地下连续墙施工监测

林聪

（中铁大桥科学研究院有限公司，武汉 430034）

地下连续墙施工监测

林聪

（中铁大桥科学研究院有限公司，武汉 430034）

结合大岳高速洞庭湖大桥君山侧地连墙施工监测项目实例，分析了地连墙及内衬钢筋应力、地连墙深层水平位移、墙顶沉降、地下水位的监测结果。结果表明，结构应力、位移及对周围环境的影响满足规范及设计要求，施工过程中地连墙整体稳定，对周边环境无明显影响。

基坑监测；钢筋应力；深层位移；地下水位

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.05.015

1　引言

随着我国大型桥梁建设的不断发展，相应的桥梁基坑的规模、深度也不断加大，而基坑的规模和开挖深度的增大使基坑围护结构的稳定问题变得复杂和突出，保证基坑的安全施工显得尤为重要。因此，进行经济有效的基坑监测工作是非常必要的。

2　项目概况

大岳高速洞庭湖大桥位于湖南省岳阳市七里山，全长2390m，东起岳阳，西接君山，跨越湘江河道，是一座主跨1480m两跨不对称钢桁梁悬索桥，是杭瑞国家高速公路湖南省大岳高速公路重点控制性工程，在目前同类型特大型桥梁领域内排名世界前十。君山侧锚碇基础采用外葫芦形，长度方向总长98m，葫芦大圆外径64m，小圆外径56m，锚碇基础深度为44.5～49.5m，君山侧地连墙平面如图1所示。

图1　君山侧地连墙平面图

3　监测方案

在基坑施工过程，只有对地连墙及内衬的钢筋应力、地连墙深层水平位移、地连墙墙顶沉降和水平位移及地下水位等进行全面监测，才能对基坑的安全性和对周围环境的影响程度有清楚的了解，确保基坑施工的顺利进行。根据君山侧地连墙施工过程中需要关注的重点，进行的主要施工监测内容有：地连墙及内衬钢筋应力监测；地连墙深层水平位移监测；地连墙墙顶沉降监测；地下水位监测。

3.1地连墙及内衬钢筋应力监测

地连墙钢筋应力监测点是在桥轴线上、与桥轴向成45毅角及与垂直桥轴线方向成15毅角上各布置测点。钢筋应力计布设在预定槽段的中部径向剖面内弧和外弧主筋上，每层对应布置2个元件。内衬钢筋应力监测点事在桥轴线上、与垂直桥轴线方向成15毅角上各布置测点。钢筋应力计布设在径向剖面内弧和外弧主筋上，自地连墙帽梁顶部向下分层布设，每层对应布置2支元件。

3.2地连墙深层水平位移监测

地连墙墙体深层水平位移采用预埋测斜管进行监测，测斜管安装在相应槽段的钢筋笼上，随钢筋笼一起下放至槽孔内浇筑混凝土。

3.3地连墙墙顶沉降监测

地连墙顶部沉降监测在地连墙帽梁顶部埋设观测点。沉降采用水准仪进行监测。地连墙墙顶沉降监测基准点借用施工测量控制网的高程基准点。

3.4施工期间地下水位监测

对于地连墙外地下水位监测则采用钻孔埋设水位管的方式监测地下水位。测试时，将电测水位计的探头沿水位管向下放，同时有电缆式钢尺显示探头的深度，当探头碰到孔内水面时，水位计的蜂鸣器发出声响，这时读记出钢尺电缆在管口处的深度，即可得到观测孔孔内的水位标高。

4　监测报警

监测报警值指标一般由累计变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标不应超过设计限值。周边环境监测报警值应根据主管部门和设计的要求确定，当设计无具体规定时，根据规范要求按表1选择采用。

表1　基坑工程周边环境监测报警值

地连墙监测报警值应按设计规定执行，当设计无具体规定时，根据规范要求按表2选择采用。

表2　地连墙结构监测报警值

当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并对保护对象采取应急措施。

1）当监测数据接近或达到监测报警值；

2）基坑支护结构或周边土体的位移突然明显增长或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等；

3）周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝；

4）根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。

5　监测结果分析

5.1地连墙及内衬钢筋应力监测

监测结果表明，地连墙应力监测最大值出现在11#槽段外侧，钢筋最大拉应力为43.55MPa，测点位置距离帽梁顶22.5m处，最大应力小于报警值，距帽梁顶22.5m处外侧钢筋应力如图2所示。

图2　距帽梁顶22.5m处外侧钢筋应力

地连墙开挖后，随着每层的内衬闭合，地连墙底部和上部被约束，薄弱部分为内衬以下开挖出的地连墙，该部分地连墙在土压力的作用下向基坑内部弯曲。随着开挖深度的增加，地连墙钢筋所受应力也在增加，在底板混凝土浇筑完成后，应力逐渐减小。开挖过程中，开挖层和开挖层附近的应力增大变化很明显。

