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第 4 1卷 第 2 0期 2 0 1 0年 1 0月 人 民 长 江 Yan g t z e Ri v e r Vo 1 . 41. NO. 20 0e t . 2 01 0 文 章 编 号 : 1 0 0 1—4 1 7 9( 2 0 1 0) 2 0—0 1 01—0 4 深基坑降排水对周边沉降影响的监测 王 当 强 , 胡 明 庆, 李 双 平 ( 长江空 间信息技术 工程 有限公司, 湖北 武 汉 4 3 0 0 1 0) 摘要 : 深基坑 开挖 降水可引起 周边环境的 变化 , 尤其是 引起周边地表 管线及 建筑物的沉降。通过合理 、 及 时的 进行基坑 周边环境沉降监测 , 掌握周边环境 变化规律 、 发展趋 势, 从 而达到安全预警 、 反馈设计 、 指导施工的 目 的。介绍 了基坑 降水设计 、 周边环境 监测设 计并 通过对观 测 资料 的初 步分析 , 指 出: 对深基 坑 降水作 业 的监 测 , 应满足尽早 、 快速、 及 时、 量化 的要 求, 准确掌握周边环境 的变化 动态 , 采取切 实可行的应急措施 , 以保 证周 边 环 境 的安 全 。 关键词 : 深 基 坑 ;基 坑 降 水 ;环境 影 响 ;监 测 中图法分类号 :T V 5 5 1 . 4 文献标 志码 : A 某深 基坑 为一 大 型 地 铁 车 站 端 头井 , 也 是地 铁 区 间盾构机始发井。车站主体施工采用地下连续墙与多 层钢管支撑作基坑支护体系 , 明挖顺作法施工。标准 段 明挖基坑 深 1 5 . 8 9 m, 宽 1 8 . 5 r n ; 地 下连 续墙 深度 为 2 7 . 3 m, 盾 构 井 加 宽 段 明 挖 基 坑 地 下 连 续 墙 深 度 为 2 8 . 8 m, 厚度 为 0 . 8 m, 最 大 开挖 深 度 为 1 7 . 8 m, 宽 度 为 2 3 , 3 m, 长 度 为 1 8 . 1 m。基 坑 周 边 有 3条 管 道 , 2 栋 居 民楼 , 周 边 地表 和路 面 , 根据 基坑 深度 和周 边环 境 条 件 , 确定本 基 坑安 全等 级 为一级 。 1 基坑降水 深基 坑地 质 条 件 复 杂 , 承 水 水 头 地 面下 3 . 5 m, 基坑 最 大开 挖 深 度 为 1 7 . 8 I 1 1, 罐 坑 底 部 位 于粉 质 粘 土 、 粉 土 、 粉 砂 互 层 I I J 坑 挖 剑 没计 深度 后 , 出 现流 水 涌砂 现 象 , 为保 F 坑 J支令 , 基 坑 被 迫 回填 至 l 5 . 8 m。为 了能正 常浇 筑 璀坑 底板 , 需采 取 降水措 施 。 降水 设计 方案 采 片 J 以坑 外 布井 为 主并辅 以坑 内布井 的 方式 , 设置 中深降水 管 井进 行疏 干 降水 , 为基坑 开挖 提 供干 地作业 环 境 。综合 考虑 各种 不利 因素对基 坑 降水 的影 响 , 在基 坑 中心 设置 1口备用 井兼 作 观测井 , 坑 外 设置观测井 1口, 共设计降水井 2 4口及观测井 2口。 降水井 孔 径 0 . 8 1 T t , 孔 深 3 7 . 0 m, 底部 1 m 预 留沉 淀管 ; 井管 全部 采用 钢筋 混凝 土 管 , 上 部井 管管 顶伸 出 地面 0 . 3 m; 降水井 自孔底至孔深 1 9 . 0 m的承压含水 层段环填石英 圆砾 , 以形成 良好 的人工反滤层, 在孔口 至孑 L 深 1 9 m 段环 填 高度粘 土球 以进行 管外 封孔 , 封孔 目的是将 上层 潜水 与 下 部 承 压 水 封 隔 , 以避 免潜 水 被 疏干后 排水 固结 引起 地 面 过 大沉 降 。 基坑 降水 期 间 , 坑 内外任 意点 处 的水位 下 降可视 为群 井在 该 点水位 下 降的叠加 , 并以此预测降水水位 , 直到基坑水位降到基 底 以下 1 m 为止 。 基 坑 降水 时 , 引起 地 面 沉 降 的 范 围 就是 抽 水 水 位 下降漏斗的范围, 并具有离基坑愈近水位下降愈大 , 影 响地面沉降愈大的特点。