長(zhǎng)距離頂管施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與結(jié)果分析

長(zhǎng)距離頂管施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與結(jié)果分析MonitoringandanalysisofLongdistancepipejackingconstrction摘要：結(jié)合廣州市西江引水工程長(zhǎng)距離頂管穿越橋樁和路面的沉降觀測(cè)結(jié)果，提出了減少地面沉降的控制措施，對(duì)相關(guān)工程提供參考。關(guān)鍵詞：頂管施工；沉降觀測(cè)Abstract:Combiningwithguangzhouxijiangdiversionlong-distancepipe-jackingacrosstheprojectthebridgepierandpavement,PuttingKeywords:Pipejackingconstruction;Settlementobservation

1工程概況廣州市西江引水十七標(biāo)段，場(chǎng)區(qū)地下水類型主要為孔隙微承壓水，主要賦存于第四系沖積砂層=3\*GB3③及砂層=5\*GB3⑤中，地下水高程一般在2.80m～6.14m之間，在剝蝕殘丘中隨地形而變，最高水位達(dá)17.02m,埋深0.20～3.9m；水量較豐富，透水性較強(qiáng)。根據(jù)壓崗泵站鉆孔的簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)結(jié)果，砂層=3\*GB3③的滲透系數(shù)k=2.88×10-2cm/s～4.68×10-2cm/s之間，平均3.78×10-2cm/s，單位涌水量q=1.8L/s×m,屬?gòu)?qiáng)透水層。砂層=5\*GB3⑤的滲透系數(shù)參照佛山一環(huán)至廣和大橋右岸段的抽水試驗(yàn)結(jié)果k=1.94×10-2cm/s～4.19×10-2cm/s之間，平均3.10×10-2cm/s，單位涌水量q=0.55L/s×m，屬?gòu)?qiáng)透水層。各砂層的滲透系數(shù)建議如表1。表1各砂層的滲透系數(shù)建議值表層號(hào)滲透系數(shù)k(cm/s)③-15×10-3③-22×10-2③-35×10-2⑤-15×10-3⑤-23×10-2⑤-36×10-2根據(jù)鉆孔揭露，本工程范圍內(nèi)土層自上而下分為10個(gè)工程地質(zhì)層，分別為：1)雜填土層；2)（粉質(zhì)）黏土、淤泥質(zhì)土層；3)砂層；4)（粉質(zhì)）黏土、（淤泥）質(zhì)土；5)中粗砂礫層；6)粉質(zhì)黏土、黏土層；7)殘積土層；8)全風(fēng)化帶=5\*ROMANV；9)強(qiáng)風(fēng)化帶=4\*ROMANIV；10)弱風(fēng)化帶=3\*ROMANIII。根據(jù)場(chǎng)區(qū)勘探資料及現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫、室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)成果，同時(shí)參考附近工程經(jīng)驗(yàn)，各巖、土層的承載力特征值（fak）和和變形模量（E0）等建議如表2。表2巖土物理力學(xué)指標(biāo)土層重度內(nèi)摩擦角粘聚力變形模量E0（Mpa)117.9852-11932052-217.44723-120215103-220.1303153-320.2363184-116.56734-219.181765-120255125-220.1333185-320.336520618.713248719.2283050819.5303520092132405002施工段橋墩及路基變形監(jiān)測(cè)廣州市西江引水工程十七標(biāo)施工區(qū)J5-J6段，需占用隧華快速路有限公司已征用土地進(jìn)行施工，同時(shí)由于此工程緊挨華南路三期工程已施工完成的橋梁樁基礎(chǔ)、路基附近并下穿通過(guò)華南路三期工程，采用明挖施工、頂管施工等工藝進(jìn)行施工時(shí)對(duì)已建成路基、橋梁有一定的影響，為確保橋梁、道路安全，避免發(fā)生過(guò)大沉降影響現(xiàn)有橋梁、道路的行車安全，依據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）；《建筑變形測(cè)量規(guī)范》(JGJ8-2007)；《工程監(jiān)測(cè)管理辦法》（廣州華隧快速路有限公司）對(duì)該段施工中線兩邊約20米范圍內(nèi)的橋墩、路面進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)主要采用水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行。根據(jù)橋梁走向，在每個(gè)橋墩的縱向和橫向上，橋墩2邊分別布設(shè)橋墩傾斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)橋墩布設(shè)4點(diǎn)；選其中一點(diǎn)作為橋墩沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)；路面監(jiān)測(cè)段在路兩邊每隔10米布設(shè)一點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝采用現(xiàn)場(chǎng)用沖擊鉆鉆孔，孔經(jīng)沖洗干凈后，用水泥澆筑鋼質(zhì)標(biāo)志。2.1路基沉降監(jiān)測(cè)本文主要以J5頂管為監(jiān)測(cè)對(duì)象，監(jiān)測(cè)其施工過(guò)程中地面變形。