芒稻船閘擴容改造工程基坑監測方案研究

戴海華

(江蘇省揚州市航道管理處 揚州 225000)

船閘主體建筑物在施工建設過程中，由于基礎埋置較深，一般采用深基坑放坡開挖施工，為保障開挖期間邊坡穩定性和周邊環境安全，須對該基坑、圍堰及周邊環境進行監測。本文以芒稻船閘土建工程基坑施工為例，介紹了監測方案的設計。

1 工程概況

新建芒稻船閘按III級船閘標準進行擴容改造，船閘尺度為180 m×23 m×4 m(閘室長×口門寬×檻上水深)。上、下游主輔導航墻直線投影長度分別為60，70 m，引航道護坦均為50 m，上游導航墩長為140 m。上、下游航道河底與現狀河底高程銜接。船閘水工建筑物設計級別如下：上、下閘首(含閘門)和閘室為2級水工建筑物；上、下游導航墻、靠船墩為3級水工建筑物；臨時工程為4級水工建筑物。

2 監測目的

閘室基坑所處地貌位置較為特殊，處于芒稻河三岔口位置，東側陸地寬度不到100 m，毗鄰芒稻河，西側連接老河堤，河堤下面多為居民區，基坑開挖影響范圍內建筑已拆遷到位。船閘上游接高水河，下游接長江，東鄰江都水利樞紐芒稻節制閘。擴容改造工程采用在上、下游引航道處構筑圍堰阻隔外地表水，沿基坑周圈設置防滲帷幕后進行開挖以實現干地施工，同時對位于下閘首的新芒稻河大橋主墩處采取支護措施。

據施工圖設計圖紙，閘塘開挖深度較大，最高達到18.7 m，分3級放坡開挖，根據該項目地質勘察報告，上游和閘室潛水水位為5.99～7.00 m；下游水位受長江水位影響較大，在0.85～2.13 m之間。下閘首開挖至-8.2 m，最大水位差10 m左右，施工時由于高程1.07 m～8.50 m為透、含水層，在水頭差作用下，可能發生流土現象，基坑施工時需采取必要的隔水、降水措施，并且對止水帷幕內外地下水位進行監測。

根據場地的工程地質、水文地質及周邊環境條件，該基坑工程安全等級為一級。為保障開挖期間邊坡穩定性和周邊環境安全，須對該基坑、圍堰及周邊環境進行監測。

新芒稻河大橋橫跨下游導航墻，在下閘首施工時，應對下閘首基坑兩側的大橋橋墩采取支護措施。在工程施工中，對影響范圍內的橋墩及支護結構進行施工監測，掌握橋梁基礎的動態變形，以及樁基周圍土體的變形趨勢，確保橋梁的安全。

場地西側為項目部辦公大樓，樓邊距基坑邊坡僅3.5 m，施工期間基坑變形易對該建筑物產生影響，施工期間需對臨近建筑進行變形監測。

3 監測原則

1) 連續性。監測項目應與設計要求有機地結合，保持資料的系統性、完整性和準確性，制定監測數據檢核、驗收制度；按照工程施工進度和工況制定監測計劃，確保數據的連續性。

2) 可靠性。采用新技術、新方法采集監測數據和分析、處理監測成果，確保監測數據的質量，監測中使用的監測儀器、設備均通過計量檢定合格且在有效使用期內。

3) 關鍵部位優先、兼顧全面。對圍堰及基坑邊坡中敏感區域增加測點數和項目，重點監測。

對地質變化起伏較大的位置，施工過程中有異常的部位進行重點監測；除關鍵部位優先布設測點外，在系統性的基礎上均勻布設監測點。

將邊坡土體深層水平位移作為監測的重點，該部分監測指標能夠反映邊坡土體的變形和受力情況，直接反映基坑邊坡的穩定情況。

4)與施工相結合。結合施工實際確定測試方法、監測傳感器的種類、監測點的保護措施；調整監測點的布設位置，并確定監測頻率。

5) 經濟合理。監測方法的選擇，在安全、可靠的前提下，結合工程經驗盡可能采用直觀、簡單、有效的方法；監測點的數量，在確保安全的前提下，合理利用監測點之間的聯系，減少測點數量，提高工作效率，降低成本。

