贵港苏湾大桥深基坑变形监测研究

黎 平

（广西贵港市交通投资发展集团有限责任公司，广西 贵港 537000）

0 引言

深基坑工程有助于充分利用日益稀缺的土地资源，但其稳定性常常难以保证，甚至可能会对周围的建筑物造成影响。深基坑施工过程中，需要对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的建筑物进行全面和系统的监测，才能对深基坑的安全性以及基坑施工对周围建筑物的影响程度进行实时掌控，以确保深基坑施工的顺利开展[1-4]。深基坑施工过程中，如果出现异常情况需要及时反馈，采取相应的工程应急措施，必要时甚至可以调整施工工艺或修改设计参数[5-7]。

基于此，根据贵港苏湾大桥深基坑工程的地质条件和施工情况，采用符合工程实际的监测方法，对3#和4#墩的深基坑进行测点布置和监测。本文对测点布置和监测方法进行介绍，并分析监测结果，判断施工方案的合理性和施工过程的规范性，为类似深基坑工程监测提供参考。

1 工程概况与工程地质条件

1.1 工程概况

贵港苏湾大桥设计里程为K1+908.153～K2+588.153，大桥全长680m，位于半径4500m的竖曲线上，两侧桥面纵坡1.2%，桥面宽34.0m，设2.0%双向横坡。大桥为5跨连续结构，跨径组成为（42+131+334+131+42）m。主梁采用预应力混凝土边主梁结构，桥梁中心线处梁高3.0m，全宽34.0m；斜拉索采用Φ7高强镀锌钢丝束斜拉索，标准强度1860MPa；主塔为钢筋混凝土结构，自承台顶面以上塔高111.0m，桥面以上塔高90.184m；基础采用钻孔灌注群桩基础。3#和4#主塔基础采用分离式承台，承台平面尺寸16.8m×16.8m，承台厚5.0m；承台顶设厚1.5m塔座，塔座底平面尺寸为11.5m×11.5m、顶平面尺寸为8.5m×8.5m。根据设计要求和开挖深度判断，3#墩深基坑为二级安全防护（对应排桩支护），4#墩深基坑为三级安全防护，3#墩和4#墩承台平面示意图如图1所示。

图1 3#和4#墩承台平面示意图

1.2 工区建筑物与管线

3#墩位于港北区木必村，3#承台边距离16.5m处为4层砖混结构建筑物。4#墩位于港南区苏湾村，4#承台左幅距离4m处有一座水泵房、右幅10m处有一个钢筋加工场。地下管线：根据现场调查，北岸3#承台两侧16.5m范围外存在木必村厂房区、居民区供电、引水、供水及通讯管线；南岸4#主墩旁边有铁路水泵房水管。

1.3 工区地层岩性

（1）第四系人工堆积层

红褐色、黄褐色素填土，由粉质黏土和砂砾组成，砂砾含量约40%～45%，结构松散～紧密，土体结构变化较大。该堆积层主要分布于山体处，欠固结，堆积年限大于3年，揭示最大厚度约33m。

（2）第四系冲洪积土

黄色、黄褐色粉质黏土，可塑～硬塑状，土质不匀，土体含砂砾局部夹强风化砂岩碎石，干强度及韧性高，场地揭示标高111.00～114.00m，与原地形图标高一致。

（3）石炭系上统基岩

灰白色中风化灰岩，隐晶质结构，中厚层状构造，岩质较硬，岩体裂隙发育，岩体呈块状，块径约10cm。场地少量钻孔有揭示，揭示标高约90.00m，最大揭示厚度为6m，未钻穿。

1.4 工区水文条件

（1）工区地表水

工区地表水主要包括人工蓄水、地表径流和郁江水，其中郁江水对工程影响最大，并且大多地表水向郁江方向汇集。2021年6月24日实测郁江水面宽度约340m，水深约32.15m。郁江水位受季节和气候的影响。

（2）区域洪水水位设计

根据《广西贵港市城区防洪工程郁江北堤城区段初步设计报告》中设计洪水计算成果，采用贵港水文站1936年～2007年洪峰流量系列共72年实测资料，并加入1881年和1913年两场历史洪水，同时参考《水利水电工程设计洪水计算规范》进行洪水参数计算，贵港水文站100年一遇归槽流量为1600m3/s，考虑归槽情况100年一遇设计洪峰流量为20200m3/s。

（3）桥址处水位设计

贵港水文站位于青云大桥附近，在建苏湾大桥工程桥址位于贵港水文站下游约4km处，桥址处设计水位按洪水期水面比降推算。设计最高通航水位按《内河通航标准》，采用桥址处20年一遇洪水频率标准，推算设计最高通航水位为47.232m。

2 监测方法与测点布置

2.1 监测方法

（1）支护结构水平位移监测方法

采用全站仪，按自由测站法或极坐标法对埋设于基坑支护结构上的水平位移标志进行观测。施工过程中，将各个观测点每次观测得到的坐标与基坑开挖前初始测量值相比较，所得的坐标差即为该观测点在观测周期内的累计位移值。

（2）沉降监测方法

采用精密水准仪，配合高精度水准标尺，采用几何水准观测方法，按国家二等水准测量方法对埋设于基坑支护结构、基坑周边地表和周边建筑物上的沉降观测标志进行观测。将各个观测点每次观测所得的相对于基准点的高程与基坑开挖前测得的初始高程相比较，所得的高程差即为每个观测点在观测周期内的沉降值。

（3）土体深层水平位移监测方法

采用测斜仪进行观测，当土体发生位移时，测斜管也随之变形并发生倾斜变化。将探头在测斜管内自下而上以一定间距逐段滑动量测，就可获得每测段的倾斜角及水平位移增量，通过计算就可得到任意深度的水平位移。