監(jiān)測(cè)頂管施工過(guò)程中引起的地面沉降或隆起，分析地面變形隨時(shí)間的變化規(guī)律、地面變形的分布范圍、地面變形的大小，并推算土體工后沉降的大小及其分布情況。從而用來(lái)判定周圍建筑物的安全情況。測(cè)點(diǎn)布置在頂管軸線穿越的道路兩側(cè)，編號(hào)為L(zhǎng)1～L66。表3各次監(jiān)測(cè)的頂管施工工況監(jiān)測(cè)次數(shù)監(jiān)測(cè)時(shí)間頂進(jìn)距離12009.8.260192009.11.20105.5202009.11.22123.5212009.11.24135.5222009.11.26153.5262009.12.04213.5292009.12.10249.5332009.12.18315.5362009.12.24357.7392010.12.30392.5402010.01.04401412010.1.104012.2橋墩沉降監(jiān)測(cè)J5-J6段頂管施工于機(jī)場(chǎng)高速立交橋邊20m，從其中管道右側(cè)最為靠近，管道外側(cè)距離橋基礎(chǔ)樁只有1m左右。且高架橋基礎(chǔ)樁入土深度約10m，高架橋橋面的高度超過(guò)15m，因此橋的樁基礎(chǔ)抵抗水平側(cè)移的阻力小，橋抗傾覆的穩(wěn)定性差，對(duì)基礎(chǔ)及地層變形非常敏感，橋基礎(chǔ)小量位移將影響高架橋。故施工加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，控制橋墩沉降意義重大。測(cè)點(diǎn)編號(hào)為CD134-1、CD134-2、CD134-3、CD134-4、CD135-1、CD135-2、D45、D46、D47、D48。監(jiān)測(cè)次數(shù)頂進(jìn)距離（m）監(jiān)測(cè)時(shí)間102009.8.2654.62009.11.0669.52009.11.071027.52009.11.111569.52009.11.1619105.52009.11.2022159.52009.11.2626213.52009.12.0429249.52009.12.1033315.52009.12.18表4各次監(jiān)測(cè)的頂管施工工況3監(jiān)測(cè)工作周期及監(jiān)測(cè)頻率1．管道開始頂入之前連續(xù)測(cè)兩次，讀數(shù)應(yīng)無(wú)明顯差異，取平均值或取其中一次的測(cè)量值作為初始值。2．管道每頂進(jìn)一次應(yīng)觀測(cè)一次，每次觀測(cè)應(yīng)有3～5次穩(wěn)定讀數(shù)。3．頂完后每隔半小時(shí)測(cè)一次，共測(cè)3次，接著再每隔一小時(shí)測(cè)一次，共測(cè)2次，24小時(shí)測(cè)一次，48小時(shí)時(shí)再測(cè)一次。如果數(shù)據(jù)還不穩(wěn)定，應(yīng)繼續(xù)每天測(cè)一次直到穩(wěn)定為止，每次觀測(cè)應(yīng)有3～5次穩(wěn)定讀數(shù)。同時(shí)在管道頂進(jìn)到觀測(cè)斷面時(shí)加強(qiáng)觀測(cè)。表5頂管監(jiān)測(cè)點(diǎn)位說(shuō)明序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)量測(cè)點(diǎn)構(gòu)成1橋墩沉降10埋設(shè)2地面沉降66埋設(shè)4監(jiān)測(cè)結(jié)果分析通過(guò)對(duì)地面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出：1）頂管開挖面在接近觀測(cè)點(diǎn)之前（約1D左右）會(huì)使所觀測(cè)的點(diǎn)微量沉降，沉降量為3～4mm2）在頂管開挖面通過(guò)觀測(cè)截面后約2~3D范圍時(shí)，該范圍內(nèi)地表迅速沉降，沉降量達(dá)最終沉降量的50％～60％。3）在頂管通過(guò)以后，已開挖的截面還會(huì)繼續(xù)沉降，沉降量達(dá)最終沉降量40％以上，但沉降速率明顯降低，30天后沉降趨于穩(wěn)定。圖一地面監(jiān)測(cè)沉降值通過(guò)對(duì)橋墩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可以看出：1）頂管刀盤斷面與橋樁相距1D時(shí)，橋樁出現(xiàn)隆起，隨著刀盤頂進(jìn)隆起逐漸上升，到頂管通過(guò)所監(jiān)測(cè)橋樁范圍時(shí)，達(dá)到最大值。頂管通過(guò)后30天沉降趨于穩(wěn)定。2）最大沉隆起量為3mm，且最大隆起量均發(fā)生在第15次監(jiān)測(cè)時(shí)，主要是因?yàn)轫斶M(jìn)時(shí)土質(zhì)變硬，頂進(jìn)速度加快，導(dǎo)致隆起增加。3）頂管穿越橋墩時(shí)，嚴(yán)格控制頂進(jìn)速度在30~40mm/min之間，頂管機(jī)泥水倉(cāng)水壓力控制在0.015Mpa（比正常壓力高一點(diǎn)），同時(shí)通過(guò)橋墩基礎(chǔ)的管節(jié)壓送觸變泥漿，保證了高架橋的安全。圖二橋樁圖二橋樁監(jiān)測(cè)沉降值5結(jié)論通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的整理分析，得出頂管施工引起地表變形的橫向截面變形分布和縱向地表變形分布規(guī)律。并得出四點(diǎn)結(jié)論：1）頂管開挖面在接近觀測(cè)面之前（約1D左右）會(huì)使所觀測(cè)的截面微量隆起，隆起量為1～2mm。2）頂管開挖面通過(guò)觀測(cè)截面后約2～3D范圍時(shí)，該范圍內(nèi)地表迅速沉降，沉降量達(dá)最終沉降量的50％～60％；3）在頂管通過(guò)以后，已開挖的截面還會(huì)繼續(xù)沉降，沉降量達(dá)最終沉降量40％以上，但沉降速率明顯降低；4）頂管縱向地表