一、工程概況

　　京杭運河解臺二線(xiàn)船閘工程是我省利用世行貸款投資建設的交通重點(diǎn)工程，船閘位于徐州市賈汪區大吳鎮，距市區約20km，處于京杭運河江蘇段西線(xiàn)航道解臺一線(xiàn)船閘北側。

　　解臺二線(xiàn)船閘與一線(xiàn)船閘平行布置，兩閘中心線(xiàn)相距90m，船閘基本尺度230×23×5m，主要結構形式:閘首為鋼筋混凝土底板、空箱邊墩、頭部環(huán)繞短廊道輸水、鋼結構人字閘門(mén)及提升式平板閥門(mén)、電氣自動(dòng)控制液壓?jiǎn)㈤]機，閘室為鋼筋混凝土透水底板、扶壁式鋼筋混凝土閘墻，鋼筋混凝土上、下游護坦，上下游主副導航墻、靠船墩及護岸為混凝土底板漿砌塊石墻（墩）身。設計年通過(guò)能力為2500萬(wàn)噸。

　　二、沉降觀(guān)測 目的和內容

　　沉降觀(guān)測是船閘建設不可忽視的工作之一，通過(guò)沉降觀(guān)測，可以監測建筑物的沉降變位情況，不但為今后的船閘底板內力計算提供數據，提高了準確性，而且能便于及時(shí)發(fā)現異常情況，采取措施，保證工程的安全運行。

　　由于解臺二線(xiàn)船閘上、下閘首為整體塢式結構，我省船閘建設有關(guān)部門(mén)經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐總結，目前普遍采用預留施工寬縫，將整塊底板分成三塊，待兩側邊墩澆筑完成、回填土達到所要求的高程、地基沉降穩定后，再進(jìn)行封鉸，可有效地減小底板的內力或厚度；并能減少閘塘開(kāi)挖后對地基的卸載及底板、閘墻邊墩澆筑過(guò)程中因加載而產(chǎn)生的地基升降變化。通過(guò)定期進(jìn)行沉降觀(guān)測，可以掌握軟基的固結過(guò)程，用來(lái)確定預留施工寬縫對內力的影響，同時(shí)為確定封鉸時(shí)機和地下水位控制、加載速率提供依據。

　　沉降觀(guān)測的主要內容是：通過(guò)布設控制網(wǎng)，按相關(guān)精度要求，根據施工分級加載實(shí)況，定期定點(diǎn)對塢室結構底板封鉸前后每塊底板和每節閘室墻在建設過(guò)程中的沉降情況進(jìn)行觀(guān)測，直至工程竣工驗收，移交使用單位。

　　三、沉降觀(guān)測方案

　　3.1 精度指標與觀(guān)測儀器的選擇

　　設計單位對主體工程上、下閘首及閘室塢式段施工寬縫封鉸提出的要求，其中有一條為邊墩的沉降速率（連續10天）每晝夜小于0.1mm。

　　如果按照限差為0.1mm來(lái)設計觀(guān)測方案，高差中誤差須滿(mǎn)足0.05mm的要求，目前最先進(jìn)的精密水準儀每km高差中誤差只能滿(mǎn)足0.7mm的要求，無(wú)法滿(mǎn)足設計要求。經(jīng)與設計部門(mén)商討，變更為通過(guò)連續3個(gè)10天的觀(guān)測，如果結果都不超過(guò)1mm，則認為滿(mǎn)足設計要求。

　　根據設計要求和現行國家《工程測量規范》、《建筑物變形測量規程》及交通部《水運工程測量規范》中對沉降觀(guān)測的各項規定，結合解臺二線(xiàn)船閘工程具體的特點(diǎn)，我們選擇變形測量的二級標準作為本項沉降觀(guān)測工作的精度指標。

