邻近开挖深基坑的桥梁保护监测分析

俞佳斌,薛 飞

（杭州市城市基础设施建设发展中心，浙江 杭州 310006）

0 引言

随着建设行业的高速发展，有限的地面空间日渐无法满足城市建筑事业不断发展的需求，由此带来了建筑物向高、大方向的发展，而基础工程则自然地呈现出往深、大方向的发展趋势。伴随着这些发展和变化，邻近基坑的桥梁等构筑物桩基础将不同程度地受到因开挖引起的土层位移而产生的不良影响。国内外已有不少工程，虽然其基坑没有破坏，但由于变形过大，邻近基坑周边的道路、桥梁和建筑物等均产生了不同程度的损坏，引发了重大的经济损失。例如，Finnoetal（1991）[1]就曾对一个17.7 m的深基坑工程实例进行过观测分析，其支护体系折除时，邻近工程桩基的顶部侧向偏位依然达到了64 mm；LeeR.G.（1994）[2]曾对伦敦某地铁站的开挖进行了报道，该隧道处于一幢二层楼房的基础和另外一幢七层建筑物的桩基础之间，其中最近的桩基距离隧道纵向轴线5.7 m，监测数据显示至隧道开挖工作全部完成后，部分桩基已经产生了10.0 cm左右、不同程度的指向隧道方向的偏位。目前，我国多数地方政府根据本地以往的工程经验结合当地经济发展与工程建设情况确定了适用于各自城市的桥梁安全保护距离。例?如《北京市城市道路桥梁管理暂行办法》规定：禁止在桥梁、涵洞前后左右及上下游各50 m范围内挖砂取土、堆放物料、装置有碍桥涵正常使用的设施[3]。

杭州市紫金港立交项目中地下隧道深基坑工程施工前，上方高架桥梁已施工完成并通车。该工程开挖过程中，将可能引起坑边地表沉降，可能对影响范围内的桥梁墩台基础造成侧向滑动、下沉。因此，该基坑施工期间对影响范围内的桥梁进行保护性监测很有必要。

1 桥梁保护监测具体措施

1.1 主要监测内容

（1）施工前、后邻近桥梁外观检查；

（2）施工过程邻近桥梁墩、台沉降监测；

（3）施工过程邻近桥梁墩、台水平位移监测；

（4）施工过程邻近桥梁墩、台垂直度监测。

1.2 监测作业方法

桥梁保护性监测墩台编号及测点位置见图1，即 NS10、NS11、ZJ08-1、ZJ08-2、ZJ09-1、ZJ09-2 共6个测点。并现场施测各监测点的高程、初始坐标和桥墩垂直度等初始监测数据。

1.3 监测频率

每个监测对象的监测周期分为3个阶段：施工前期，施工期和稳定期，施工前期是指基坑尚未施工的时间，该阶段只需对监测点施测一次，取得各监测点的初始测量值，施工期指监测点施工开始到施工结束为止；稳定期是指基坑底板施工结束后的继续跟踪监测阶段，一般一个月或两个月观测一次，直至最后3个观测周期的变形量小于观测精度为止。不同施工阶段监测频率见表1。

