监控量测技术在车站附属工程安全施工中的应用

刘文胜 梁文新 邓 浩

中建五局土木工程有限公司

1 引言

降桥站所处地质及环境十分复杂，工程施工难度大。在工程施工期间须对车站的基坑围护结构、周边雨（污）水管、给水管、燃气管等地下管线、建(构)筑物、道路路面等变形进行监控量测，及时准确地反映出它们的实时变形状况，实现监测信息指导现场作业施工，将监控量测数据作为判定基坑工程施工自身安全和周边环境安全的重要依据。

2 工程概况

降桥站是南宁市轨道交通5号线一期工程第16个站为地下3层框架车站，车站总长度为156.2m，呈东西走向。附属工程围护结构为灌注桩+钢支撑或混凝土内支撑，采用明挖法施工基坑。该车站南侧附属工程为1号风亭和B号出入口，1号风亭为地下一层箱型框架结构处于杂填土层和泥岩层上；B号出入口为地下一层箱型框架结构处于泥岩层上。

3 基坑监测等级划分

附属1 号风亭基坑深度为8.5m～12.5m，其自身风险等级为二级，次要影响区域存在一般地下管线和一般建（构）筑物，周边环境等级为二级，综合判定基坑监测等级为二级；附属B号出入口基坑深度为13.5m，其自身风险等级为二级，主要影响区域存在建设年代较长、基础较浅的4层学校宿舍楼，周边环境等级为一级，综合判定基坑监测等级为一级。车站南侧附属工程基坑监测等级综合为一级。

4 施工监测

4.1 施工监测内容

基坑施工监测内容包括：日常巡视、周边地下管线沉降变形监测、基坑周边地表沉降监测、地下水位监测、桩体深层水平位移（测斜）监测、桩顶竖向位移、围护桩顶水平位移监测、支撑轴力监测、临时立柱位移、周边建（构）筑物变形（沉降、倾斜、裂缝）及土体深层水平位移。

4.2 监测项目和测点数量

（1）附属1号风亭基坑监测项目和测点数量：周边地下管线沉降数量14 点、基坑周边地表沉降数量13 点、地下水位数量3点、桩体深层水平位移数量7点、桩顶沉降数量7点、桩顶水平位移数量7点、支撑轴力数量6点、周边建（构）筑物沉降数量11点、周边建（构）筑物倾斜数量1点、立柱沉降数量2点。

（2）附属B号出入口基坑监测项目和测点数量：周边地下管线沉降数量16点、基坑周边地表沉降数量22点、地下水位数量3点、桩体深层水平位移数量14点、桩顶沉降数量14点、桩顶水平位移数量14点、支撑轴力数量6点、周边建（构）筑物沉降数量12点、周边建（构）筑物倾斜数量7 点、土体深层水平位移数量2 点及周边建（构）筑物裂缝监测和临时立柱沉降。

4.3 监测点埋设

在平行于附属围护结构方向，分别按照工程施工图设计图纸标注在围护结构边缘布设地表沉降监测点；按照工程施工图设计图纸标注布设桩顶水平位移、桩顶沉降共用监测点；在附属基坑边长按工程施工图设计图纸标注布设桩体水平位移监测点；混凝土支撑时采用振弦式钢筋计焊接在混凝土支撑内四根主筋上，钢支撑轴力采用振弦式轴力计，将轴力计推入安装架并拧紧螺丝固定好；采用钻机成孔方法布设地下水位监测点；在建（构）筑物基础或墙角点上钻孔布设建（构）筑物沉降监测点；建（构）筑物倾斜监测点布设方法同建筑物沉降监测点；对存在裂缝的重要建（构）筑物，在裂缝两侧划平行线或贴金属标志等布设裂缝监测点；按照工程施工图设计图纸标注布置临时立柱沉降监测点；采用钻孔方式布设土体深层水平位移监测点。

4.4 监测方法

地下管线沉降、临时立柱沉降、地表沉降、桩顶沉降、建（构）筑物沉降均采用电子水准仪进行测量；地下水位采用钢尺水位计进行监测；桩体深层水平位移采用测斜仪进行监测；桩顶水平位移根据降桥站附属工程现场条件建立独立坐标系，选择全站仪使用坐标法进行监测；支撑轴力采用频率仪进行监测；建（构）筑物倾斜采用差异沉降法进行监测；建（构）筑物裂缝采用游标卡尺对裂缝进行监测；土体深层水平位移方法及技术要求同桩体深层水平位移。

4.5 监测时间和频次

（1）监测时间。自附属1号风亭和B号出入口基坑开挖开始监测，持续至其主体结构上方回填土施工完成为止。

（2）监测频次。基坑类别为一级，其监测频次为：⑴当开挖深度≤5m 时，监测频率为 1 次/2d、报警期 2 次/1d、抢险期 1 次/3小时，开挖深度5m～10m 时，监测频率为1 次/1d、报警期4 次/1d、抢险期1 次/2 小时，开挖深度10m～15m 时，监测频率为2 次/1d、报警期4～6 次/1d、抢险期1 次/1～2 小时；⑵当底板浇筑后时间≤7d 时，监测频率为2 次/1d、报警期4～6 次/1d、抢险期1 次/2～4 小时，底板浇筑后时间7d～14d 时，监测频率为1 次/1d、报警期2～4 次/1d、抢险期 1 次/4～6 小时，底板浇筑后时间 14d～28d 时，监测频率为1次/1d、报警期2～4次/1d、抢险期1次/4～6小时，底板浇筑后时间≥28d时，监测频率为1次/3d、报警期1次/1d、抢险期1次/4～6小时。（d为天）

