監(jiān)控量測技術(shù)在車站附屬工程安全施工中的應(yīng)用

劉文勝 梁文新 鄧 浩

中建五局土木工程有限公司

1 引言

降橋站所處地質(zhì)及環(huán)境十分復(fù)雜，工程施工難度大。在工程施工期間須對車站的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊雨（污）水管、給水管、燃?xì)夤艿鹊叵鹿芫€、建(構(gòu))筑物、道路路面等變形進(jìn)行監(jiān)控量測，及時(shí)準(zhǔn)確地反映出它們的實(shí)時(shí)變形狀況，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)施工，將監(jiān)控量測數(shù)據(jù)作為判定基坑工程施工自身安全和周邊環(huán)境安全的重要依據(jù)。

2 工程概況

降橋站是南寧市軌道交通5號線一期工程第16個(gè)站為地下3層框架車站，車站總長度為156.2m，呈東西走向。附屬工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)為灌注樁+鋼支撐或混凝土內(nèi)支撐，采用明挖法施工基坑。該車站南側(cè)附屬工程為1號風(fēng)亭和B號出入口，1號風(fēng)亭為地下一層箱型框架結(jié)構(gòu)處于雜填土層和泥巖層上；B號出入口為地下一層箱型框架結(jié)構(gòu)處于泥巖層上。

3 基坑監(jiān)測等級劃分

附屬1 號風(fēng)亭基坑深度為8.5m～12.5m，其自身風(fēng)險(xiǎn)等級為二級，次要影響區(qū)域存在一般地下管線和一般建（構(gòu)）筑物，周邊環(huán)境等級為二級，綜合判定基坑監(jiān)測等級為二級；附屬B號出入口基坑深度為13.5m，其自身風(fēng)險(xiǎn)等級為二級，主要影響區(qū)域存在建設(shè)年代較長、基礎(chǔ)較淺的4層學(xué)校宿舍樓，周邊環(huán)境等級為一級，綜合判定基坑監(jiān)測等級為一級。車站南側(cè)附屬工程基坑監(jiān)測等級綜合為一級。

4 施工監(jiān)測

4.1 施工監(jiān)測內(nèi)容

基坑施工監(jiān)測內(nèi)容包括：日常巡視、周邊地下管線沉降變形監(jiān)測、基坑周邊地表沉降監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、樁體深層水平位移（測斜）監(jiān)測、樁頂豎向位移、圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測、支撐軸力監(jiān)測、臨時(shí)立柱位移、周邊建（構(gòu)）筑物變形（沉降、傾斜、裂縫）及土體深層水平位移。

4.2 監(jiān)測項(xiàng)目和測點(diǎn)數(shù)量

（1）附屬1號風(fēng)亭基坑監(jiān)測項(xiàng)目和測點(diǎn)數(shù)量：周邊地下管線沉降數(shù)量14 點(diǎn)、基坑周邊地表沉降數(shù)量13 點(diǎn)、地下水位數(shù)量3點(diǎn)、樁體深層水平位移數(shù)量7點(diǎn)、樁頂沉降數(shù)量7點(diǎn)、樁頂水平位移數(shù)量7點(diǎn)、支撐軸力數(shù)量6點(diǎn)、周邊建（構(gòu)）筑物沉降數(shù)量11點(diǎn)、周邊建（構(gòu)）筑物傾斜數(shù)量1點(diǎn)、立柱沉降數(shù)量2點(diǎn)。

（2）附屬B號出入口基坑監(jiān)測項(xiàng)目和測點(diǎn)數(shù)量：周邊地下管線沉降數(shù)量16點(diǎn)、基坑周邊地表沉降數(shù)量22點(diǎn)、地下水位數(shù)量3點(diǎn)、樁體深層水平位移數(shù)量14點(diǎn)、樁頂沉降數(shù)量14點(diǎn)、樁頂水平位移數(shù)量14點(diǎn)、支撐軸力數(shù)量6點(diǎn)、周邊建（構(gòu)）筑物沉降數(shù)量12點(diǎn)、周邊建（構(gòu)）筑物傾斜數(shù)量7 點(diǎn)、土體深層水平位移數(shù)量2 點(diǎn)及周邊建（構(gòu)）筑物裂縫監(jiān)測和臨時(shí)立柱沉降。

4.3 監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)

