姚磊 張易 黎晨

摘 要：由于某過江通道工程風井復雜的環(huán)境條件、開挖深度和地質條件，采用地下連續(xù)墻作為支護方案。為確?；影踩?，布置詳細的監(jiān)測方案，并獲得了豐富的監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究了各測點位移變化規(guī)律，為今后制定施工措施提供了參考性意見。

關鍵詞：風井;施工監(jiān)測;數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TV551.4? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）03-0154-04

基坑工程風險性很高，一旦發(fā)生事故將造成無法挽回的損失。本文根據(jù)某過江通道工程風井圍護結構施工監(jiān)測數(shù)據(jù)，對圍護結構位移變化規(guī)律進行了研究，為施工措施的采取提供了依據(jù)[1]。

1工程概況

風井建設是過江通道工程的關鍵性工程之一。由于本工程臨近長江，地下水豐富，承壓水受長江水補給，給施工降水帶來巨大困難。盾構穿越風井加固區(qū)外圍、風井加固區(qū)及風井，影響范圍長230m。監(jiān)測周期為盾構到達梅子洲風井加固區(qū)外圍至風井中心管片拆除完成，重點監(jiān)測參數(shù)為盾構穿越風井過程及管片拆除過程中風井內(nèi)襯墻和管片結構的受力及變形情況[2]。

2監(jiān)測項目及測點布置

2.1監(jiān)測項目

風井位置結構復雜，開挖會使開挖面以下的土層發(fā)生卸載，臨近土層發(fā)生不同程度的變位，從而會對臨近建（構）筑物的結構產(chǎn)生影響，其中長江大堤是監(jiān)測重點。為預防工程破壞事故和環(huán)境事故的發(fā)生，需要對梅子洲風井的施工過程進行監(jiān)測。綜合考慮選定主要監(jiān)測項目見表1。

2.2測點布置

盾構穿越風井區(qū)域時，風井內(nèi)部位移監(jiān)測采用收斂儀進行。于風井地下第二層、第三層和第四層布置周邊位移監(jiān)測點，每層均勻布置16個測點，其測點布置如圖1所示[3]。

盾構穿越過程中凈空變化速度持續(xù)大于1.0mm/d時，風井處于急劇變形狀態(tài)，應控制掘進速度。

盾構穿越過程中凈空變化速度小于0.2mm/d時，風井達到基本穩(wěn)定。

混凝土應力采用表貼式混凝土應變計進行測量，于風井地下第四層布置48個測點，地下第三層布置32個測點，地下第二層布置16個測點，其測點布置如圖1～圖4所示。

3 風井監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

3.1圍護結構變形監(jiān)測

3.1.1風井地下2層收斂變化情況

對風井地下2層內(nèi)的水平收斂測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖5所示，其中累計變量最大值位于測點2-12-13，水平收斂達到5.03mm，小于梅子洲風井變形監(jiān)測控制標準23.4mm;變形變化速率最大值位于測點2-4-5，達到0.69mm/d，小于梅子洲風井變形監(jiān)測控制標準1.0mm/d，表明風井地下2層變形處于安全范圍內(nèi)[4]。

3.1.2風井地下3層收斂變化情況

對風井地下3層內(nèi)的水平收斂測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖6所示，其中累計變量最大值位于測點3-2-3，水平收斂達到3.36mm，小于梅子洲風井變形監(jiān)測控制標準23.4mm;變形變化速率最大值位于測點3-0-1，達到0.62mm/d，小于梅子洲風井變形監(jiān)測控制標準1.0mm/d，表明風井地下3層變形處于安全范圍內(nèi)。

3.1.3風井地下4層收斂變化情況

對風井地下4層內(nèi)的水平收斂測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖7所示，其中累計變量最大值位于測點4-10-11，水平收斂達到5.31mm[5]，小于梅子洲風井變形監(jiān)測控制標準23.4mm;變形變化速率最大值位于測點4-10-11，達到0.95mm/d，小于梅子洲風井變形監(jiān)測控制標準1.0mm/d，表明風井地下4層變形處于安全范圍內(nèi)。

從風井圍護結構水平收斂變化曲線圖可知，其變形基本趨于穩(wěn)定，且處于安全范圍內(nèi)。

3.2圍護結構內(nèi)力監(jiān)測

3.2.1風井地下2層內(nèi)力變化情況

對風井地下2層結構內(nèi)力測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖8所示，其中拉應力累計變量最大值位于測點208V（達到1.83MPa），小于于梅子洲風井C35混凝土容許名義拉應力（4.45MPa）的70%（3.11MPa），表明風井地下2層抗拉強度處于安全范圍內(nèi);壓應力累計變量最大值位于測點206V和212V（達到-1.95MPa），小于梅子洲風井C35混凝土抗壓強度設計值（16.10MPa）的70%（11.27MPa），表明風井地下2層抗壓強度處于安全范圍內(nèi)。

3.2.2風井地下3層內(nèi)力變化情況

對風井地下3層結構橫向內(nèi)力測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖9所示，其中拉應力累計變量最大值位于測點302H（達到1.21MPa），小于梅子洲風井C35混凝土容許名義拉應力（4.45MPa）的70%（3.11MPa），表明風井地下3層橫向抗拉強度基本處于安全范圍內(nèi);壓應力累計變量最大值位于測點314H（達到-3.19MPa），小于梅子洲風井C35混凝土抗壓強度設計值（16.10MPa）的70%（11.27MPa），表明風井地下3層橫向抗壓強度處于安全范圍內(nèi)。

