地下连续墙监测技术

魏涛 李亮 肖锋芒

(中航规划建设长沙设计研究院有限公司，湖南长沙 410014)

0 引言

深基坑开挖工程中，对地下连续墙和周围环境的监测是十分必要的，其中包括对墙体内力、位移、侧向土压力、土体变形、空隙水压力等的监测，这是保证基坑开挖顺利进行，不发生重大事故的必要条件。

1 工程概况

该工程地点为宝安大道(中段)进场路口立交桥。该段采用下沉式道路，其路堑结构分为U形槽和地下连续墙两部分。其中地下连续墙段为封闭式下沉道路(末端敞开)，起点为K4+340，与U形槽段相接，终点为K4+868，全长528 m，道路路面设计标高2．18 m～4．36 m，基坑采用地下连续墙支护，基坑开挖采用盖挖法，开挖面应达道路下底板垫层底面，从地下连续墙墙顶帽梁顶面起计，基坑开挖深度为3．616 m～10．368 m。本基坑支护等级为一级～二级。由于该基坑工程的开挖面积大，开挖深度深，形状复杂，周边环境保护要求严格等特点，对支护结构连续墙的监测具有重要的意义。

监测连续墙后土体位移变形以及支护结构的侧向弯曲变形情况，对基坑的开挖施工起到指导意义，也为设计单位分析基坑安全稳定提供数据资料。

2 地下连续墙的监测内容

根据本段基坑支护设计、施工方法、施工进展情况及基坑周围环境条件、地质条件等，如下:连续墙的施工已完成，在连续墙墙身结构内预埋监测设备已不可能;本基坑上部盖板及墙帽的施工大多已完成，根据现场施工条件，在盖板的两侧设置应力应变监测已不可能;从基坑周围环境看，周边已建成或在建的建(构)筑物，离开基坑边距离均超过1．5H(H为基坑开挖深度)，故无需对基坑周边建(构)筑物进行沉降、倾斜观测;地下连续墙深达残积层或风化岩中，持力层强度较高，承载力足够大，可不进行墙顶沉降观测。

最后确定该地下连续墙的监测内容:

1)墙顶的水平位移观测。

在连续墙顶部帽梁上设置水平位移观测点，观测基坑开挖及使用期间支护结构顶部的水平位移。目的是为了了解连续墙基坑的变形情况，指导和控制施工，并为设计分析基坑安全稳定提供资料。

2)深层土体变形观测。

适当设置墙后深层土体位移观测孔管(测孔斜)，观测边坡土体内部不同深度的位移(主要是垂直于基坑方向)，间接了解基坑支护结构的侧向弯曲变形情况，指导和控制施工，也是为了分析基坑安全稳定提供资料。

3 施工工艺

由于该工程主要是对墙顶的水平位移和深层土体变形进行观测，因此主要介绍墙顶水平位移观测点的埋设和测斜管的埋设与安装。

3．1 墙顶水平位移观测点的埋设

在基坑两侧连续墙顶(中间隔离墙或连续墙墙顶)帽梁上按设计要求点位埋设观测点(尽量不妨碍今后施工、能较长时间保留)。先用冲击钻钻孔，钻孔直径不小于80 mm，将盖板钻穿后改钻直径20 mm的钻孔，孔深度约为8 cm～10 cm，然后插入钢制的观测标，在孔内回填水泥浆固定于地下连续墙帽梁上，同时保证观测标与盖板之间是活动的，活动范围不小于3 cm，观测标头高出混凝土面10 mm～20 mm，周围做上明显标记并竖立警示牌，埋设2 d后即可观测其初始值，观测标的标头应做成方便利用不同方法进行位移观测的形状。

3．2 测斜管的埋设与安装

1)用钻机套管护壁成孔，孔径不小于100 mm，孔深达测斜管底部以下1．0 m以上。

2)将成品测斜管底端封口(一般有成品堵头，胶封)，边下边接，接头用胶封，并加自攻螺丝，如因受地下水浮力影响而下管困难时，可在管内注入清水，直到预定深度。测斜管底部应达该地下连续墙墙底。下测斜管时应注意管内十字导槽方向，应保证十字导槽的一个方向垂直于基坑边线。

3)下管完毕后在管周回填粗砾砂料并保证充满密实，可采用边拔套管边振动套管同时边补充填料的方法，达到回填密实要求。

4)回填完毕拔出套管，测斜管管口应高出地面0．2 m左右，截去多余部分，并在管头加盖，四周用砖砌成高0．5 m的井圈，设立明显标记，竖立警示牌。

4 监测方法及技术要求

4．1 监测方法

墙顶水平位移观测宜采用测距法或小角度法使用全站仪或经纬仪观测。深层土体位移观测宜采用十字刻槽测斜管，使用合格的测斜仪观测。

4．2 技术要求

1)允许变形值及报警值。

墙顶水平位移和深层土体位移允许值:

a．有盖板并考虑其支撑时或有水平临时支撑时，属于连续墙支护结构，向基坑累计水平位移不大于0．002 5H(H为基坑开挖深度，单位为 mm，下同);报警值:向基坑累计水平位移不大于0．002H。

b．无盖板或不考虑盖板支撑且无临时水平支撑时，属于连续墙悬臂支护结构，向基坑内累计水平位移不大于0．003 5H;报警值:向基坑内累计水平位移不大于0．002 8H。

2)测斜管埋设深度。

测斜管的埋设深度与其所在位置的地下连续墙的墙底深度一致。

5 监测结果分析

1)墙顶水平位移监测的结果分析见表1。

表1 墙顶水平位移监测资料统计分析表

本次监测共有30个墙顶水平位移观测点，其中在桩号4+355～4+595之间有14个墙顶水平位移监测点，在桩号4+595～4+858．25有16个墙顶水平位移监测点。由监测成果可知:累计水平位移最大值发生在2006年12月17日T27号点，累计水平位移最大值为9．6 mm;最终累计水平位移最大值发生在2007年2月17日T7，T27号点，最终累计水平位移最大值均为7．0 mm，均小于累计水平位移20 mm的报警值。水平位移速率最大值为2007年12月3日 T24号点 －4．7 mm/d，小于水平位移速率±5 mm/d的报警值。

后期位移速率都为零，是因为在后期累计水平位移总是在某一定值上反反复复微小波动，呈现稳定状，因而位移速率也就在0的左右微小波动，虽然每次测的速率不为0，但综合起来看，后期总的位移速率为0。

2)墙后深层土体位移监测的结果和分析。

本次监测共有7个墙后深层土体位移观测点，其中在桩号4+355～4+595之间有3个墙后深层土体位移观测点，在桩号4+595～4+858．25有4个墙后深层土体位移观测点。本文主要以测斜观测点号C×1为例加以说明(其中2006年11月7日为监测开始日期，2007年2月17日是监测结束日期)。

从图1中可以看出，最大水平位移不到9 mm，远小于20 mm的报警值，说明该地下连续墙的刚度较大，岩层土侧压力较小，也说明地下连续墙在基坑开挖过程中是很稳定的。

图1 墙体水平位移变形随深度变化

6 结语

本次工程监测直观、合理地反映了地下连续墙在基坑开挖过程中水平位移和深层侧向位移的变化情况，起到了信息化施工，控制开挖施工速率等的作用，达到了监测的预期目的。监测资料与效果资料结合分析能够充分评价地下连续墙在基坑开挖过程中的稳定效果，并为同类工程提供了可借鉴的经验资料。通过监测表明本次地下连续墙设计是科学可靠和经济合理的，施工中无异常情况发生，也说明施工组织管理也是科学和合理的。

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