芒稻船闸扩容改造工程基坑监测方案研究

2018-10-11 02:51:00戴海华
交通科技 2018年5期
关键词:船闸围堰监测点

戴海华

(江苏省扬州市航道管理处 扬州 225000)

船闸主体建筑物在施工建设过程中,由于基础埋置较深,一般采用深基坑放坡开挖施工,为保障开挖期间边坡稳定性和周边环境安全,须对该基坑、围堰及周边环境进行监测。本文以芒稻船闸土建工程基坑施工为例,介绍了监测方案的设计。

1 工程概况

新建芒稻船闸按III级船闸标准进行扩容改造,船闸尺度为180 m×23 m×4 m(闸室长×口门宽×槛上水深)。上、下游主辅导航墙直线投影长度分别为60,70 m,引航道护坦均为50 m,上游导航墩长为140 m。上、下游航道河底与现状河底高程衔接。船闸水工建筑物设计级别如下:上、下闸首(含闸门)和闸室为2级水工建筑物;上、下游导航墙、靠船墩为3级水工建筑物;临时工程为4级水工建筑物。

2 监测目的

闸室基坑所处地貌位置较为特殊,处于芒稻河三岔口位置,东侧陆地宽度不到100 m,毗邻芒稻河,西侧连接老河堤,河堤下面多为居民区,基坑开挖影响范围内建筑已拆迁到位。船闸上游接高水河,下游接长江,东邻江都水利枢纽芒稻节制闸。扩容改造工程采用在上、下游引航道处构筑围堰阻隔外地表水,沿基坑周圈设置防渗帷幕后进行开挖以实现干地施工,同时对位于下闸首的新芒稻河大桥主墩处采取支护措施。

据施工图设计图纸,闸塘开挖深度较大,最高达到18.7 m,分3级放坡开挖,根据该项目地质勘察报告,上游和闸室潜水水位为5.99~7.00 m;下游水位受长江水位影响较大,在0.85~2.13 m之间。下闸首开挖至-8.2 m,最大水位差10 m左右,施工时由于高程1.07 m~8.50 m为透、含水层,在水头差作用下,可能发生流土现象,基坑施工时需采取必要的隔水、降水措施,并且对止水帷幕内外地下水位进行监测。

根据场地的工程地质、水文地质及周边环境条件,该基坑工程安全等级为一级。为保障开挖期间边坡稳定性和周边环境安全,须对该基坑、围堰及周边环境进行监测。

新芒稻河大桥横跨下游导航墙,在下闸首施工时,应对下闸首基坑两侧的大桥桥墩采取支护措施。在工程施工中,对影响范围内的桥墩及支护结构进行施工监测,掌握桥梁基础的动态变形,以及桩基周围土体的变形趋势,确保桥梁的安全。

场地西侧为项目部办公大楼,楼边距基坑边坡仅3.5 m,施工期间基坑变形易对该建筑物产生影响,施工期间需对临近建筑进行变形监测。

3 监测原则

1) 连续性。监测项目应与设计要求有机地结合,保持资料的系统性、完整性和准确性,制定监测数据检核、验收制度;按照工程施工进度和工况制定监测计划,确保数据的连续性。

2) 可靠性。采用新技术、新方法采集监测数据和分析、处理监测成果,确保监测数据的质量,监测中使用的监测仪器、设备均通过计量检定合格且在有效使用期内。

3) 关键部位优先、兼顾全面。对围堰及基坑边坡中敏感区域增加测点数和项目,重点监测。

对地质变化起伏较大的位置,施工过程中有异常的部位进行重点监测;除关键部位优先布设测点外,在系统性的基础上均匀布设监测点。

将边坡土体深层水平位移作为监测的重点,该部分监测指标能够反映边坡土体的变形和受力情况,直接反映基坑边坡的稳定情况。

4)与施工相结合。结合施工实际确定测试方法、监测传感器的种类、监测点的保护措施;调整监测点的布设位置,并确定监测频率。

5) 经济合理。监测方法的选择,在安全、可靠的前提下,结合工程经验尽可能采用直观、简单、有效的方法;监测点的数量,在确保安全的前提下,合理利用监测点之间的联系,减少测点数量,提高工作效率,降低成本。