　　沉降觀(guān)測是船閘工程中精度較高的測量工作，儀器設備、布設路線(xiàn)、觀(guān)測方法及人員素質(zhì)等多方面都會(huì )影響觀(guān)測數據的精度。在該測量工作中我們選擇S1級瑞士LeicaNA2/GPM3精密水準儀，配合銦鋼水準尺進(jìn)行作業(yè)，省測繪局鑒定部門(mén)對儀器的各項指標進(jìn)行了技術(shù)鑒定，在作業(yè)期間我們多次對儀器i角差進(jìn)行檢核，為觀(guān)測工作提供了技術(shù)保證。

　　3.2 觀(guān)測路線(xiàn)的布設

　　3.2.1 水準基點(diǎn)、工作基點(diǎn)的設置

　　水準基點(diǎn)由測區原有等級水準點(diǎn)（設計部門(mén)提供）BM（33.226m）、G2（32.652m）組成，該兩點(diǎn)高程數據經(jīng)多次聯(lián)測檢核，高差誤差均小于110mm。且兩水準基點(diǎn)均位于一線(xiàn)閘管理區較為偏僻地方，是一線(xiàn)閘施工期間（1958～1961年）設置的，點(diǎn)位穩定可靠。我們以觀(guān)測條件較好的BM作為主基點(diǎn)，G2作為校核點(diǎn)。利用原一線(xiàn)船閘南側（二線(xiàn)閘施工區外側）閘墻一個(gè)沉降釘（A9）作為工作基點(diǎn)，與BM、G2形成一個(gè)閉合環(huán)，檢測起始數據的正確性。

　　3.2.2 觀(guān)測點(diǎn)的布設

　　上、下閘首及閘室塢式段均在邊墩底板及施工寬縫的兩端各布設8個(gè)沉降釘計24個(gè)觀(guān)測點(diǎn);閘室14節扶壁段均在閘墻底板兩端各布設4個(gè)沉降釘計56個(gè)觀(guān)測點(diǎn);沉降釘的制作采用40cmФ18螺紋鋼頂端焊接鍍銅半球圓帽加工而成，埋設時(shí)配以斜筋焊接在底板面層及豎向鋼筋上，頂端突出砼表面1.5～2.0cm左右，以保證點(diǎn)位穩固。

　　由工作基點(diǎn)A9至觀(guān)測點(diǎn)路線(xiàn)基本沿閘塘外圍原狀土上設置，中間轉點(diǎn)全部埋設測樁，采用50～100cmФ20螺紋鋼打入土層，表面澆筑20～30cm厚砼，進(jìn)入閘塘邊坡段，除轉點(diǎn)采用同前設置外，測站架鏡的位置也埋設30cm厚砼，以保證觀(guān)測時(shí)儀器的穩定。

　　整個(gè)觀(guān)測線(xiàn)路由BM、A9和14-2、12-4、10-2等11個(gè)觀(guān)測點(diǎn)形成一個(gè)整體閉合環(huán)，全長(cháng)1.32km，36測站，不在路線(xiàn)上的其他觀(guān)測點(diǎn)，由其鄰近觀(guān)測點(diǎn)固定觀(guān)測。

　　3.3 觀(guān)測方法及注意事項

　　本次沉降觀(guān)測工作采用精密幾何水準測量方法進(jìn)行，觀(guān)測過(guò)程中，各項偏差控制及內業(yè)數據處理按照國家《建筑物變形測量規程》中各項規定執行。

　　進(jìn)行沉降觀(guān)測過(guò)程中，須注意的幾個(gè)問(wèn)題：

　�。�1）每次觀(guān)測應遵守“四固定”原則，即：觀(guān)測所用儀器及水準標尺固定；觀(guān)測人員固定；觀(guān)測路線(xiàn)固定；觀(guān)測環(huán)境和條件基本相同。

　�。�2）水準儀角是一個(gè)變化值，每次作業(yè)前，對i角進(jìn)行檢查，若發(fā)現i角大于10秒，應及時(shí)進(jìn)行檢驗校正。

　�。�3）布設觀(guān)測路線(xiàn)時(shí)，前后視距不超過(guò)40m，前后視距差不超過(guò)1.0m，以控制i角的誤差影響，同時(shí)提高觀(guān)測時(shí)的清晰度。

