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摘要：印尼苏苏火电项目的循环水泵房布置在淤泥层厚度达30米的海边，泵房的建筑尺寸是32×40×12米（长×宽×高），支护之后的深基坑开挖尺寸达34×42×13米，属于软基条件下较大规模的地下工程施工。深基坑开挖过程中围护支撑结构的变形监测十分关键，它直接涉及到施工安全和成本控制，本文专门对该软基围护支撑结构在开挖过程中的变形监测技术进行设计研究和应用，及时掌握各个部位的变形趋势，用以指导开挖施工，达到了围护支撑结构的安全，确保地下设施的顺利施工。
关键词：深基坑；支护结构；变形监测；测点布设；监测频率；趋势分析
一、概述
印度尼西亚的苏苏燃煤火电项目（2X200MW），厂址区为海相沉积场地，上部为厚层饱和软土，抗剪强度和承载力很差，不能作为天然地基持力层。电厂循环水泵房地面至标高约-30m为淤泥层，其下部为粘土层，地层透水性差。
为了确保软基条件下大开挖的基坑施工安全，循环水泵房基坑支护采用SMW工法，即三轴搅拌桩加型钢做挡墙，围护结构本身设置两道混凝土支撑梁，坑内采用双轴搅拌桩进行坑底土体加固，并采用压顶梁，水平支撑连贯成整体，基坑止水利用三轴水泥搅拌桩作止水帷幕。
基坑支护之后的坑内开挖尺寸达34×42×13米，深基坑开挖过程中，必须保证支护结构的稳定性，通过对围护支撑结构的变形、受力及坑周土体的沉降情况进行监控，可以及时发现基坑支护的安全隐患，用以指导施工顺序并辅以预防性措施，达到维持基坑支护结构的安全，确保泵房地下设施的顺利施工。同时，通过获得的监测信息，对设计和施工方案的合理性进行评价，为优化和合理组织施工提供可靠信息，并指导后续施工。
二、软基支护的监测内容和原则
根据循环水泵房基坑内的支护结构和基坑外部环境，考虑到监测目的和支护设计要求，确定了变形监测的主要对象和基坑监测内容，其中变形监测对象有围护支撑结构与坑外地表沉降、深层土体水平位移和支撑梁的轴力。基坑支护的监测原则：
（一）系统原测
1）所设计的监测项目要有机结合，并形成有效四维空间，测试的数据相互能进行校核。
2）运用、发挥系统功效对基坑进行全方位、立体监测，确保所测数据的准确、及时。
3）施工工程中进行连续监测,确保数据的连续性。
（二）可靠性原则
1）设计中采用成熟的监测手段。2）监测中使用合格的监测仪器。3）在设计中对布设的测点进行保护。
（三）与结构设计相结合的原则
1）对结构设计中使用的关键参数进行监测,达到进一步优化设计的目的。2）依据设计要求确定有关报警值。3）对设计提出的具体要求进行针对性布点。
（四）关键部位优先，兼职顾全面的原则
1）对勘察中发现地质变化起伏较大的位置和施工过程中有异常的部位进行重点监测。
2）除关键部位优先布设测点外,在系统性的基础上均匀布设监测点。
三、变形监测点的布设
本着变形监测点的布置不应妨碍监测对象的正常工作和减少对施工作业不利影响的原则，监测标志力求稳固、明显、结构合理，设置保护设施以避免监测点被破坏，本项目根据监测对象的不同采取了针对性布点方案。
首先，围护结构（顶部）沉降、水平位移的变形监测。由于基坑的开挖，支护系统的位移将是引起周围地层、建筑物位移的主要反映，掌握其位移变化量与基坑开挖深度的关系尤为重要。围护结构沉降位移点设置在冠梁上顶面，均匀布置三处，采取埋膨胀螺栓的方法布设。
其次，深层水平土体侧向变形的监测。土体侧向变形可以通过监测其深层水平位移获得，根据本工程的特点，采用测斜仪观测深层水平位移，测斜管深度为36米，顶部预留高出地面约半米，对称布置在泵房的南北两侧。