4 监测内容

1) 基坑边坡、围堰表面变形监测。(深层水平位移监测)

2) 防渗帷幕内外地下水位监测。

3) 桥墩及支护结构监测。

4) 芒稻节制闸及邻近建筑物监测。

5 测点布设

5.1 监测控制网的布设

利用已有施工控制网中的5个高程控制点,为方便周边建筑沉降监测,具体实施时可根据基坑周边现场条件,在满足强制性要求及监测精度的前提下适当加密基准点,监测布点示意略。

5.2 监测点布设汇总

监测点布设汇总见表1。

表1 监测点布设汇总

6 监测周期与频率

监测周期应以能系统反映所观测量的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则,根据单位时间内观测量的变化大小及外界影响因素确定。观测次数一般可以按荷载的变化或变形的速率,以及受影响的区域段落等来确定。在边坡施工期,变形速度较快,观测次数应加密;随着边坡施工的完成进入主体结构施工期,应保持监测频率;待主体施工完成并进行墙后回填后,可以减少观测次数,但仍应坚持长期观测,以便能及时发现异常[1]。

开始监测的第1年,表面变形监测测次不少于10次/月,其它监测内容测次不少于1次/d。1年后根据可根据现场情况调整次数,见表2。

表2 监测周期计划表

7 监测控制指标

结合本工程的特点,根据GB 50497-2009 《建筑基坑监测技术规范》[2]关于一级基坑监测报警值的规定及设计单位提出的要求,确定各监测项目的报警值如下。

以控制标准的60%为警戒值,控制标准的80%为报警值,加强监测频率。当监测数据达到或超过控制标准值时,应立即停止施工,修正参数后方能继续施工,各项参数报警值见表3。

注:H为基坑开挖深度。

8 监测工作的重难点分析

本工程施工工期为2014年12月1日-2017年5月31日,共30个月。项目监控服务期为24个月,周期时间跨度长。其中防渗帷幕施工计划90 d,基坑土方开挖计划130 d;基坑开挖后,坑底面应尽量避免扰动,尽快浇注,防止土体回弹。因此,基坑开挖至船闸主体浇筑的过程中,监测工作尤为重要。船闸主体浇筑计划340 d。下闸首及下游导航墙施工时,对新芒稻河大桥进行了桥墩围护并对其围护结构进行监测,以保证工程建设满足功能需要,同时又能达到保护已建桥梁安全的要求。

监测工作的重难点:

1) 监测重点。本项目周边建筑物有芒稻节制闸和原办公大楼,故本监测重点在于基坑边坡、围堰、新芒稻河大桥围护结构等。

2) 控制网的维护与管理。本船闸两侧临近河道、工程施工周期较长、地下水位升降等,对地面控制网的稳定性有一定影响。为了确保监测数据的连续性和准确性,对地面控制网进行维护与管理尤为重要,需要定期对控制网进行复测并评价其稳定性测。

3) 测点保护。根据以往的经验,由于现场交叉施工较多,现场施工人员对监测点的保护意识不强,测点易破坏,造成监测数据不连续。因此,项目参建方需加大技术培训和技术管理,重视测点保护、重视施工监测在项目施工过程中的指导作用。

4) 现场沟通和信息反馈。监测工作的开展与施工、设计、监理的沟通协调密不可分,相关监测情况须及时与相关方进行沟通,以便各单位对可能出现的险情及时采取有效的措施。因此建立及时、有效的信息沟通机制是监测项目的重要工作。

9 结语

监测成果的分析是指导安全施工的重要依据,通过结合监测数据及现场施工工况、施工工艺、降水情况等进行科学有效地分析,使基坑安全处于受控状态是监测工作的目标所在。本项目的成功完成,对监测成果进行变形预测、提前对风险做出规避,确保了工程安全。为同类工程项目的设计、施工等提供了科学依据,可提高同类工程设计、施工管理技术水平。

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