该地 区基坑降水引起基坑周 边 地 面沉 降的监 测数 据 表 明 , 在距 基坑 周边 l 0倍 于 水 位下降值范 围处 , 其沉 降量 仅为最大沉降量 的 4 5 % , 而相当于 3 0倍水位下降值范围处 , 其沉降量仅为最大 沉降量的 1 2 %左右 , 根据地 面沉 降等值线图 , 其最 大 沉降约为 9 4 mm, 其不均匀沉降率小 于 1 % 。 , 因此对于 基坑开挖附近的桩基础建筑物 , 降水所产生的沉 降对 其影响较小 。但为安全起见 , 在降水运行前 , 应在地面 和建( 构) 筑物处布置沉降观测点 , 在 降水运行期 间加 强沉降监测 , 及时反馈沉 降信息 , 采取预 防应急措施 , 以确保 建 ( 构 ) 筑物 的安 全 。 基坑降水时间为 2 0 0 8年 1 1月 2 4日至 2 0 0 8年 l 2 月 3 1 E t 。 收 稿 日期 : 2 0 1 0—0 9—1 8 ; 作者简介 : 王 当强 , 男, 工程师 , 主要从事 安全监测工作 , E—m a i l : e f w j c g s — w d q @1 2 6 . e o m l 0 2 人 民 长 江 2 周边环境监测 2 . 1 监 测 原 则 基坑降水对周边环境 的影响主要是沉降, 因此将 基坑周边有管线 的地 面及建筑物 的沉 降监测作 为重 点, 要求做到 : 全面兼顾, 重点突出; 监测精度合理 , 频 次恰 当 ; 监 测方 法 可 行 , 快 捷 实 用 ; 实 时 监 测 , 及 时 反 馈, 满足信息化施工要求 。 2 . 2 监测 系统 的布设 ( 1 )按 降水 设计 要求 , 必须 对 基 坑 周边 环 境 进行 实时沉降监测, 沉降监测必须布置垂直位移基准网, 基 准网由 4个基准点和 8个工作基点组成 , 基准点位于 离基坑 3 0 0~ 4 0 0 m的高压线混凝土基座上 , 工作基点 就 近布置 在离基 坑较远 且方 便观 测 的位 置 。垂 直位 移 基 准网采 用 D I N I 1 2电子 水 准仪 按 国家 一等 水 准 要 求 观测 。 ( 2 )根据 降水设 计 的 影 响范 围 , 重 点 是对 基 坑 周 边 1 0 0 m以内的环境进行监测, 该基坑周边需要监测 的有 1 条直径 3 0 0 m m的铸铁给水管道 , 1条直径 5 0 0 mm 的污水 管道 和 1 条 直 径 8 0 0 mm 的雨 水管 道 , 2栋 居 民楼 , 周边地 表 和路 面 。基 坑 周边 地 表 布设 了 5个 沉降监 测点 , 基 坑南 侧 的路 面 布设 了 1 个 监 测 断 面 ( 6 个 监测 点 ) ; 给水 管 道 布设 了 4个 监测 点 , 污 水 管道 布 设 了4个监测点, 雨水管道布设 了 6个监测点; 2栋居 民楼各布设 了 8个监 测点 。周边 环境监测布置见 图 1 。 2 . 3 观测技术要 求 ( 1 )观测方 法 。采 用 二 等 水 准 闭合 环 路 、 D I N I 1 2 和 D N A 0 3电子水 准仪进 行观测 。 ( 2 )观测精度 。采用二级变形测量等级, 视线长 度 不 大于 5 0 m、 前后视 距差 不大 于 2 . 0 m、 前后视 距 累 积差不 大 于 3 . 0 m、 视 线 高 度 ( 下 丝 读 数 ) 不 小 于 0 . 3 m, 监测点测站高差 中误差不大于 - i- 0 . 5 m m。 ( 3 )观测频率 。降水前打井施工期 , 管线及地表 每天观测 2次, 建筑物每天观测 1次 ; 降水期 , 地表及 管线每天观测 2次 , 建筑物每天观测 2次 , 沉降速率过 快时应 加密 观测 ; 降水 后 , 地 表 及 管线 每 天 观 测 2次 , 建筑 物每天 观测 2次 ; 每 次观测 后 2 h内报监 测简报 。 ( 4 )监测控 制标 准 。为 了确 保地 铁 区间 、 车 站周 边环境的安全, 设置了最大允许变形值 , 当发现监测点 变形值达到控制标准的 8 0 %时应提出预警 , 当测点的 变形值达到或超过控制标准时 , 则应及时向有关部门 报警。