内衬同一深度处的钢筋应力沿圆周不均匀，尤其是内侧。内衬应力与地连墙应力变化密切相关，两者相互制约，协调变化。因此，内衬作为基坑内后制作的支护构件，对协调地连墙的变形、发挥锚碇支护体系的拱效应有着积极的意义。内衬距帽梁顶8.0m槽段钢筋应力如图3所示。

图3　内衬距帽梁顶8.0m槽段钢筋应力（单位：MPa）

5.2地连墙深层水平位移监测

监测结果表明，地表施工的重型机械停放及堆载，对地连墙的深层水平位移影响很大。地连墙各槽段基本都向基坑内倾斜，位移值在底板浇筑完成后有所回落，最终趋于稳定。地连墙的深层水平位移受开挖深度有一定程度的影响，随着开挖深度的加深，深层水平位移的范围也在扩大。地连墙测斜管CX5位移分布如图4所示。

图4　地连墙测斜管CX5位移分布图

在整个基坑开挖过程中，地连墙深层水平位移值主要在-3～14mm之间，周边土体的深层水平位移值主要分布在-5～3mm之间。地连墙的深层水平位移变化比较平缓，没有明显突变现象发生，均没有超过报警值。

5.3地连墙墙顶沉降监测

地连墙顶部沉降主要在-5～10mm之间。地连墙顶部沉降最大值为9.20mm，低于报警值。在基坑开挖过程中，地连墙顶部整体沉降略有波动，在底板浇筑完成后，趋于稳定。地连墙顶部沉降曲线如图5所示。

图5　地连墙顶部沉降曲线图

在基坑开挖过程中，地连墙顶部有一部分测点为隆起状态，有一部分是下沉状态，整体波动变化不大，没有出现较严重的不均匀沉降现象。

5.4地下水位监测

基坑开挖前期水位波动较大，开挖中期水位有一定程度上升，后期水位变化较小，开挖完成后水位整体变化比较稳定。地下水位变化曲线如图6所示。

在整个开挖过程中，各层土体开挖基本是在干燥条件下进行，使得施工效率有很大的提高。说明此锚碇基坑的防降水工艺是满足要求的，地连墙施工质量较好，起到了良好的止水作用。开挖完成后，经过对施工现场的巡视发现，基坑底部和地连墙均无明显渗水。

图6　地下水位变化曲线图

6　结语

通过对大岳高速洞庭湖大桥君山侧地下连续墙施工监测数据的分析，得出如下结论：

1）基坑开挖深度增加，地连墙钢筋应力也增大。底板混凝土浇筑完毕后，地连墙钢筋应力缓慢回落。内衬应力与地连墙应力变化密切相关，两者相互制约，协调变化。

2）在基坑开挖后，内衬还未浇筑时，该位置地连墙位移相对较大。内衬浇筑完成并达到一定强度后，地连墙位移减小。

3）在基坑开挖过程中，地连墙顶部沉降值略有波动，在底板浇筑完成后，沉降趋于稳定。

4）基坑开挖前期水位波动较大，开挖中期水位有一定程度上升，后期水位变化较小，开挖完成后水位整体变化比较稳定。

【1】GB50497—2009建筑基坑工程监测技术规范[S].

【2】李庆伟，陈龙华，程金明.北京某深基坑监测实例分析[J].施工技术，2008,9(37):30-32.

【3】安关峰，宋二祥.广州地铁琶洲塔站工程基坑监测分析[J].岩土工程学报，2005(3):26-30.

【4】姜晨光.基坑工程理论与实践[M].北京：化学工业出版社，2009.

Construction Monitoring of the Underground Continuous Wall

LIN Cong
(China Rrail Way Bridge Science Research Institute Co.Ltd.,Wuhan 430034,China)

Combined with practical project of the underground continuous wall construction monitoring in Junshan side of Dayue high-speed Dongting lake bridge,analysis the monitoring results of reinforcement stress of underground continuous wall and lining,deep horizontal displacement of underground continuous wall,the underground continuous wall subsidence,the underground water level.The results show that structural stress,displacement and the influence on surrounding environment to meet the requirements of the specification and design,the underground continuous wall is stable in the process of construction,it had no significant effect on the surrounding environment.

foundation pit monitoring;rebar stress;deep displacement;underground water level

TU476.+3;TU753

B

1007-9467（2016）05-0064-03

林聪（1987～），男，湖北武汉人，助理工程师，从事桥梁检测与研究，（电子信箱）280045338@qq.com。

2016-01-07