物）及支護(hù)結(jié)構(gòu)、復(fù)建主壩與退建城西湖蓄洪堤、船閘主體及上下游引航道護(hù)坡。本文結(jié)合相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙，選取一期基坑工程的監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行介紹。

依據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，確定基坑邊坡按每隔50m 或在地基條件較差或地基突變的位置，在基坑邊坡的頂部及中間平臺(tái)設(shè)置水平、豎向位移觀測(cè)點(diǎn)，水平和豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)為共用點(diǎn)。雙排樁結(jié)構(gòu)每隔15m 在結(jié)構(gòu)基坑側(cè)頂部布設(shè)水平、豎向位移觀測(cè)點(diǎn)。淮河航道臨淮崗一線船閘、附近建筑物布置變形觀測(cè)點(diǎn)，淮河航道臨淮崗一線船閘位于復(fù)線船閘左岸，兩船閘中心線距離120m，共布設(shè)7 個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)，其中一期基坑有3 個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)。另外，在下游雙排樁圍堰結(jié)構(gòu)、上閘首排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)和下閘首排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)共選擇四個(gè)受力較大斷面，布置深層水平位移觀測(cè)點(diǎn)。

在上閘首排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)和下閘首排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)各選擇一個(gè)受力較大斷面布置鋼筋應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)，鋼筋應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)沿高度方向每隔3m 布置一個(gè)。在下游雙排樁圍堰結(jié)構(gòu)立墻外側(cè)鋼筋按3m 間距布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共布設(shè)8 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；底板底層鋼筋按3m 間距布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共布設(shè)4 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；雙排樁樁基自樁頂以下按3m 間距布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，樁基單側(cè)布設(shè)9 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共布設(shè)36 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。具體的一期基坑的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置方案如表1。

表1 一期基坑中監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置方案匯總表

臨淮崗復(fù)線船閘基坑工程的基坑安全等級(jí)為一級(jí)。基底標(biāo)高+4.84～+8.84m，實(shí)際基坑開挖深度為現(xiàn)狀自然地面下18.6～26.2m，基坑開挖、降水存在引發(fā)如周邊房屋沉降開裂、道路下沉、地面沉降、通訊、電力等管線破裂及地基變形的可能，對(duì)周邊重要管線、建（構(gòu)）筑物以及道路交通有潛在的風(fēng)險(xiǎn)。施工中加強(qiáng)對(duì)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)，采取信息化施工，并制定各種搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案?；庸こ讨贫ǖ脑敿?xì)監(jiān)測(cè)方案，主要包括支護(hù)結(jié)構(gòu)與坑壁的位移、變形監(jiān)測(cè)、基坑回彈觀測(cè)、地下水位觀測(cè)、基坑周圍地面及相鄰建筑物變形觀測(cè)等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，有效地指導(dǎo)基坑施工。基坑南北兩側(cè)建筑物結(jié)構(gòu)敏感，在其墻、柱上，分別沿平行、垂直于坑邊的方向上布置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

3 監(jiān)測(cè)頻率與預(yù)警

3.1 監(jiān)測(cè)頻率

對(duì)于船閘基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)，依據(jù)規(guī)范的要求，在基坑圍護(hù)施工、基坑開挖及支護(hù)結(jié)構(gòu)施工期間，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)具體施工工況及監(jiān)測(cè)變形情況，合理安排好各施工工況下的監(jiān)測(cè)頻率，以更合理地為工程施工提供有力的信息支持。船閘基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)頻率見表2 所示，其中h 表示基坑開挖深度，H 表示基坑設(shè)計(jì)深度。在施工過程中，根據(jù)工程情況和規(guī)范的要求適時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率。

在施工過程中，如果當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警值、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化較大或者速率加快、存在勘察未發(fā)現(xiàn)的不良地質(zhì)、超深、超長(zhǎng)開挖或未及時(shí)加支撐等違反設(shè)計(jì)工況施工、基坑及周邊大量積水、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨、市政管道出現(xiàn)泄漏、基坑附近地面荷載突然增大或超過設(shè)計(jì)限值、支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂、周邊地面突發(fā)較大沉降或出現(xiàn)嚴(yán)重開裂、鄰近建筑突發(fā)較大沉降、不均勻沉降或出現(xiàn)嚴(yán)重開裂、基坑底部、側(cè)壁出現(xiàn)管涌、滲漏或流沙等現(xiàn)象、基坑工程發(fā)生事故后重新組織施工、出現(xiàn)其他影響基坑及周邊環(huán)境安全的異常情況時(shí)，應(yīng)提高監(jiān)測(cè)頻率。

