1工程概況
上海市軌道交通11號線南段工程北起浦東新區(qū)龍陽路站（連接11號線北段線路），途經(jīng)浦東新區(qū)、南匯區(qū)及臨港新城，終點為滴水湖邊的臨港新城站，本工程涉及該工程土建3標（高架段）施工監(jiān)測。監(jiān)測期間主要是進行施工場地的平整和PHC管樁施工，管樁樁長約50~60m，采用柴油錘錘擊方法施工，施工震動劇烈，環(huán)境噪音大，對周邊軟土地基上的建筑物基礎有較大的影響，為監(jiān)控周邊建筑的健康與安全需對其沉降位移進行高頻率精密監(jiān)測。
2地質(zhì)及水文概況
根據(jù)地質(zhì)勘察資料，沿線區(qū)域地基土在70m深度范圍內(nèi)均為第四紀濱?！涌凇I?！珳\海、溺谷等沉積相地層，主要由飽和粘性土、粉性土以及砂土組成，一般成層分布且較為穩(wěn)定；本工程所監(jiān)測區(qū)段主要為古河道沉積區(qū)。
擬建場地淺層地下水屬孔隙性潛水，由大氣降水和地表水徑流補給，地下水位隨季節(jié)變化。年平均地下水位離地表面0.5～0.7m。承壓水存于晚更新世（Qp32-2）河口濱海相沉積層砂性土層中，水頭高度即承壓水位約在地面下3m-11m。
綜合水文地質(zhì)資料而言，現(xiàn)場地基土體趨于飽和軟土，管樁施工可能有明顯的擠土效應，加之軟土地基穩(wěn)固性很差，承載力不穩(wěn)定，當?shù)鼗潦芰ψ兓瘯r周邊建筑物極可能有明顯的沉降位移。
3監(jiān)測實施程序
（1）建立并啟動監(jiān)測項目組，在項目開工時提前介入，加強溝通協(xié)調(diào)進一步細化、優(yōu)化監(jiān)測方案；全面檢查將使用的儀器設備的測試精度、量程，以及儀器設備的鑒定有效期；
（2）結(jié)合施工工況進行監(jiān)測測點的埋設、安裝工作，測量并獲取有效的初始讀數(shù)；
（3）根據(jù)施工工況進行測量工作，整理匯總，綜合分析其數(shù)據(jù)的可靠性、合理性，并通過抽測等方法以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的客觀真實，對有疑問的部分或監(jiān)測數(shù)據(jù)異常的情況再進行復測驗證；
（4）實時分析施工現(xiàn)場的實際情況，在監(jiān)測工作結(jié)束后及時提交帶有工況說明和評價分析的監(jiān)測報告供建設方、監(jiān)理方參考；
（5）監(jiān)測項目或測點如有超過設計報警值，在報表中注明，及時上報相關部門，并分析判斷是否需要啟動報警措施；
（6）做好巡視檢查工作，將目測巡視與儀器測試工作有機結(jié)合，確保工程安全；
（7）項目工程結(jié)束后，提交完整的監(jiān)測資料和總結(jié)報告，完成全部資料的整理及歸檔。
4監(jiān)測案例及分析
根據(jù)監(jiān)測技術要求，對站線結(jié)構外緣兩側(cè)PHC管樁1.5倍樁入土深度范圍內(nèi)建、構筑物的沉降進行觀測，現(xiàn)以該工程K21+175處一民用房屋為監(jiān)測對象，監(jiān)測方案及數(shù)據(jù)處理分析情況如下。
4.1監(jiān)測網(wǎng)點的布設
基準點：在每個車站至少設1個基準點，基準點應選設在變形影響區(qū)（4倍樁長深度）外穩(wěn)固可靠處，基準點采用金屬標或鋼管標制作。
工作基點：選在比較穩(wěn)定且方便實用的位置，一般在2倍樁長深度范圍外。
監(jiān)測點：設在能反映監(jiān)測體變形特征的位置或監(jiān)測斷面上。
本案例地形及施工位置、監(jiān)測點布置如圖1所示：
4.2監(jiān)測基準網(wǎng)的布測
監(jiān)測基準網(wǎng)系由基準點和部分工作基點構成，采用附合或閉合導線形式，監(jiān)測基準網(wǎng)每1個月復測1次，當對變形監(jiān)測成果發(fā)生懷疑時，應隨時檢核監(jiān)測基準網(wǎng)?；鶞示W(wǎng)觀測按照國家Ⅱ等水準測量規(guī)范要求執(zhí)行，精密水準測量的主要指術參照下表1：
4.3監(jiān)測點的布設與施測
監(jiān)測點盡可能布置在通視良好，不易受破壞之處，每個建（構）筑物一般不少于4個測點（如本案例中F32~F35）。
測量方法：按國家二等水準測量規(guī)范實施，通過工作基點間聯(lián)測一條二等水準閉合線路，由線路的工作點來測量各監(jiān)測點的高程，某監(jiān)測點本次高程減前次高程的差值為本次沉降量，本次高程減初始高程的差值為累計沉降量。
監(jiān)測頻率：1次/天，每天向監(jiān)理方、施工方報送日報表。根據(jù)設計參數(shù)要求，日變化量超過2mm或累計變化量超過20mm即向建設方、監(jiān)理方報警。
4.4監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與處理
現(xiàn)以9月2日~9月20日的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行位移統(tǒng)計分析，期間施工工況見表2.
