地下管廊深基坑施工监测研究.pdf

2023年9 月地下管廊深基坑施工监测研究李思武（南昌市建筑科学研究所，江西南昌3 3 0 2 0 0)摘要：地下管廊建设是我国城市基础设施建设的重要方式，地下管廊深基坑开挖施工期间会导致周围地层发生改变，导致周围建筑物和道路等发生不同程度的沉降。由于地下管廊工程建设基本上位于市区内，对周围建筑和道路的影响较大，因此，在深基坑施工过程中需要对施工进行监测,这样才能保证施工全过程的安全性。分析地下管廊深基坑施工监测,有利于基础设施建设安全质量的提升。关键词：地下管廊；深基坑；施工；监测0引言随着城市建设发展速度的不断加快，城市基础设施建设的质量和技术要求不断的提高。城市基础设施建设需要铺设大量的地下管线，城市道路的反复开挖为人们的日常出行造成了极大的影响。在这种情况下地下管廊建设成为非常重要的施工方式，能够实现电力和水利以及通信等市政管线的公共利用。由于地下管廊深基坑施工对周围建筑和道路产生重要的影响，因此，需要对地下管廊深基坑施工进行监测，确保施工的安全性和稳定性。1地下管廊类型分析市政地下管廊主要是通过在地下施工建立集约化的隧道的施工方式，将电力缆线、燃气管道以及通信电缆、水管等多种市政管线等进行设置，在施工过程中需要设立专门的吊装口和检修口以及监测和控制系统等。地下管廊的建设需要市政工程进行统一的规划设计和应用管理，建设在地下并应用于市政公用管线的铺设。通常情况下管廊包括直线和干线以及混合型管廊。如干线地下管廊施工，通常需要布设在机动车道或者路中央位置下，利用独立铺设的方式，而干线管廊大多数都铺设在道路两侧，基本上采用双舱的方式对配线管线进行铺设，进而为邻近终端用户提供管廊服务。对于地下管廊施工来说，有不同的施工方式，在进行施工时，需要根据施工环境和施工需要合理的选择施工方式。2地下管廊深基坑施工监测的重要性通过全面的监测能够对地下管廊周围的环境情况进行掌握，保证地下管廊深基坑工程施工的顺利进行。如果在监测过程中发现异常情况，可以快速的提出有效的解决措施，在特殊情况下还能够对地下管廊深基坑施工技术应用进行选择，并在数据勘查的基础项目勘测文章编号：2 0 9 5-40 8 5(2 0 2 3)0 9-0 0 47-0 3上对施工设计参数进行调整。2.1保证地下管廊深基坑施工的顺利进行地下管廊深基坑开挖施工期间，由于地下土受力情况发生改变，地下管廊深处的内外土地的受力由原来的静止土压力状态转变为主动和被动的压力状态，地层受到应力变化的影响，促使维持结构稳定性的力量受到外力荷载的影响，进而导致深基坑开挖周围土体和围护结构产生较大的改变 2 。围护结构中的内力主要是围护桩和围护墙的内力，同时还包括支撑轴力或土锚拉力等。围护结构中的变形主要由土地深处管廊深基坑内部土体的隆起以及地下管廊支护结构发生的沉降变化等引起。如果在施工过程中开挖深基坑围护结构的内力发生改变，并且超过了设计标准和范围，那么就会导致地下管廊施工的稳定性受到严重的影响，从而对周围环境产生严重的影响。当前，管廊施工大多在城市工程建设中，同时地下深基坑的开挖都需要在密集的地区进行，施工过程中项目周围会铺设较多的地下管线，为深基坑开挖增加了难度。地下管廊开挖会使周围土体发生严重的变形，进而对工程项目的稳定性以及管线的正常使用产生严重的影响。同时如果施工周围土体发生变形较为严重时，还会使建筑物和施工设备等造成严重的破坏，不利于安全施工作业的开展。2.2有助于确定科学的施工方案在城市建设过程中，地下管廊深基坑工程的施工条件较为复杂，在具体施工过程中需要对地下管廊深基坑工程是施工方案进行设计，并结合工程项目周围的环境情况，对深基坑开挖后土地变形情况进行计算，由于土体变形受到多种因素的影响，存在很大的不确定性。主要原因是地下管廊深基坑施工设计过程中并没有考虑项目周围的环境情况。通常情况下，在深基坑开挖施工前需要对地下管廊深基坑开挖进行围47项目勘测护结构施工，如果地下管廊深基坑施工受到影响，会导致工程的施工进度受到影响 3 。