3.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警

監(jiān)測(cè)預(yù)警值應(yīng)包括監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的累計(jì)變化預(yù)警值和變化速率預(yù)警值。結(jié)合本工程特點(diǎn)，依據(jù)規(guī)范的要求，土質(zhì)基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)預(yù)警值見表3 所示。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到或超過控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該立即停止施工，查明原因，經(jīng)論證分析后方能繼續(xù)施工，各項(xiàng)預(yù)警值見表3，累計(jì)值取絕對(duì)值和相對(duì)基坑深度（h）控制值兩者的小值；當(dāng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的變化速率達(dá)到表中規(guī)定值或連續(xù)3d 超過該值的70%，應(yīng)予預(yù)警；另外底板完成后，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的位移變化速率不宜超過表中速率預(yù)警值的70%。其中，H 表示基坑設(shè)計(jì)開挖深度，f 表示構(gòu)件承載能力設(shè)計(jì)值。

當(dāng)出現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到監(jiān)測(cè)預(yù)警值的累計(jì)值、基坑周邊土體的位移值突然明顯增大或基坑出現(xiàn)流沙、管涌、隆起、陷落或較嚴(yán)重的滲漏等、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)的變形裂縫或根據(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)警的情況時(shí)必須立即進(jìn)行危險(xiǎn)報(bào)警，并應(yīng)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境中的保護(hù)對(duì)象采取應(yīng)急措施。

4 監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)及補(bǔ)救措施

4.1 保護(hù)措施

對(duì)于水平位移、豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在觀測(cè)墩上用油漆噴射出黑黃相間的條狀警示標(biāo)志；設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位保護(hù)牌。對(duì)于深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位保護(hù)牌，測(cè)斜管使用保護(hù)蓋，防止掉入異物堵塞；制作保護(hù)墩；在傳輸線上用標(biāo)貼紙，標(biāo)示傳感器編號(hào)。對(duì)于排樁上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使用紅漆噴射醒目編號(hào)；將傳輸線引至施工影響范圍外的區(qū)域，并將傳輸線捆綁放置于邊坡坡頂；在傳輸線上用標(biāo)貼紙，標(biāo)示傳感器編號(hào)；對(duì)作業(yè)班組人員進(jìn)行技術(shù)交底，增強(qiáng)其對(duì)測(cè)點(diǎn)保護(hù)重要性的認(rèn)識(shí)。

4.2 補(bǔ)救措施

對(duì)于水平位移、豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在開挖過程中監(jiān)測(cè)點(diǎn)被意外破壞，若在土質(zhì)結(jié)構(gòu)處需在原點(diǎn)位旁重新挖坑，放置觀測(cè)墩；若在混凝土結(jié)構(gòu)需用電鉆進(jìn)行鉆孔，然后將沉降釘放在孔內(nèi)。對(duì)于深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如發(fā)生測(cè)斜管損壞、堵塞、報(bào)廢的情況下，應(yīng)及時(shí)在原孔位處補(bǔ)設(shè)土體測(cè)斜孔，以保證基坑在開挖過程中的安全。

5 結(jié)語

基坑開挖后進(jìn)行支護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程問題，進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)獲取基坑變形位移數(shù)據(jù)，可為基坑預(yù)警提供數(shù)據(jù)，可以預(yù)防基坑出現(xiàn)大變形事故的發(fā)生，減少人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)損失。臨淮崗復(fù)線船閘深基坑的開挖深度大，屬于一類基坑，結(jié)合基坑支護(hù)方案以及工程的實(shí)際情況，在觀測(cè)點(diǎn)布置監(jiān)控基坑表面水平位移、數(shù)值位移、深層水平位移以及鋼筋應(yīng)力等多項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。此外，在施工完成后，工程進(jìn)入到運(yùn)行期內(nèi)，也要對(duì)工程重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格保證工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行■