　�。�4）觀(guān)測時(shí)間及環(huán)境:不在日出前后1小時(shí)、中午時(shí)分進(jìn)行觀(guān)測，更不能在大風(fēng)或有霧的情況下進(jìn)行觀(guān)測。

　�。�5）為保證水準尺氣泡穩定居中，自制一些簡(jiǎn)單的水準尺輔助標桿，以使扶尺員快速穩定地豎直標尺，提高觀(guān)測效率。

　　3.4 觀(guān)測周期

　　船閘底板基礎是分段施工的，為及時(shí)掌握加載后的初始觀(guān)測值，在每節底板澆筑混凝土終凝后，即開(kāi)始初始觀(guān)測，因此不同底板上沉降觀(guān)測點(diǎn)的初始觀(guān)測日期是不一樣的。

　　對于建筑物變形觀(guān)測周期，有關(guān)測量規范、規程都沒(méi)作統一規定，我們根據以往同類(lèi)型船閘經(jīng)驗，結合本工程閘室墻采用龍門(mén)架支撐大模板一次到頂澆筑砼的施工方案，分析基礎加載的情況，制定如下觀(guān)測周期:施工初期20天，封鉸前期至封鉸期間10天，封鉸后至觀(guān)測點(diǎn)移測到閘室墻頂部30天。

　　船閘主體建筑物施工期間，如遇到特殊情況（回填土與地下水位發(fā)生較大變化，底板或墻體產(chǎn)生裂縫，沉降縫兩側出現較大不均勻沉降等），應立即進(jìn)行逐日或幾天一次的連續觀(guān)測，及時(shí)提供觀(guān)測數據，確保建筑物安全。

　　四、沉降觀(guān)測成果 　

　　從2000年5月至2002年1月，共完成40次沉降觀(guān)測（2001年6月26日以后移測到閘室墻頂部觀(guān)測），閉合環(huán)線(xiàn)的高差閉合差在-0.3～+1.5mm之間，滿(mǎn)足二等水準測量精度要求。

　　五、結論和體會(huì )

　�。�1）觀(guān)測數據表明，本工程整個(gè)施工階段基礎的下沉量及回彈量的變化與施工順序、地基上的加載大小、施工進(jìn)度、地下水位情況等密切相關(guān)。

　�。�2）沉降觀(guān)測資料反映施工階段的實(shí)際沉降量，難以與設計部門(mén)提供的理論預留沉降量相符，其主要原因是理論計算假設條件與上述施工條件變化出入較大，計算無(wú)法考慮施工期各種動(dòng)態(tài)的影響因素，另外地質(zhì)條件復雜。目前理論計算雖考慮土體的固結過(guò)程，把地基作為粘彈性模型進(jìn)行計算，但由于計算參數隨不同土質(zhì)而不盡相同，難以正確選取，故只有通過(guò)現場(chǎng)觀(guān)測，采用反分析法來(lái)確定計算參數，才能為設計提供有效的數據。

　�。�3）由于累計沉降量均與初始觀(guān)測值相關(guān)，因此初始觀(guān)測值的準確性極為重要，每個(gè)觀(guān)測點(diǎn)的初始觀(guān)測值必須采用最初連續兩次觀(guān)測結果的平均值。

　�。�4）工程沉降觀(guān)測工作是一項非常繁雜的工作，技術(shù)要求高，需要付出艱辛的勞動(dòng)。閘室墻后回填土施工時(shí)部分觀(guān)測線(xiàn)路須臨時(shí)調整，且達不到固定如初，這是影響觀(guān)測精度的主要原因。采用全站儀在固定測站及鏡高的情況下，通過(guò)三角高程的方法來(lái)代替幾何水準進(jìn)行沉降觀(guān)測，可以減少勞動(dòng)強度，但能否滿(mǎn)足精度要求，是值得在今后船閘建設中加以研究的。