對風井地下3層結構豎向內(nèi)力測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖10所示，其中拉應力累計變量最大值位于測點303V（達到-0.02MPa），小于梅子洲風井C35混凝土容許名義拉應力（4.45MPa）的70%（3.11MPa）[6]，表明風井地下3層豎向抗拉強度基本處于安全范圍內(nèi);壓應力累計變量最大值位于測點314V（達到-4.51MPa），小于梅子洲風井C35混凝土抗壓強度設計值（16.10MPa）的70%（11.27MPa），表明風井地下3層豎向抗壓強度處于安全范圍內(nèi)[7]。

3.2.3風井地下4層內(nèi)力變化情況

對風井地下4層結構橫向內(nèi)力測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖11所示，其中拉應力累計變量最大值位于測點412H（達到0.51MPa），小于梅子洲風井C35混凝土容許名義拉應力（4.45MPa）的70%（3.11MPa），表明風井地下4層橫向抗拉強度處于安全范圍內(nèi);壓應力累計變量最大值位于測點401H（達到-4.34MPa），小于梅子洲風井C35混凝土抗壓強度設計值（16.10MPa）的70%（11.27MPa），表明風井地下4層橫向抗壓強度處于安全范圍內(nèi)。

對風井地下4層結構豎向內(nèi)力測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖12所示，其中拉應力累計變量最大值位于測點408V（達到0.53MPa），小于梅子洲風井C35混凝土容許名義拉應力（4.45MPa）的70%（3.11MPa），表明風井地下4層豎向抗拉強度處于安全范圍內(nèi);壓應力累計變量最大值位于測點413V（達到-3.93MPa），小于梅子洲風井C35混凝土抗壓強度設計值（16.10MPa）的70%（11.27MPa），表明風井地下4層豎向抗壓強度處于安全范圍內(nèi)。

對風井地下4層結構斜向內(nèi)力測點進行了測量，監(jiān)測成果如圖13所示，其中拉應力累計變量最大值位于測點408S（達到0.50MPa），小于梅子洲風井C35混凝土容許名義拉應力（4.45MPa）的70%（3.11MPa），表明風井地下4層斜向抗拉強度處于安全范圍內(nèi);壓應力累計變量最大值位于測點405S（達到-4.01MPa），小于梅子洲風井C35混凝土抗壓強度設計值（16.10MPa）的70%（11.27MPa），表明風井地下4層斜向抗壓強度處于安全范圍內(nèi)。

通過上述分析數(shù)據(jù)推導出風井地下4層結構第一主拉應力，變化曲線如圖14所示，其中最大主拉應力累計變量最大值位于測點412（達到2.28MPa），小于梅子洲風井C35混凝土容許名義拉應力（4.45MPa）的70%（3.11MPa），表明風井地下4層抗拉強度處于安全范圍內(nèi)。

通過上述分析數(shù)據(jù)推導出風井地下4層結構第三主壓應力，變化曲線如圖15所示，其中最大主拉應力累計變量最大值位于測點401（達到-6.51MPa），小于梅子洲風井C35混凝土抗壓強度設計值（16.10MPa）的70%（11.27MPa），表明風井地下4層抗壓強度處于安全范圍內(nèi)。

從風井圍護結構應力變化曲線圖可知，其內(nèi)力基本趨于穩(wěn)定，處于安全范圍內(nèi)。

4 結論

通過對梅子洲風井附近結構地表的沉降監(jiān)測，得出如下結論：

（1）風井位移和內(nèi)力主要受基坑開挖、風塔主體結構施工、盾構穿越及地下水位變化綜合影響;

（2）墻頂水平位移受坑外堆載影響明顯;

（3）基坑周邊水、土壓力均處于穩(wěn)定狀態(tài);

（4）根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，墻頂水平位移較大通常發(fā)生在基坑開挖和水位變化較大期間，建議盡量減少基坑周圍堆載，及時補充基坑內(nèi)水位，在惡劣天氣、斷水、斷電時及時采取應對措施，減小基坑施工風險，保證施工安全;

（5）從風井圍護結構水平收斂變化曲線圖和應力變化曲線圖可知，其變形和內(nèi)力基本趨于穩(wěn)定，且處于安全范圍內(nèi)[8]。

參考文獻：

[1] 周順華，王炳龍.盾構工作井圍護結構在施工全過程的內(nèi)力測試分析[J].巖土工程學報，2002，24（3）：301-303.

[2] 韋良文，張慶賀，孫統(tǒng)立，等.盾構隧道開挖面穩(wěn)定研究進展[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2007，26（6）：67-72.

[3] 張正祿.工程測量學[M]. 湖北：武漢大學出版社，2008.

[4] GB50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范[S].

[5] 張建全.北京某深基坑工程施工監(jiān)測與成果分析[J].工程勘察， 2010（02）.

[6] 何堯，孫亞峰，劉曉瑜.昆山市某深基坑圍護結構事故原因分析[J].工程建設與設計，2010（01）.

[7] 王浩，覃衛(wèi)民，湯華.關于深基坑施工期監(jiān)測現(xiàn)狀的一些探討[J].巖土工程學報，2006（S1）.

[8] 鄭淑芬.盾構隧道施工地表沉降規(guī)律及控制措施研究[D]. 湖南：中南大學，2010.