如果地下管廊深基坑施工在恶劣的环境下进行，会受到地面堆积材料和机械设备运行效率低等不良因素的影响，导致地下管廊深基坑施工过程中结构设计和内力计算的准确性受到影响，并产生较大的计算误差，无法对土体变形进行科学的预算，这种情况下就需要施工技术人员根据自身的经验进行大致的估算，这样才能有效提升地下管廊深基坑施工的安全性，为地下管廊深基坑延长使用寿命提供可靠的保证，同时也避免了对地下管廊深基坑施工对周围建筑和环境所产生的影响。3地下管廊深基坑施工监测内容地下管廊深基坑施工监测工作的顺利开展，通过确定多个施工监测基准点并利用现代化的施工监测仪器和设备，可以充分掌握深基坑周围的土体变化情况，同时还能够对深基坑开挖对周围土体地质产生的影响进行观测。通过对监测数据信息的收集和分析，可以对深基坑施工方案做出合理的调整，确保施工方案设计的科学合理性。同时也能够确保深基坑开挖施工作业的顺利实施。地下管廊深基坑施工监测工作的开展需要由专业的技术单位和专业技术人员开展工作，制定完善的监测目标和监测方案计划，这样才能获得更加全面和准确的监测数据。根据对监测数据结果的分析和处理，对深基坑施工期间可能发生的施工故障和安全问题进行预测，进而提升地下管廊深基坑开挖的施工效率。3.1地下管廊深基坑施工地表水平、竖向位移的监测由于地下管廊的长度相对较长，在施工过程中施工的范围较广，这增大了地下管廊深基坑开挖施工的难度，并且在施工过程中无法精准的控制施工误差。在这种情况下，就需要对地下管廊深基坑施工进行地表水平、竖向位移监测，为深基坑开挖施工提供更加精准的数据。沉降观测的主要目的是掌握建筑物沉降的实际情况，施工监测需及时、准确、全面反映既有结构物的变形情况。发现建筑物是否有异常的沉降现象，通过系统、连续、完整的监测数据，分析既有综合管廊的变形量和稳定性，为委托方提供准确可靠的建筑物动态沉降数据。以便在发生异常沉降现象时，及时分析原因，采取相应措施，防止事故发生，确保工程安全。3.2地下管廊深基坑施工围护结构倾斜监测深基坑开挖过程中需要进行围护结构倾斜监测，48.CREATELIVING并且严格按照地下管廊深基坑施工要求开展监测，并根据管廊设计的要求在特定的位置设置测斜管。在基坑开挖期间，深基坑围护结构会受到各种因素的影响发生位置的改变，但是因为深基坑开挖的深度不断加深，围护结构的位置变化也会不断的增加，位置变化的最小值出现在基坑底部，最大位移变化出现在开挖顶部。当基坑封底后，围护结构便处于较为稳定的情况下。围护结构监测位移数据进行处理过程中，需要将监测的数据利用图表的方式进行体现，这样可以方便施工技术人员进行分析，进而对深基坑开挖期间潜在的安全问题进行提前预防，结合具体的施工情况对深基坑开挖设计方案做出调整 4。围护结构的水平位移数据处理需要保证精准性，并根据数据绘制出时间和位置变化曲线图。此外，还需要对地下管廊深基坑开挖过程中围护结构产生较大位移情况的原因进行分析，并从深基坑开挖的速度和开挖过深支护不到位以及环境因素等方面进行分析。3.3地下管廊深基坑施工地下水位监测地下管廊深基坑开挖施工过程中，对基坑外部地下水位进行监测非常关键，直接影响到基坑围护结构的稳定性。如果深基坑开挖施工围护结构的止水效果不好，那么就需要对围护结构的稳定性进行加固，当深基坑开挖至坑底位置时，坑外水位应保持在不会导致围护结构发生大面积沉降的范围之内。如果地下水位发生了明显的下降，会导致深基坑开挖周围的土体发生较大的变化，发生严重的土地沉降变化，所以在深基坑开挖施工过程中需要对地下水位进行实时的监测，并根据施工稳定性和安全性的要求，将地下水位控制在安全的数值范围内 5 。在具体施工过程中可以通过采取回灌的方式，确保地下水位控制在安全值范围内。根据地下管廊深基坑工程的实际情况，在监测点位置需要安设滤水管，滤水管应使用PVC材质并保证直径在5 cm，并利用细砂石将孔壁与管之间进行填实处理，并且要在滤水管内安设水位计测头，如果水位过高会发出报警提示，在深基坑开挖施工中能够对地下水位进行全天候监测。地下水位监测数据获取后，需要对数监测数据进行整理和分析，并结合深基坑施工要求，对施工环境对施工设计方案产生的影响进行科学的分析，并提出具体的施工设计改进方案。地下管廊深基坑监测过程中会受到人工操作的影响，发生采集数据误差较大的情况，这就需要进行反复的监测测量，排除人为操作失误原因后如果监测数据还存在异常情况，就需要分析是否施工出现问题。