图1 桥梁监测测点分布图及测点编号

表1 监测频率

2 桥梁保护监测数据分析

通过对桥梁墩台监测过程中的数据进行统计、分析，得出基坑开挖不同时期各墩台变化情况如下（以具有代表性的NS10和ZJ09-1测点为例）。

2.1 墩台沉降监测结果分析

基坑开挖不同时期，墩台NS10和ZJ09-1测点累计沉降量～时间变化曲线见图2、图3。

图2 NS10累计沉降～时间变化曲线（单位：mm）

图3 ZJ09-1累计沉降～时间变化曲线（单位：mm）

从图2中可以看出：

（1）2017年2月25日～2017年6月5日的观测过程中，NS10沉降监测点的累计沉降量在-1.2～0.4 mm之间，未达到警戒值。

（2）随着基坑土方开挖，各监测点的沉降量略有增加。在基坑开挖到设计深度时，最大累计沉降量为-1.2 mm。

（3）墩台监测点的沉降变化均呈收敛趋势，从最后的几次观测中可看出，各监测点变化值很小。

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从图3中可以看出：

（1）2017年2月25日～2017年6月5日的观测过程中，ZJ09-1沉降监测点的累计沉降量在-1～0.4 mm之间，未达到警戒值。

（2）随着基坑土方开挖，各监测点的沉降量略有增加。在基坑开挖到设计深度时，最大累计沉降量为-1 mm。

（3）墩台监测点的沉降变化均呈收敛趋势，从最后的几次观测中可看出，各监测点变化值很小。

可知，在该深基坑工程土方开挖和地下结构施工过程中，桥梁墩台沉降一直处于受控状态，沉降值很小，说明桥梁受到基坑施工的影响很小。

2.2 墩台垂直度监测结果分析

基坑开挖不同时期，墩台NS10和ZJ09-1测点累计垂直度～时间变化曲线见图4、图5。

图4 NS10累计垂直度～时间变化曲线（单位：%）

从图4中可以看出：

（1）在2017年2月25日～2017年6月5日的观测过程中，NS10监测点的累计垂直度在0.01%～0.12%之间，未达到警戒值。

（2）随着基坑土方开挖，各监测点的垂直度变化略有增加。在基坑开挖到设计深度时，最大累计垂直度变化量为0.12%。

从图5中可以看出：

（1）在2017年2月25日～2017年6月5日的观测过程中，ZJ09-1监测点的累计垂直度在0.01%～0.18%之间，未达到警戒值。

（2）随着基坑土方开挖，各监测点的垂直度略有变化。在基坑开挖到设计深度时，最大累计垂直度变化量为0.18%。

（3）墩台监测点的垂直度变化均呈稳定趋势，从最后的几次观测中可看出，各监测点变化值很小。

可知，在该深基坑工程土方开挖和地下结构施工过程中，桥梁墩台垂直度一直处于受控状态，垂直度数值很小，也说明了桥梁受到基坑施工的影响很小。

图5 ZJ09-1累计垂直度～时间变化曲线（单位：%）

2.3 墩台水平位移监测结果分析

基坑开挖不同时期，墩台NS10和ZJ09-1测点累计水平位移～时间变化曲线见图6、图7。

图6 NS10累计水平位移～时间变化曲线（单位：mm）

从图6中可以看出：

（1）在2017年2月25日-2017年6月5日的观测过程中，NS10监测点的累计水平位移量在-1.1～0.6 mm之间，未达到警戒值。

图7 ZJ09-1累计水平位移～时间变化曲线（单位：mm）

（2）随着基坑土方的不断开挖，各监测点的位移变形变化量较小。在基坑开挖到设计深度时，水平位移累计最大值为-1.1 mm。

（3）在基坑开挖完成后的监测过程中，本监测点的水平位移逐渐趋于收敛，从最后的几次观测中可看出，各监测点变化值很小。

从图7中可以看出：

（1）在2017年2月25日-2017年6月5日的观测过程中，ZJ09-1监测点的累计水平位移量在-1.1～0.6 mm之间，未达到警戒值。

（2）随着基坑土方的不断开挖，各监测点的位移变形变化量不大。在基坑开挖到设计深度时，水平位移累计最大值为-1.1 mm。

（3）在基坑开挖完成后的监测过程中，本监测点的水平位移变化逐渐趋于收敛，从最后的几次观测中可看出，各监测点变化值很小。

可知，在该深基坑工程土方开挖和地下结构施工过程中，桥梁墩台水平位移一直处于受控状态，水平位移数值较小，说明了桥梁结构受到基坑施工的影响很小。

3 结论

通过对受邻近深基坑开挖影响的既有桥梁墩台进行监控量测、数据分析，结果表明在该深基坑工程土方开挖和地下结构施工过程中，桥梁墩台沉降、垂直度及水平位移数值变化均很小，一直未超过报警值，处于受控状态，说明既有桥梁受到基坑施工的影响很小。这说明本项目的桥梁保护监测有效地指导了实际基坑施工，并确保了既有桥梁的安全运行。