地下連續墻監測技術

魏濤 李亮 肖鋒芒

(中航規劃建設長沙設計研究院有限公司，湖南長沙 410014)

0 引言

深基坑開挖工程中，對地下連續墻和周圍環境的監測是十分必要的，其中包括對墻體內力、位移、側向土壓力、土體變形、空隙水壓力等的監測，這是保證基坑開挖順利進行，不發生重大事故的必要條件。

1 工程概況

該工程地點為寶安大道(中段)進場路口立交橋。該段采用下沉式道路，其路塹結構分為U形槽和地下連續墻兩部分。其中地下連續墻段為封閉式下沉道路(末端敞開)，起點為K4+340，與U形槽段相接，終點為K4+868，全長528 m，道路路面設計標高2．18 m～4．36 m，基坑采用地下連續墻支護，基坑開挖采用蓋挖法，開挖面應達道路下底板墊層底面，從地下連續墻墻頂帽梁頂面起計，基坑開挖深度為3．616 m～10．368 m。本基坑支護等級為一級～二級。由于該基坑工程的開挖面積大，開挖深度深，形狀復雜，周邊環境保護要求嚴格等特點，對支護結構連續墻的監測具有重要的意義。

監測連續墻后土體位移變形以及支護結構的側向彎曲變形情況，對基坑的開挖施工起到指導意義，也為設計單位分析基坑安全穩定提供數據資料。

2 地下連續墻的監測內容

根據本段基坑支護設計、施工方法、施工進展情況及基坑周圍環境條件、地質條件等，如下:連續墻的施工已完成，在連續墻墻身結構內預埋監測設備已不可能;本基坑上部蓋板及墻帽的施工大多已完成，根據現場施工條件，在蓋板的兩側設置應力應變監測已不可能;從基坑周圍環境看，周邊已建成或在建的建(構)筑物，離開基坑邊距離均超過1．5H(H為基坑開挖深度)，故無需對基坑周邊建(構)筑物進行沉降、傾斜觀測;地下連續墻深達殘積層或風化巖中，持力層強度較高，承載力足夠大，可不進行墻頂沉降觀測。

最后確定該地下連續墻的監測內容:

1)墻頂的水平位移觀測。

在連續墻頂部帽梁上設置水平位移觀測點，觀測基坑開挖及使用期間支護結構頂部的水平位移。目的是為了了解連續墻基坑的變形情況，指導和控制施工，并為設計分析基坑安全穩定提供資料。

2)深層土體變形觀測。

適當設置墻后深層土體位移觀測孔管(測孔斜)，觀測邊坡土體內部不同深度的位移(主要是垂直于基坑方向)，間接了解基坑支護結構的側向彎曲變形情況，指導和控制施工，也是為了分析基坑安全穩定提供資料。

3 施工工藝

由于該工程主要是對墻頂的水平位移和深層土體變形進行觀測，因此主要介紹墻頂水平位移觀測點的埋設和測斜管的埋設與安裝。

3．1 墻頂水平位移觀測點的埋設

在基坑兩側連續墻頂(中間隔離墻或連續墻墻頂)帽梁上按設計要求點位埋設觀測點(盡量不妨礙今后施工、能較長時間保留)。先用沖擊鉆鉆孔，鉆孔直徑不小于80 mm，將蓋板鉆穿后改鉆直徑20 mm的鉆孔，孔深度約為8 cm～10 cm，然后插入鋼制的觀測標，在孔內回填水泥漿固定于地下連續墻帽梁上，同時保證觀測標與蓋板之間是活動的，活動范圍不小于3 cm，觀測標頭高出混凝土面10 mm～20 mm，周圍做上明顯標記并豎立警示牌，埋設2 d后即可觀測其初始值，觀測標的標頭應做成方便利用不同方法進行位移觀測的形狀。