2.2 测点布置

（1）3#墩深基坑测点布置

本次监测的内容包括：3#墩深基坑支护结构水平位移和竖向位移监测，左右幅共计16个监测点；深层水平位移监测，共计4个监测点；周边地表沉降监测，共计16个监测点。左幅3#墩深基坑支护结构位移监测、周边地表沉降监测与深层水平位移监测的测点编号分别为ZW1～ZW8、ZB1～ZB8和ZT1～ZT4，右幅3#墩深基坑测点编号分别为YW1～YW8、YB1～YB8和YT1～YT4，测点布置如图2和图3所示。

图2 左幅3#墩深基坑监测点平面布置图（单位：mm）

图3 右幅3#墩深基坑监测点平面布置图（单位：mm）

（2）4#墩深基坑测点布置

本次监测的内容包括：4#墩深基坑支护结构水平位移和竖向位移监测，左右幅共计16个监测点；深层水平位移监测，共计4个监测点；周边地表沉降监测，共计16个监测点；周边建筑物沉降监测，共4个监测点。其中左幅4#墩深基坑支护结构位移、周边地表沉降、周边建筑竖向位移与深层水平位移监测测点编号分别为ZW1～ZW8、ZB1～ZB8、ZJ1～ZJ2和ZT1～ZT4，右幅4#墩深基坑测点编号分别为YW1～YW8、YB1～YB8、YJ1～YJ2和YT1～YT4，测点布置如图4和图5所示。

图4 左幅4#墩深基坑监测点平面布置图（单位：mm）

图5 右幅4#墩深基坑监测点平面布置图（单位：mm）

3 监测结果分析

3.1 3#墩深基坑监测结果分析

3#墩左右幅的深基坑监测项目主要包括基坑支护结构水平、竖向位移监测、周边地表沉降监测及深层水平位移，具体测量结果分析如下：

（1）左、右幅3#墩深基坑支护结构测点ZW1～ZW8与YW1～YW8水平位移累计变化量最大值分别为14.8mm和7.9mm，满足规范要求的±60mm；最后一次观测时间内位移速率分别为1.7mm/d和-2.0mm/d，满足规范要求的±5mm/d。

（2）左、右幅3#墩深基坑支护结构测点ZW1～ZW8与YW1～YW8竖向位移累计变化量最大值分别为-20.8mm和-19.9mm，满足规范要求的±40mm；最后一次观测时间内位移速率分别为-2.1mm/d和-1.5mm/d，满足规范要求的±4mm/d。

（3）左、右幅3#墩深基坑周边测点ZB1～ZB8与YB1～YB8地表沉降位移累计变化量最大值分别为-22mm和-19.5mm，满足规范要求的±40mm；最后一次观测时间内位移速率分别为-1.8mm/d和-1.9mm/d，满足规范要求的±4mm/d。

（4）左、右幅3#墩深基坑深层测点ZT1～ZT4与YT1～YT4水平位移累计变化量最大值分别为9.37mm和4.71mm，满足规范要求的±90mm；最后一次观测时间内位移速率分别为0.57mm/d和0.24mm/d，满足规范要求的±5mm/d。

3.2 4#墩深基坑监测结果分析

由于4#墩深基坑旁有建筑物，故对于其监测的项目除了基坑支护结构水平、竖向位移监测、周边地表沉降监测及深层水平位移外，另外加测周边建筑竖向位移，具体测量结果分析如下：

（1）左、右幅4#墩深基坑支护结构测点ZW1～ZW8与YW1～YW8水平位移累计变化量最大值分别为13.6mm和17.7mm，满足规范要求的±60mm；最后一次观测时间内位移速率分别为2.6mm/d和2.7mm/d，满足规范要求的±5mm/d。

（2）左、右幅4#墩深基坑支护结构测点ZW1～ZW8与YW1～YW8竖向位移累计变化量最大值分别为-9.4mm和-4.0mm，满足规范要求的±40mm；最后一次观测时间内位移速率分别为-1.9mm/d和-2.4mm/d，满足规范要求的±4mm/d。

（3）左、右幅4#墩深基坑周边测点ZB1～ZB8与YB1～YB8地表沉降位移累计变化量最大值分别为-7.3mm和-6.4mm，满足规范要求的±40mm；最后一次观测时间内位移速率分别为3.1mm/d和1.9mm/d，满足规范要求的±4mm/d。

（4）左、右幅4#墩深基坑深层测点ZT1～ZT4与YT1～YT4水平位移累计变化量最大值分别为9.37mm和5.33mm，满足规范要求的±90mm，最后一次观测时间内位移速率分别为0.48mm/d和0.24mm/d，满足规范要求的±5mm/d。

（5）左、右幅4#墩深基坑周边建筑测点ZJ1～ZJ2与YJ1～YJ2竖向位移累计变化量最大值分别为11.58mm和-8.1mm，满足规范要求的±80mm；最后一次观测时间内位移速率分别为2.1mm/d和1.0mm/d，满足规范要求。

4 结束语

根据贵港苏湾大桥工程情况和工程地质条件，对该桥梁3#墩深基坑和4#墩深基坑进行监测分析，结果是：3#墩深基坑和4#墩深基坑支护结构测点、周边建筑测点及深层测点累计位移均满足规范要求，且最后一次观测时间内位移速率均较小，施工完成后各测点位移趋于稳定，说明该大桥3#墩和4#墩深基坑施工方案合理，施工过程规范，满足要求。总之，深基坑施工中影响安全的因素较多，每个深基坑工程的情况差异较大，应结合深基坑的实际情况，开展施工监测。