在平行于附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)方向，分別按照工程施工圖設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注在圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊緣布設(shè)地表沉降監(jiān)測點(diǎn)；按照工程施工圖設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注布設(shè)樁頂水平位移、樁頂沉降共用監(jiān)測點(diǎn)；在附屬基坑邊長按工程施工圖設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注布設(shè)樁體水平位移監(jiān)測點(diǎn)；混凝土支撐時(shí)采用振弦式鋼筋計(jì)焊接在混凝土支撐內(nèi)四根主筋上，鋼支撐軸力采用振弦式軸力計(jì)，將軸力計(jì)推入安裝架并擰緊螺絲固定好；采用鉆機(jī)成孔方法布設(shè)地下水位監(jiān)測點(diǎn)；在建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)或墻角點(diǎn)上鉆孔布設(shè)建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)；建（構(gòu)）筑物傾斜監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)方法同建筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)；對存在裂縫的重要建（構(gòu)）筑物，在裂縫兩側(cè)劃平行線或貼金屬標(biāo)志等布設(shè)裂縫監(jiān)測點(diǎn)；按照工程施工圖設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注布置臨時(shí)立柱沉降監(jiān)測點(diǎn)；采用鉆孔方式布設(shè)土體深層水平位移監(jiān)測點(diǎn)。

4.4 監(jiān)測方法

地下管線沉降、臨時(shí)立柱沉降、地表沉降、樁頂沉降、建（構(gòu)）筑物沉降均采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量；地下水位采用鋼尺水位計(jì)進(jìn)行監(jiān)測；樁體深層水平位移采用測斜儀進(jìn)行監(jiān)測；樁頂水平位移根據(jù)降橋站附屬工程現(xiàn)場條件建立獨(dú)立坐標(biāo)系，選擇全站儀使用坐標(biāo)法進(jìn)行監(jiān)測；支撐軸力采用頻率儀進(jìn)行監(jiān)測；建（構(gòu)）筑物傾斜采用差異沉降法進(jìn)行監(jiān)測；建（構(gòu)）筑物裂縫采用游標(biāo)卡尺對裂縫進(jìn)行監(jiān)測；土體深層水平位移方法及技術(shù)要求同樁體深層水平位移。

4.5 監(jiān)測時(shí)間和頻次

（1）監(jiān)測時(shí)間。自附屬1號風(fēng)亭和B號出入口基坑開挖開始監(jiān)測，持續(xù)至其主體結(jié)構(gòu)上方回填土施工完成為止。

（2）監(jiān)測頻次。基坑類別為一級，其監(jiān)測頻次為：⑴當(dāng)開挖深度≤5m 時(shí)，監(jiān)測頻率為 1 次/2d、報(bào)警期 2 次/1d、搶險(xiǎn)期 1 次/3小時(shí)，開挖深度5m～10m 時(shí)，監(jiān)測頻率為1 次/1d、報(bào)警期4 次/1d、搶險(xiǎn)期1 次/2 小時(shí)，開挖深度10m～15m 時(shí)，監(jiān)測頻率為2 次/1d、報(bào)警期4～6 次/1d、搶險(xiǎn)期1 次/1～2 小時(shí)；⑵當(dāng)?shù)装鍧仓髸r(shí)間≤7d 時(shí)，監(jiān)測頻率為2 次/1d、報(bào)警期4～6 次/1d、搶險(xiǎn)期1 次/2～4 小時(shí)，底板澆筑后時(shí)間7d～14d 時(shí)，監(jiān)測頻率為1 次/1d、報(bào)警期2～4 次/1d、搶險(xiǎn)期 1 次/4～6 小時(shí)，底板澆筑后時(shí)間 14d～28d 時(shí)，監(jiān)測頻率為1次/1d、報(bào)警期2～4次/1d、搶險(xiǎn)期1次/4～6小時(shí)，底板澆筑后時(shí)間≥28d時(shí)，監(jiān)測頻率為1次/3d、報(bào)警期1次/1d、搶險(xiǎn)期1次/4～6小時(shí)。（d為天）

4.6 監(jiān)測控制值

4.6.1 基坑工程監(jiān)測控制值

附屬1號風(fēng)亭和B號出入口基坑工程監(jiān)測控制值：樁頂豎向位移累計(jì)值±25mm、單日變形量大于±3mm；樁頂水平位移累計(jì)值±25mm、單日變形量大于±3mm；樁體水平位移（測斜）累計(jì)值±30mm、單日變形量大于±3mm；地表沉降累計(jì)值±30mm、單日變形量大于±2mm；地下燃?xì)夤艹两道塾?jì)值±10mm、單日變形量±2mm，差異沉降0.25%管節(jié)長度，地下給水管沉降累計(jì)值±20mm、單日變形量±2mm，差異沉降0.25%管節(jié)長度；支撐軸力控制值為設(shè)計(jì)承載力的60%；地下水位變化累計(jì)值±1m、速率±0.5m 或水位觀測標(biāo)高不高于81.0m；建筑物沉降累計(jì)值±10mm、單日變形量±2mm；立柱沉降累計(jì)值±20mm、單日變形量±3mm；建筑物傾斜累計(jì)值2/1000、單日變形量大于1/1000；土體深層水平位移累計(jì)值±15mm、單日變形量±3mm。（注：地表沉降、管線沉降、建筑物沉降、立柱沉降、樁頂沉降等“+”表示隆起“-”表示沉降；樁體深層水平位移和樁頂水平位移“+”表示向基坑內(nèi)位移“-”表示向基坑外位移；地下水位“+”表示水位上升“-”表示水位下降；支撐軸力“+”表示壓力“-”表示拉力。）