沉降变形控制标准见表 1 。 表 1沉 降 变 形 控 制标 准 3 监测成果及分析 基坑 降水 作业设 计 方 案 于 2 0 0 8年 1 1月 2 4 日通 过专家审查 , 1 1 月 2 5日开始打井施工, 成井完成后便 开始降水, 1 2月 1 2日打井基本结束 , 2 4口井开始大量 抽水进行降水作业。l 2月 2 3日水位降至基坑底板 以 下 1 m, 开始 进行底 板混 凝 土 浇 筑 , 1 2月 2 6 日底 板 浇 筑结束, 降水作业放缓 ; 1 2月 3 1日降水作业 基本结 柬 。 图 1周 边 环 境 监 测 点 布 置 第 2 0期 王 当强 , 等: 深基坑 降排水对周边 沉降影响 的监测 1 0 3 基 坑周 边地 表及 2条 管线 在基 坑 开挖 时 已开始 进 行 监测 , 周边 地 表 5个 监 测 点 从 1 0月 2 5 日开 始 进 行 观测 , 给水管 和 污水 管 的 8个 监 测 点 从 1 0月 3 0 日开 始进行观测。基坑降水方案通过后 , 增加 了对基坑南 端 2栋 居 民楼和 1 条 雨水 管及 路 面 的监 测 。2栋 居 民 楼 l 6个 监测 点从 l O月 2 8 日开 始进 行 观 测 , 1条 雨 水 管 和路 面 的 1 2个 监测 点从 1 1月 2 9日开 始进 行观 测 。 3 . 1 地表沉 降 对基 坑周 边地 表 5个 监 测 点 观 测 了 6 7 d , 共 进行 了 1 2 4期监 测 ; 南部 路 面上 1个 监 测 断 面 6个 沉 降点 观 测 了 3 3 d , 共进 行 了 6 6期 监 测 。各监 测点 累计 位移 量 见表 2。 表 2周 边 地 表 沉 降 位 移 量 统 计 mm 点名 沉降量 点名 沉降量 D Ol 1 1 3 7. 2 DMOl 1 1 3. 2 D 0l 2 1 6 1 . 8 DMO 2 2 1 9. 8 D Ol 3 1 7 4. 4 DM0 3 2 6 5. 1 D O1 4 l 7 4. 7 DM0 4 2 2 0. 2 D 01 5 l 6 7. 9 DMO 5 2 l O. 4 D O1 6 1 6 O 9 从 表 2可 以看 出 , 基坑 周边 地表 沉 降有 以下 特点 : ( 1 )基坑降水作业点离基坑越近 , 沉降量越大 , 反 之越小 ; 西南部沉降较大 , 东北沉降量较小。 ( 2 )在 降水作 业前 , 沉 降量 及沉 降 速率较 小 ; 2 0 0 8 年 1 1月 2 4 日以 后 , 随着 打 井 数 量 的 增 加 , 降 水 的加 大 , 沉降速 率越 来越 大 ; 1 2月 1 2日打井 结 束 后 沉 降速 率最大, 1 2月 1 2~2 3日沉 降速率均超过 8 mm / d , 最 大沉降速率为 D 0 1 4点 , 1 2月 1 5日的沉降量达 2 0 . 4 m m。1 2月 2 4 日以 后 , 随 着 降 水 的减 缓 , 沉 降 速 率 也 明显 变缓 。 ( 3 )基坑周 边 地表 沉降 量 和沉 降速率 远远 超过 了 设计 的控制 值 , 降水 作业 期 间监测 数据 每 天报警 , 以便 指导施 工方 调整 施工 方法 , 同时加 强巡 视检 查 , 制定 应 急抢 险预案 。 3 . 2 管线沉降 基 坑周 边给 水 管 和 污 水 管 的 8个 监 测 点 观 测 了 6 2 d , 共进行 了 1 1 8期 监 测 , 测 点 G D 0 3和 G D 0 5因 给 水 管开挖 中途 被毁 , 被 迫停 止 观测 ; 南部 路上 雨水 管 的 6个监 测点 观测 了 3 3 d , 共 进行 了 6 6期监 测 。各 监测 点累计位移量见表 3 。 从表 3可 以看 出基 坑周 边 管线沉 降有 以下特 点 : ( 1 )基坑降水作业引起管线 的变形规律与地表变 形规 律基 本相 同 。 ( 2 )在 降水作 业前 沉 降量 及沉 降速 率 较 小 ; 从 1 1 月 2 4 E t 以后随着打井数量 的增加 , 降水量 的加大 , 沉 降速率越来越大 , l 2月 1 2日打井 结束以后沉 降速率 最大 , 1 2月 1 2~2 3日沉 降速率 均超过 8 m m/ d , 最大 沉 降速率 为 G D 0 6点 , 1 2月 1 5 日位移 量达 到 1 8 . 0 m m。1 2月 2 4日以后 随着降水 的减缓沉 降速 率也明 显变缓 。 表 3周边管线沉降位移量统计 m m 点名 沉降量 点名 沉降量 GD0 1 1 9 9. 9 GY0 l 1 l 8. 8 GD0 2 2 01 . 2 GY0 2 1 4 3. 7 GD0 3 71 . 5 GYO 3 l 5 6. 7 GD0 4 2 2 8. 0 GY0 4 l 5 8. 3 GD O 5 1 O 1. 6 GY 0 5 1 5 2 . O GD 0 6 2 3 8. 4 GY 0 6 1 4 4. 3 GD 0 7 2l 6. 4 GDO 8 2l 3 . 0 ( 3 )沉 降量和沉降速率远远超 过 了设计 的控 制 值 , 降水 作业 期 间监 测数 据每 天报 警 , 为避 免给 水管 变 形 过大 而漏 水 , 监测 方 指 导 施 工 方及 时将 给 水 管 道靠 近 基坑段 开 挖露 出 , 用钢 绳 吊起 。 3. 3 建 筑 物 沉 降 基坑 南 侧马 路对 面 的两 栋 居 民楼 安装 有 1 6个 监 测点 , 共 观测 了 3 4 d , 进 行 了 5 7期 监 测 。各 测 点 累计 位移 量见 表 4 。 表 4周边建筑物沉 降位移量 统计 m m 点 名 沉降量 点名 沉 降量 A —l 1 0 9. 7 B —l 2 4 . 8 A 一2 9 8. 6 B 一2 2 3 . 7 A 一3 9 9. 4 B 一3 2 6 . O A 一4 91 . 5 B 一4 2 3 . 9 A 一5 9 8 . 9 B 一5 2 6 . 9 A 一6 9 1 . 1 B 一6 2 0. 5 A 一7 3 0 . 5 B 一7 5 0. O A 一8 3 5 . 2 B 一8 3 1 . 4 从 表 4可 以看 出基坑 降水 引起 的 建筑物 沉 降有 以 下 特点 : ( 1 )建 筑物 沉 降变化 趋 势与地 表 及管线 的变化趋 势 相 同 , 在 l 2月 1 2 日以前 , 随 着 打井 数 量 的增 加 , 降 水 的加快 , 沉 降速 率越 来越 大 , l 2月 1 2日打 井 结束 以 后沉降速率最大 , 1 2月 l 2—2 3日沉降速率均超 过 5 m m / d , 最大沉降速率为 A一1点 , 1 2月 1 9日位移量达 l 0 . 5 mm。1 2月 2 4日以后随着降水 的减缓沉降速率 也 明显变 缓 。 ( 2 )A区 7号 楼 8个 监 测 点 离基 坑 较 远 的 A 一 7 点和 A一 8点与前面 6个监测点沉 降差较大 , A一7点 与 A一 5点 的沉 降差达 到 6 8 . 4 mm。7号楼 高 3 3 IT I , 间 l 0 4 人 民 长 江 2 0 1 0盎 接计算出该房屋的倾斜率达到 2 . 0 7 % 0 , 房屋内外出现 较多裂缝 , 降水对房屋造成 了一定 的损伤。 4 结 语 基 坑降水期 通 过对 周 边 地 表 、 管线 及 建 筑 物 的沉 降监测 , 有如下认识 : ( 1 )深基坑降水作业工程的监测, 应满足尽早 、 快 速、 及时、 量化的信息化监测要求, 准确掌握周边环境 的变化 动态 , 分析 变化 规 律 , 预 测 变化 趋 势 , 及 时采 取 切实 可行 的应 急措 施 , 从 而保 障周边 环境 的安全 。 ( 2 )及时监测和反馈信息, 可使施工措施和设计 更加完善。在周边建筑物出现较大变形时, 要及时召 开 施工安 全专题 会 , 采取有 效方 法控制 变形 , 确保周 边 环 境安全 。 ( 3 )深基 坑降 水影 响 范 围 大 , 造 成 周 边 建筑 物 的 变 形也 大 , 离基 坑愈 近 、 变形 愈 大 。