再次，支撑梁的支撑轴力监测。监测点设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起关键作用的杆件上，本项目设置内力监测点8个，各道支撑的监测点位置在竖向保持一致，支撑钢筋主筋上对称安装钢筋应力计2个。
四、装置安装和监测
本工程采用的监测方法主要有巡视检查、沉降监测、深层水平位移监测，支撑轴力监测等。巡视检查的方法以目测为主，同时辅以锤、量尺、摄影等设备进行，对自然条件、支护结构、施工情况、周边环境和监测设施等巡视检查情况进行详细记录。
首先，施工难度最大的监测装置是测斜管的安装，主要包括测量放线、钻孔、测斜管拼接及固定，填充材料等工序，其施工流程如下：
测量放线----钻孔----测管拼接-----填充材料—孔口保护----建立初值。
测斜管应在第一道支撑开挖前埋设，并注意满足以下条件：
埋设前先检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上下段的导槽相互对准顺畅，接头处做密封处理并注意管口的封盖效果。埋设时测斜管应保持竖直无扭转,其中一组导槽方向应与所需测量的方向一致。
采用测斜仪进行监测，精度0.10mm/m，分辨率0.04mm/m，测斜管在测试前一周装设完毕，在3~5天内重复测量不少于3次，判明处于稳定状态后取其平均值作为初始值，然后进行测试工作。
按照设计要求的频率进行测量并记录好数据，绘制累计位移与深度关系曲线，对有明显位移的部位，进一步绘制该深度的位移与时间的关系曲线，变形发展和施工的关系曲线，当变形达到控制值时报警。
其次，钢筋应力计的安装，在基坑内支撑梁内，按设计位置设置钢筋应力计，以监测支撑梁配筋的受力状态。钢筋应力计的安装需达到以下要求：
钢筋应力计需以焊接的形式与钢筋刚性地连接在测点位置，不允许偏斜。
焊接前后钢筋应力计应采取合适方式进行降温冷却，使钢筋应力计的温度不超过60度。
将连接仪器的露出电缆绑扎于钢筋上，确保电缆随钢筋引出时不至损坏。
钢筋应力计安装完成后，在基坑开挖前由振弦式频率测定仪取得监测初值，基坑开挖后测读钢筋计的频率读数，通过公式计算出支撑梁内钢筋测点的受力情况，达到实时监测受力情况。
六、监测频率和控制标准
根据相关规范要求，基坑开挖至第一道支撑前，取得所有监测对象的初值，然后开始进行定期监测，直至循环水泵房地下主体施工至第一道支撑后结束。施工初期的监测频率为1天1次，第二道支撑施工完成后监测频率为1天2次，当监测数据接近监控报警时或暴雨期间应加强观测次数，发现监测数据持续异常时应连续监测，并及时组织原因分析和采取应对措施。
根据本项目循环水泵房基坑支护设计图纸和相关规范要求，对变形监测的报警值进行设定，即：
围护结构顶部沉降预警值累计达50mm。
第一道支撑的轴力预警值为7000kN，第二道支撑的轴力预警值为8500kN。
深层土体水平位移预警值为累计达到60mm，或位移速率连续3天达3mm/d。
七、实施效果和结论
循环水泵房地下设施深基坑开挖施工之前，就按照上述方案对围护支撑结构的监测类型、测点位置和监测方式进行设计和施工。
施工过程中严格按照方案要求的开挖顺序进行施工，并定期连续对各监测对象进行观测，及时分析各项监测结果，如围护结构顶部及其地面的沉降速率分析、支撑梁内部轴力分析等，用以判断深基坑围护支撑结构失稳的可能性。
该部位施工前后历时七个月，中间还经历过当地的雨季施工，雨季期间第二道支撑梁的支撑轴力曾经发生报警现象，通过对围护结构的南北两侧土体适当开挖，用降低其标高方式进行卸载，使支撑轴力逐渐降低并维持在报警值之内。
通过上述的施工措施和监测方法，整个围护支撑结构在深基坑施工期间的安全风险可控，为地下永久设施的顺利施工奠定基础。实践证明，本项目研究和应用的深基坑围护支撑结构的变形监测技术完全可行，具有广泛的推广意义。