4.6.2 支撐軸力控制值

（1）附屬1號風(fēng)亭支撐軸力控制值：軸力編號ZCL1-1設(shè)計(jì)承載力6900kN、軸力控制值4140kN；軸力編號ZCL1-2設(shè)計(jì)承載力6900kN、軸力控制值4140kN；軸力編號ZCL1-3 設(shè)計(jì)承載力6700kN、軸力控制值4020kN；軸力編號ZCL1-4 設(shè)計(jì)承載力6700kN、軸力控制值4020kN；軸力編號ZCL1-5 設(shè)計(jì)承載力5400kN、軸力控制值3240kN。

（2）附屬B 號出入口支撐軸力控制值：軸力編號ZCL1-6 設(shè)計(jì)承載力4500kN、軸力控制值2700kN；軸力編號ZCL2-6設(shè)計(jì)承載力4125kN、軸力控制值2475kN、預(yù)加軸力500；軸力編號ZCL1-7 設(shè)計(jì)承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL2-7 設(shè)計(jì)承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL1-8 設(shè)計(jì)承載力4600kN、軸力控制值2760kN；軸力編號ZCL1-9 設(shè)計(jì)承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL2-9 設(shè)計(jì)承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL1-10 設(shè)計(jì)承載力7200kN、軸力控制值4320kN；軸力編號ZCL2-10 設(shè)計(jì)承載力4500kN、軸力控制值2700kN、預(yù)加軸力500；軸力編號ZCL1-11 設(shè)計(jì)承載力7200kN、軸力控制值4320kN。

4.7 監(jiān)測預(yù)警值

根據(jù)工程施工圖設(shè)計(jì)中的監(jiān)控量測控制值，將施工過程中監(jiān)測點(diǎn)的預(yù)警狀態(tài)按嚴(yán)重程度由小到大分為三級：黃色、橙色和紅色預(yù)警。

（1）黃色預(yù)警：當(dāng)2個(gè)指標(biāo)（累計(jì)值、變形量）均超過監(jiān)測控制值的70%時(shí)或其中1個(gè)指標(biāo)超過監(jiān)測控制值的85%時(shí)；（2）橙色預(yù)警：當(dāng)2個(gè)指標(biāo)均超過監(jiān)測控制值的85%時(shí)或其中1個(gè)指標(biāo)超過監(jiān)測控制值時(shí)；（3）紅色預(yù)警：當(dāng)2個(gè)指標(biāo)均超過監(jiān)測控制值或?qū)崪y變化速率出現(xiàn)急劇增長時(shí)。

4.8 監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)預(yù)警

每日對1號風(fēng)亭和B號出入口所有監(jiān)測項(xiàng)目，按監(jiān)測頻率完成實(shí)地監(jiān)測，記錄整理監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行分析和判定；當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到監(jiān)測控制值70%或發(fā)生異常時(shí)，須復(fù)測和查明原因，并及時(shí)告知現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人，上報(bào)監(jiān)理單位、建設(shè)單位并提出監(jiān)測等級預(yù)警。

5 應(yīng)用效果

通過在附屬1 號風(fēng)亭設(shè)置一道混凝土支撐梁和B 號出入口設(shè)置二道混凝土支撐梁，其中B 號出入口第二道支撐為鋼支撐或混凝土支撐梁；本車站南側(cè)附屬工程從基坑開挖至其主體結(jié)構(gòu)上方回填土施工完畢過程中均未出現(xiàn)黃色、橙色和紅色預(yù)警；工程施工過程中附屬1號風(fēng)亭和B號出入口基坑坑壁、圍護(hù)結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)傾斜、坍塌事故，周邊地下管線、地面建(構(gòu))筑物、地面道路也沒有出現(xiàn)沉降、開裂、傾斜事故。

6 結(jié)束語

“施工要安全、安全保施工”已成為當(dāng)今社會工程建設(shè)期間的紅色底線。既要按質(zhì)按量地完成工程施工任務(wù)，又要確保工程施工自身安全及人民生命安全。隨著新監(jiān)測設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用，監(jiān)控量測技術(shù)正朝系統(tǒng)化、自動化、遠(yuǎn)程化方向發(fā)展。在今后的工程建設(shè)中，我們需要不斷地學(xué)習(xí)和掌握新監(jiān)控量測技術(shù)、總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，為今后工程施工積累了寶貴的科學(xué)數(shù)據(jù)。