因此在今 后 的降水 设计和作业时应充分考虑其对周边建筑物的破坏 , 合 理安排降水施工方式 , 尽量减小降水 引起周边建筑物 的变形 。 ( 编辑 : 徐 诗 银 ) Di s c u s s i o n o n i n f l ue nc e o f de wa t e r i n g o f de e p f o un da t i o n pi t o n s ur r o u nd i ng e nv i r o n m e n t W ANG Da n g q i a n g,HU Mi n g q i n g,L I S h ua n g p i ng ( C h a n g j i a n g s p a t i a l I n f o r m a t i o n T e c h n o l o g y E n g i n e e r i n g C o . , L t d , Wu h a n 4 3 0 0 1 0 ,C h i n a ) Abs t r ac t:De wa t e fing o f d e e p foun d a t i o n p i t c a n c a u s e c h a n g e s o f t h e s u r r o u nd i n g e n v i i o nme n t ,e s p e c i a l l y t h e s e t t l e me n t o f s u r f a c e pi p e l i n e a n d s ur r o u n di n g b ui l di ng s .Th o u g h r e a s o na b l e a nd t i me l y mo n i t o r i ng o n t h e s e t t l e me n t ,we ma n a g e t o o b t a i n va r — i a t i o n l a ws a n d d e v e l o pme n t t r e nd o f t h e s u r r o un d i n g e nv i r o n me n t f o r e a r l y s a f e t y—wa r mi ng,f e e d b a c k for d e s i g n a n d g u i d i ng c o n — s t r u c t i o n.T he d e wa t e r i n g de s i g n for t he d e e p f o un da t i o n pi t a n d mo n i t o r i n g o n s u r r o u n di ng e nv i r o n me n t a r e i n t r o d u c e d,a n d t he o bs e r va t i o n da t a a r e a n a l y z ed p r e l i mi na r i l y.I t i s po i n t e d o u t t ha t t he mo n i t o r i n g o n t h e de wa t e r i ng o p e r a t i o n o f t h e d e e p f o un d a — t i o n p i t s ho u l d b e e a r l y,f a s t ,t i me l y a nd qu a n t i t a t i v e;t h e c ha ng e s o f t he s ur r o un d i n g e n v i r o nme n t s ho u l d be ma s t e r e d t o a d o p t f e a s i bl e e me r g e n c y me a s ur e s for e n s u r i ng t h e s a f e t y o f t he s u r r o u nd i ng e nv i r o n me n t . Ke y wo r ds:d e