4.6 监测控制值

4.6.1 基坑工程监测控制值

附属1号风亭和B号出入口基坑工程监测控制值：桩顶竖向位移累计值±25mm、单日变形量大于±3mm；桩顶水平位移累计值±25mm、单日变形量大于±3mm；桩体水平位移（测斜）累计值±30mm、单日变形量大于±3mm；地表沉降累计值±30mm、单日变形量大于±2mm；地下燃气管沉降累计值±10mm、单日变形量±2mm，差异沉降0.25%管节长度，地下给水管沉降累计值±20mm、单日变形量±2mm，差异沉降0.25%管节长度；支撑轴力控制值为设计承载力的60%；地下水位变化累计值±1m、速率±0.5m 或水位观测标高不高于81.0m；建筑物沉降累计值±10mm、单日变形量±2mm；立柱沉降累计值±20mm、单日变形量±3mm；建筑物倾斜累计值2/1000、单日变形量大于1/1000；土体深层水平位移累计值±15mm、单日变形量±3mm。（注：地表沉降、管线沉降、建筑物沉降、立柱沉降、桩顶沉降等“+”表示隆起“-”表示沉降；桩体深层水平位移和桩顶水平位移“+”表示向基坑内位移“-”表示向基坑外位移；地下水位“+”表示水位上升“-”表示水位下降；支撑轴力“+”表示压力“-”表示拉力。）

4.6.2 支撑轴力控制值

（1）附属1号风亭支撑轴力控制值：轴力编号ZCL1-1设计承载力6900kN、轴力控制值4140kN；轴力编号ZCL1-2设计承载力6900kN、轴力控制值4140kN；轴力编号ZCL1-3 设计承载力6700kN、轴力控制值4020kN；轴力编号ZCL1-4 设计承载力6700kN、轴力控制值4020kN；轴力编号ZCL1-5 设计承载力5400kN、轴力控制值3240kN。

（2）附属B 号出入口支撑轴力控制值：轴力编号ZCL1-6 设计承载力4500kN、轴力控制值2700kN；轴力编号ZCL2-6设计承载力4125kN、轴力控制值2475kN、预加轴力500；轴力编号ZCL1-7 设计承载力7200kN、轴力控制值4320kN；轴力编号ZCL2-7 设计承载力7200kN、轴力控制值4320kN；轴力编号ZCL1-8 设计承载力4600kN、轴力控制值2760kN；轴力编号ZCL1-9 设计承载力7200kN、轴力控制值4320kN；轴力编号ZCL2-9 设计承载力7200kN、轴力控制值4320kN；轴力编号ZCL1-10 设计承载力7200kN、轴力控制值4320kN；轴力编号ZCL2-10 设计承载力4500kN、轴力控制值2700kN、预加轴力500；轴力编号ZCL1-11 设计承载力7200kN、轴力控制值4320kN。

4.7 监测预警值

根据工程施工图设计中的监控量测控制值，将施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大分为三级：黄色、橙色和红色预警。

（1）黄色预警：当2个指标（累计值、变形量）均超过监测控制值的70%时或其中1个指标超过监测控制值的85%时；（2）橙色预警：当2个指标均超过监测控制值的85%时或其中1个指标超过监测控制值时；（3）红色预警：当2个指标均超过监测控制值或实测变化速率出现急剧增长时。

4.8 监测数据及时预警

每日对1号风亭和B号出入口所有监测项目，按监测频率完成实地监测，记录整理监测数据，及时进行分析和判定；当监测数据达到监测控制值70%或发生异常时，须复测和查明原因，并及时告知现场施工负责人，上报监理单位、建设单位并提出监测等级预警。

5 应用效果

通过在附属1 号风亭设置一道混凝土支撑梁和B 号出入口设置二道混凝土支撑梁，其中B 号出入口第二道支撑为钢支撑或混凝土支撑梁；本车站南侧附属工程从基坑开挖至其主体结构上方回填土施工完毕过程中均未出现黄色、橙色和红色预警；工程施工过程中附属1号风亭和B号出入口基坑坑壁、围护结构没有出现倾斜、坍塌事故，周边地下管线、地面建(构)筑物、地面道路也没有出现沉降、开裂、倾斜事故。

6 结束语

“施工要安全、安全保施工”已成为当今社会工程建设期间的红色底线。既要按质按量地完成工程施工任务，又要确保工程施工自身安全及人民生命安全。随着新监测设备的开发与应用，监控量测技术正朝系统化、自动化、远程化方向发展。在今后的工程建设中，我们需要不断地学习和掌握新监控量测技术、总结施工经验，为今后工程施工积累了宝贵的科学数据。