3．2 測斜管的埋設與安裝

1)用鉆機套管護壁成孔，孔徑不小于100 mm，孔深達測斜管底部以下1．0 m以上。

2)將成品測斜管底端封口(一般有成品堵頭，膠封)，邊下邊接，接頭用膠封，并加自攻螺絲，如因受地下水浮力影響而下管困難時，可在管內注入清水，直到預定深度。測斜管底部應達該地下連續墻墻底。下測斜管時應注意管內十字導槽方向，應保證十字導槽的一個方向垂直于基坑邊線。

3)下管完畢后在管周回填粗礫砂料并保證充滿密實，可采用邊拔套管邊振動套管同時邊補充填料的方法，達到回填密實要求。

4)回填完畢拔出套管，測斜管管口應高出地面0．2 m左右，截去多余部分，并在管頭加蓋，四周用磚砌成高0．5 m的井圈，設立明顯標記，豎立警示牌。

4 監測方法及技術要求

4．1 監測方法

墻頂水平位移觀測宜采用測距法或小角度法使用全站儀或經緯儀觀測。深層土體位移觀測宜采用十字刻槽測斜管，使用合格的測斜儀觀測。

4．2 技術要求

1)允許變形值及報警值。

墻頂水平位移和深層土體位移允許值:

a．有蓋板并考慮其支撐時或有水平臨時支撐時，屬于連續墻支護結構，向基坑累計水平位移不大于0．002 5H(H為基坑開挖深度，單位為 mm，下同);報警值:向基坑累計水平位移不大于0．002H。

b．無蓋板或不考慮蓋板支撐且無臨時水平支撐時，屬于連續墻懸臂支護結構，向基坑內累計水平位移不大于0．003 5H;報警值:向基坑內累計水平位移不大于0．002 8H。

2)測斜管埋設深度。

測斜管的埋設深度與其所在位置的地下連續墻的墻底深度一致。

5 監測結果分析

1)墻頂水平位移監測的結果分析見表1。

表1 墻頂水平位移監測資料統計分析表

本次監測共有30個墻頂水平位移觀測點，其中在樁號4+355～4+595之間有14個墻頂水平位移監測點，在樁號4+595～4+858．25有16個墻頂水平位移監測點。由監測成果可知:累計水平位移最大值發生在2006年12月17日T27號點，累計水平位移最大值為9．6 mm;最終累計水平位移最大值發生在2007年2月17日T7，T27號點，最終累計水平位移最大值均為7．0 mm，均小于累計水平位移20 mm的報警值。水平位移速率最大值為2007年12月3日 T24號點 －4．7 mm/d，小于水平位移速率±5 mm/d的報警值。

后期位移速率都為零，是因為在后期累計水平位移總是在某一定值上反反復復微小波動，呈現穩定狀，因而位移速率也就在0的左右微小波動，雖然每次測的速率不為0，但綜合起來看，后期總的位移速率為0。

2)墻后深層土體位移監測的結果和分析。

本次監測共有7個墻后深層土體位移觀測點，其中在樁號4+355～4+595之間有3個墻后深層土體位移觀測點，在樁號4+595～4+858．25有4個墻后深層土體位移觀測點。本文主要以測斜觀測點號C×1為例加以說明(其中2006年11月7日為監測開始日期，2007年2月17日是監測結束日期)。

從圖1中可以看出，最大水平位移不到9 mm，遠小于20 mm的報警值，說明該地下連續墻的剛度較大，巖層土側壓力較小，也說明地下連續墻在基坑開挖過程中是很穩定的。

圖1 墻體水平位移變形隨深度變化

6 結語

本次工程監測直觀、合理地反映了地下連續墻在基坑開挖過程中水平位移和深層側向位移的變化情況，起到了信息化施工，控制開挖施工速率等的作用，達到了監測的預期目的。監測資料與效果資料結合分析能夠充分評價地下連續墻在基坑開挖過程中的穩定效果，并為同類工程提供了可借鑒的經驗資料。通過監測表明本次地下連續墻設計是科學可靠和經濟合理的，施工中無異常情況發生，也說明施工組織管理也是科學和合理的。

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