e p f o u n da t i o n p i t ;d e wa t e r i ng;s u r r o un di n g e n v i r o nme n t ;mo ni t o r i n g 简 讯 “长 治 ”工 程 二 - I - " 年 建 设 成 效 总 结 暨 发 展 战 略 研 讨 会 召 开 2 0 1 0年 9月 2 6日, “ 长治” 工程二十年 建设成 效总结 暨发 展战略研讨会在 四川成都 召开 , 来 自水 利部 水土 保持 司、 长江 水利委员会 , 云 、 贵 、 1J JI 、 甘、 陕 、 鄂 、 渝 、 豫、 湘、 赣 l 0省 ( 市) 水利 厅( 局) 水土保持处( 局) 有关负责人共 1 0 0多人 汇聚 一堂, 全面 总结交流“ 长治” 工程二十年建 设取得 的主要成效和经验 , 研讨 “ 十二五” 期 间长江流域水土保持 工作发展 战略。 水利部水土保持 司副司长张新 玉、 长江 委副主任 陈晓军 出 席会议并讲话 , 四川 省水利厅 副厅长 朱兵 致辞 , 水 利部水 土保 持司原司长 郭廷 辅等 特邀 专 家, 长江 委水 土保 持 局局 长 廖纯 艳 、 财务局局长王志宏及 办公 室 、 总工 办、 国科 局、 长 江科 学 院 有关负责人参加 了会议 。 张新玉宣读 了水土保持 司司长刘 震专门撰写 的论 文《 科 学 总结“ 长治” 工程经验 , 扎实推进 国家重 点工程建设》 , 充分肯定 了“ 长治” 工程二十年 的成效, 认为“ 长 治” 工程 取得 了举世 瞩 目 的成就 , 积 累了我 国开展 国家水土保持 重点工程建设 的丰 富经 验 , 探 索出科学 防治水土流 失的成 功技 术路 线, 为全 国水土保 持重点工程建 设提供 了示范。“ 长 治” 工程在 实践 中积极探 索, 积 累了丰富的建设管理经验 , 主要表 现在 5个 方面 , ① 明确 目 标 、 落实责任 , 发挥好各级政府 的组织领 导作用 ; ② 注 重效 益, 充分调动广大群众参与的积极 性; ③ 创新机制 , 形成 多元化投 入 、 全社会参 与的局面 ; ④ 依 法防治 、 控制人为水土 流失; ⑤ 依 靠科技 , 不 断提高工程建设水平。这些 经验不仅在 长江上 中游 地 区是行 之有效 的, 而且对 于其他地 区都 有重 要 的借 鉴作 用, 要大力推广“ 长治” 工程的成功经验 。 长江委副主任 陈晓军说 , “ 长 治” 工程作 为流域 实施最 早、 规模浩大的生态建 设工 程, 在 党 中央 、 国务 院的高度 重视 和关 心下, 在长江上游水 土保持 委员会 的领 导下, 在 国家有关 部委 的大力支持下, 重 点防治 区各 级党 委、 政 府和广 大 干部群 众始 终按照“ 以防为 主, 防治结合 , 因地 制宜 , 综合 治理, 重点 突破, 积极推进” 的方针 , 在长江上 中游水土 流失严重 的山地 、 丘陵 区 兴起 了大规模 的治山治水热潮 , 取得 了令人 瞩 目的巨大成就。 截至 2 0 0 9年 , “ 长治” 工程累计 治理 小流域 5 4 4 5余条 , 完 成水土流失治理面积突破 1 0万 k m 。项 目区基 本实现 农 民人 均 1亩基本农 田的 目标 , 累计增产 粮食 5 9亿 k g , 有效解决 了 1 0 0 0多万群众温饱 问题。 2 0 1 0年初 , 长江 上游 水土保 持 委 员会办 公 室组 织开 展 了 “ 长治” 工程二十年建设成效论文征集活动 , 截至 7月底共收 到 论 文2 0 0余篇 。长 江上游 水土保 持 委员会 办公 室从征 集的论 文 中筛选 了 1 0 0余篇优秀论文汇编成论文集出版 。 会议期 间, 与会代表 围绕 ⋯ 长 治 ’ 工程 二十年建 设成效 总 结 暨发展战略” 这 一主题 , 分别从 区域治理成效 、 预防监督 与项 目管理 、 水土保持措施与治理技术等方面进行 了研讨 、 交流。 ( 长 江 )
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