南城百货托换工程施工监测

一、工程概况

南城百货商厦位于深圳罗湖区东晓路与太安路交叉口，竣工于2002年。为一幢以地上台阶层为主，部分三层的钢筋混凝土结构，地下室一层为车库，地下室建筑面积约4770㎡，其承力柱主要以8000×8400㎜的柱下独立扩大基础为主，局部为条型基础，位于第四系坡积层中。

由于深圳地铁5号线怡景站～太安站区间与7号线接入段长约210m，该接入段设计为矿山法挖区间暗道，区间经过南城百货地下段设计为重叠隧道，长约78m，隧道沿东晓路呈东西走向，从南城百货商厦地下室东侧2根柱旁、7根柱正下方穿过接入太安站，隧道穿越楼房柱位的柱荷载需托换转移，以确保隧道施工及施工完成后的楼房安全，必须进行托换加固处理。

工程设计施工前，业主认为施工技术难以达到，且费用昂贵，所以对该项目仅报有试试看的态度。在我司技术研发中心与北京某设计院的配合努力下，终于向业主提交了一份满意的设计方案。我司于2009年6月正式开工，于2009年12月完成整体预顶施工工作，截至2010年3月，我司仍对该建筑物隧道开挖期间进行监测，观测建筑物的应变情况。

二、施工监测的必要性

本工程采用梁式托换形式进行加固处理，加固前对托换区域做旋喷桩，既对局部地基受扰动区域进行主动加固，同时在基坑开挖时形成止水帷幕。本工程梁式托换原理是将A轴柱上部结构荷载通过大刚度梁柱托换体系转移至托换柱上，新做托换梁、柱，与原结构框架形成整体共同受力，新托换柱下新增锚杆静压钢管桩作为托换桩。

由于力的转移，新的托换结构必将产生一定的变形，包括桩的沉降和转换梁的挠度变形，会产生不均匀沉降，这些沉降差应得到有限的控制，以避免上部结构开裂或倾斜，这是变形问题，也是托换工程面临的最大问题。通过全面的监测结果和托换梁的外观检查结果分析，该托换工程的施工质量与设计应力符合，安全度较高，桩的最大沉降量和最大相对沉降量都得到了有效控制，托换梁托换桩及原桩上不结构得到有效监测。

三、施工监测内容及方法

1.监测内容

（1）在托换施工期间，对下列项目进行监测：

①构筑物沉降、倾斜和裂缝②托换梁的拉伸变形③基础的沉降变形④托换梁的轴向变形、反拱挠度和裂缝⑤地下水位⑥新增基础、原基础的高程观测

（2）在隧道开挖期间，对下列项目进行监测：

①建筑物沉降②地面沉降变形

（3）在完成隧道施工以后，对建筑物沉降进行监测。

2.监测方法

（1）建筑物沉降监测

采用电子位移计通过沉降观测点的高程测量实施沉降观测。在隧道经过的托换梁中部各设置一个电子位移计监控点，共五个监测点，电子位移计支架由钢性较好的型材独立设置。电子位移计的测杆头与托换梁接触，钢架设施不能与待拔柱及托换梁接触。

（2）托换梁变形监测

托换梁挠度、反拱挠度及轴向变形监测采用静态应变测试系统进行监测。将加固后的梁两侧两端梁长各1/3位置、且梁高自底1/3处粘贴应变片，以检测梁的挠度变形；柱后端自底部柱高1/5处粘贴应变片以检测加固柱的应变情况。根据以往施工经验，采用深圳创业立交托换工程的监测原理及经验，对该工程进行监测施工。

（3）裂缝观测

对加固区域进行移动式裂缝观测。预顶前仔细观察梁体裂缝的分布情况，在顶升过程中利用裂缝观测仪严格监控裂缝的开展情况，尤其是托换梁支座顶面裂缝，综合其它观测数据分析确定托换梁结构裂缝情况。

3.监测流程

设计单位、监理单位及施工单位人员分工就位。施工单位项目负责人对现场全面控制，各监测仪器操作员每隔三分钟反馈监测仪器读数，通过系统相关分析，实时统计主要构件应力、沉降及裂缝变化等相关情况，数据未超限，进行下一步骤施工，否则报警提示，停止施工，查找原因，重新采取新的技术措施。

预顶前，根据有关设计图纸及有关资料计算出预顶时托换梁支座及跨中裂缝、跨中挠度最大值后，对托换梁的控制区域划分为5个标准的挠度变形观测点。根据托换梁的结构的计算分析，位移同步精度控制在0.01mm。位移传感器与中央控制器相连形成位移的闭环控制。

预顶时，必须严格控制托换梁跨中挠度变形，梁跨中挠度变形超过最大值时，或梁支座裂缝长度达到设计最大值时，须立即停止预顶，分析原因采取新的技术措施。预顶过程中通过严密的监控系统，与监控系统分析信息的反馈来控制建筑物的安全。监测数据处理时，需对出现的差值进行调整，累计差值需控制在差值范围内。

四、施工监测注意事项

1.油泵进油量调节要适中，过大或过小都影响梁两端的受力不均或受力过大，对整个过程的各测值变化量起着直接的作用。每次加压时间需2至3分钟，稳压15～20分钟。当各测值变化较大时，加压时间要适当延长。

2.在加载过程中，严格控制各测值的限差，并简单分析各测值间的关系，保证沉降量在允许范围内。

3.安装仪器前，要认真阅读说明书，对机械设备进行试运行，尤其是千斤顶及油泵进出油情况，它的灵敏度直接影响到顶升力的转移情况。保证仪器的精度，从而减少对测值的精度影响。

4.在预顶过程中，通过电脑监控软件连续记录监测数据，随时对各项数据进行综合分析，并现场打印存档。

五、施工监测效益

由于力的转移，新的托换结构必将产生一定的变形，包括承重柱的沉降和转换层的挠度变形，会产生不均匀沉降，这些沉降差应得到有限的控制，以避免上部结构开裂或倾斜，这是变形问题，也是托换工程面临的最大问题。通过全面的监测结果和托换梁的外观检查结果分析，本托换工程的施工质量与设计应力符合，安全度较高，桩的最大沉降量和最大相对沉降量都得到了有效控制，托换梁托换柱结构完好无损，更没有发生倾斜现象。

本次试验计划有序，人员配备充足，仪器操作熟练，现场数据及时监控及处理，有效的控制各测值的精度。现该监测手段已广泛用于我公司多个项目施工，监测仪器的使用更专业化，如深铁五号线创业立交托换施工时进行沉降及应变监控、广州颐和南湖高尔夫会员住所F区C16地下增层改造加固工程地下增层的沉降观测、广州燕汇广场五楼稻香酒店大厅托换工程的变形及裂缝监测、深铁五号线深民区间明挖段顶推平移工程的箱涵裂缝及应变观测、广州港新沙港区港外公路东江大桥加固工程的裂缝观测等。即保证了托换过程中建构筑物的安全，又推广了先进监测仪器的使用，带动了行业发展，获得了较好的经济效益和社会效益。