表1项目勘测4地下管廊深基坑施工监测基准点与监测前开始，直至地下工程完成为止。对有特殊要求的基点布设坑周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后结束。在无异常和事故征兆的情况下，开挖后监测频4.1基准网的布设率可按表1 确定。位移、沉降监测精度要求高，监测时间长。根据建筑变形测量规范（JGJ8-2016）中要求，为减少测量误差，位移、沉降基准点应布设在沉降区域之外。监测基准点具有稳定性高、保存时间长的特点。基准点设置在不易受沉降及施工影响的地区，为保证基准点能够长期使用，采用20钢筋埋入地下，埋深不少于1.0 m，四周采用混凝土固定，并砌筑保护井，钢筋裸露出1 2 cm，在裸露的顶部设置十字标识。4.2地下管廊深基坑施工地表水平、竖向位移监测点的布设地下管廊深基坑地表的水平位移和竖向位移监测点应沿基坑周边布置，应最大程度地反映监测对象的实际状态及其变化趋势，并应满足监控要求，监测点水平间距不宜大于2 0 m。4.3地下管廊深基坑施工深层土体位移监测点的布设地下管廊深基坑施工深层土体位移监测点宜布设在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为2 0 5 0 m。当测斜管埋设在围护墙体内，测斜管长度不宜小于围护墙的深度；当测斜管埋设在土体中，测斜管长度不宜小于基坑开挖深度的1.5倍，并应大于围护墙的深度，测斜管应在基坑开挖1 周前埋设，埋设时应检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上、下管段的导槽相互对准、顺畅，各段接头及管底应保证密封；埋设时应保持竖直，防止发生上浮、断裂、扭转；测斜管一对导槽的方向应与所需测量的位移方向保持一致；当采用钻孔法埋设时，测斜管与钻孔之间的孔隙应密实。4.4地下管廊深基坑施工地下水位监测点的埋设地下管廊深基坑地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护对象之间布置，监测点间距宜为2 0 5 0 m。相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测点；当有止水惟幕时，宜布置在止水惟幕的外侧约2 m处。水位监测管的管底埋置深度应在最低设计水位或最低允许地下水位之下3 5 m。5地下管廊深基坑施工监测的频率地下综合管廊的基坑施工监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程全过程。监测工作应从基坑工程施工基坑设计安全等级开挖深度/hH/32H/32H/3H一级7底板浇筑后714时间/d142828H/3开挖深度/hH/32H/32H/3H二级7底板浇筑后714时间/d1428286 结语地下管廊深基坑施工过程中，对地下管廊深基坑支护结构和深基坑施工过程中管廊周围的土体以及深基坑周围建筑物进行监测，这样才能有效地提升地下管廊深基坑工程施工的安全性，对地下管廊深基坑施工方案进行科学的设计，同时也能够确保深基坑开挖施工的质量，最大限度的降低深基坑施工对周围建筑及道路所产生的影响。参考文献：1 孔令宇，杨铮，彭渤，等多砂土质深基坑开挖对邻近地下综合管廊结构影响研究J城市住宅，2021,28(12):3-4.2王靡，吴旗悦步，黄立勇，等某地下综合管廊深基坑钢板桩支护结构稳定性计算和分析J砖瓦，2022(1):147-148.3莫冬华，张耀文，蒋田勇基于预应力锚索支护的综合管廊深基坑施工监测研究J公路与汽运，2 0 1 9(5):4-5.4】张仕敏，张军复杂条件下地下综合管廊深基坑支护技术研究 J.科学技术创新，2 0 2 0（2 5）：1 47-1 48.5正清二级放坡与钢板桩深基坑支护技术在地下管廊施工中的应用J城市建设理论研究：电子版，2018(16):1.49施工进程H/3监测频率1次/(2 3)天1 次/(1 2)天(12)次/1 天1次/1 天1次/3 天1次/5 天1次/天1次/3 天1次/2 天1次/1 天1次/2 天1次/3 天1次/7 天1次/1 0 天