監(jiān)測點F32~F35在9月2日~9月20日的日沉降觀測量的統(tǒng)計如圖2所示，數(shù)據(jù)采樣間隔為一天。
（注：縱軸為位移量，單位：mm，+表示上升，-表示下沉；橫軸為日期序列）
結(jié)合表2每日工況記錄可以總結(jié)出：隨著樁基施工（PHC管樁）的推進，打入地下的管樁的增多房屋整體會逐漸抬升，打樁速度越快，抬升速度也越快，施工承臺越靠近房屋，房屋垂直位移越劇烈，甚至同一座建筑物靠近樁機一側(cè)的垂直位移也要比遠離樁機的一側(cè)明顯。當樁機施工經(jīng)過以后，持續(xù)抬升的趨勢得以迅速扭轉(zhuǎn)，甚至出現(xiàn)小幅下沉，下沉有一定的延續(xù)性和滯后性。
除了記錄報告日變化量外，累計變化量也是重要的監(jiān)測指標，F(xiàn)32、F33、F34、F35累計沉降觀測成果統(tǒng)計如圖3所示：
?。ㄗⅲ嚎v軸為位移量，單位：mm，+表示上升，-表示下沉；橫軸為日期序列）
從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，隨著PHC管樁樁基施工的推進，打入地下管樁的增多房屋整體會逐漸抬升，其抬升的累計量逐漸增加，并隨著樁機的靠近不斷加快累計，位移累計量的變化與日變化量的變化有類似的規(guī)律。當樁機施工經(jīng)過后，盡管管樁還在不斷打入地下，但房屋仍然會小幅下沉，累計垂直位移量也逐步回落。
從日變化量與累計變化量的統(tǒng)計可以作如下分析：隨著PHC管樁不斷被打入軟土地下，樁身在強大的外力作用下擠入土體原有的空間，使樁周的土體向四周排開，本工程管樁周圍土體本就是飽和軟土，孔隙性潛水的存在使土體受到排擠時無法通過自身體積的壓縮來消解，擠壓應力只能通過土體位移（水平和垂直位移）來消減，土體水平排開是一個漫長的漸進過程，短時間內(nèi)主要通過垂直隆起（抬升）來平衡受力，擠土效應十分顯著。持續(xù)增大的土壓力迫使土體隆起周邊建筑物也就會隨之發(fā)生抬升位移，打入的管樁越多，抬升量越多，打樁速度越快抬升速度也越快。當樁機逐步靠近時，這種作用過程更為顯著，抬升速度逐步加快，累計位移量也快速增加。同一建筑靠近樁機一側(cè)的位移速度和累積量可大于其遠離樁機一側(cè)的結(jié)構，不均勻沉降由此發(fā)生。樁機施工經(jīng)過后土體壓力不再增大，滯后的橫向排擠加之隆起部分自重的作用使得抬升的土體緩慢下沉，帶動建筑物也逐步下沉，位移累積量也逐步回落。
5結(jié)論與建議
軟土中管樁樁機施工時，隨著管樁不斷被打入地下，周邊建筑物會因擠土效應發(fā)生抬升位移；打入的管樁越多、越快、距離越近，日抬升量越多；同一建筑因距離樁機遠近不同而使得位移速率和累積量不同，易發(fā)生不均勻沉降；管樁施工結(jié)束后建筑反而會緩慢下沉。以上情況是飽和軟土管樁施工周邊建筑物沉降位移的一般規(guī)律，可以作為對照模型或預報范例。當發(fā)生明顯不同的位移趨勢時則需分析具體原因，防止監(jiān)測工作中的失誤和安全事故的發(fā)生。
針對監(jiān)測工作總結(jié)的規(guī)律，建議在管樁施工中注意以下幾點以確保周邊建筑的健康與安全：
嚴格控制管樁施工進度，按設計要求安排作業(yè)量并結(jié)合具體環(huán)境調(diào)整速度；
施工監(jiān)測要有足夠的頻率和精度要求，監(jiān)測成果應當作為調(diào)整施工進度的重要依據(jù)；
靠近建筑物打樁時可適當減小錘擊力、放慢施工速度，使得土體有較充足的應變時間，防止不均勻沉降帶來的嚴重破壞（如建筑物開裂等）；
對于需要特殊保護的建構筑物（學校、醫(yī)院、古建筑等），管樁施工前可以采取開挖緩沖溝、臨時降低地下水位等簡便措施減輕擠土效應的危害。
參考文獻
[1]楊林德等編著.巖土工程問題安全性的預報與控制.科學出版社.2009
[2]黃聲享尹暉蔣征著.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理.武漢大學出版社.2003
[3]黃東勝李湖勝王朝勝.擠土效應機理及其防護措施研究.四川建筑科學研究.2009.10.第5期
[4]中華人民共和國國家標準.工程測量規(guī)范.中國計劃出版社.2001[10]
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）