4 監測內容

1) 基坑邊坡、圍堰表面變形監測。(深層水平位移監測)

2) 防滲帷幕內外地下水位監測。

3) 橋墩及支護結構監測。

4) 芒稻節制閘及鄰近建筑物監測。

5 測點布設

5.1 監測控制網的布設

利用已有施工控制網中的5個高程控制點，為方便周邊建筑沉降監測，具體實施時可根據基坑周邊現場條件，在滿足強制性要求及監測精度的前提下適當加密基準點，監測布點示意略。

5.2 監測點布設匯總

監測點布設匯總見表1。

表1 監測點布設匯總

6 監測周期與頻率

監測周期應以能系統反映所觀測量的變化過程且不遺漏其變化時刻為原則，根據單位時間內觀測量的變化大小及外界影響因素確定。觀測次數一般可以按荷載的變化或變形的速率，以及受影響的區域段落等來確定。在邊坡施工期，變形速度較快，觀測次數應加密；隨著邊坡施工的完成進入主體結構施工期，應保持監測頻率；待主體施工完成并進行墻后回填后，可以減少觀測次數，但仍應堅持長期觀測，以便能及時發現異常[1]。

開始監測的第1年，表面變形監測測次不少于10次/月，其它監測內容測次不少于1次/d。1年后根據可根據現場情況調整次數，見表2。

表2 監測周期計劃表

7 監測控制指標

結合本工程的特點，根據GB 50497-2009 《建筑基坑監測技術規范》[2]關于一級基坑監測報警值的規定及設計單位提出的要求，確定各監測項目的報警值如下。

以控制標準的60%為警戒值，控制標準的80%為報警值，加強監測頻率。當監測數據達到或超過控制標準值時，應立即停止施工，修正參數后方能繼續施工，各項參數報警值見表3。

注：H為基坑開挖深度。

8 監測工作的重難點分析

本工程施工工期為2014年12月1日-2017年5月31日，共30個月。項目監控服務期為24個月，周期時間跨度長。其中防滲帷幕施工計劃90 d，基坑土方開挖計劃130 d；基坑開挖后，坑底面應盡量避免擾動，盡快澆注，防止土體回彈。因此，基坑開挖至船閘主體澆筑的過程中，監測工作尤為重要。船閘主體澆筑計劃340 d。下閘首及下游導航墻施工時，對新芒稻河大橋進行了橋墩圍護并對其圍護結構進行監測，以保證工程建設滿足功能需要，同時又能達到保護已建橋梁安全的要求。

監測工作的重難點：

1) 監測重點。本項目周邊建筑物有芒稻節制閘和原辦公大樓，故本監測重點在于基坑邊坡、圍堰、新芒稻河大橋圍護結構等。

2) 控制網的維護與管理。本船閘兩側臨近河道、工程施工周期較長、地下水位升降等，對地面控制網的穩定性有一定影響。為了確保監測數據的連續性和準確性，對地面控制網進行維護與管理尤為重要，需要定期對控制網進行復測并評價其穩定性測。

3) 測點保護。根據以往的經驗，由于現場交叉施工較多，現場施工人員對監測點的保護意識不強，測點易破壞，造成監測數據不連續。因此，項目參建方需加大技術培訓和技術管理，重視測點保護、重視施工監測在項目施工過程中的指導作用。

4) 現場溝通和信息反饋。監測工作的開展與施工、設計、監理的溝通協調密不可分，相關監測情況須及時與相關方進行溝通，以便各單位對可能出現的險情及時采取有效的措施。因此建立及時、有效的信息溝通機制是監測項目的重要工作。

9 結語

監測成果的分析是指導安全施工的重要依據，通過結合監測數據及現場施工工況、施工工藝、降水情況等進行科學有效地分析，使基坑安全處于受控狀態是監測工作的目標所在。本項目的成功完成，對監測成果進行變形預測、提前對風險做出規避，確保了工程安全。為同類工程項目的設計、施工等提供了科學依據，可提高同類工程設計、施工管理技術水平。