某深基坑開挖監(jiān)測分析

周兆華

摘要：為保證某基坑開挖工作的順利進(jìn)行和周邊建（構(gòu)）筑物的安全穩(wěn)定，該基坑工程加強(qiáng)了監(jiān)測手段。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，準(zhǔn)確地掌握了整個(gè)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊建（構(gòu)）筑物的變形，保證了基坑的穩(wěn)定。本文介紹了監(jiān)測方法、監(jiān)測項(xiàng)目、檢測數(shù)據(jù)分析和通過分析對開挖工作的調(diào)整。

關(guān)鍵詞：基坑監(jiān)測;水平位移;沉降;支撐軸力

1工程概況

某工程地下室結(jié)構(gòu)形式為框架+剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為靜壓預(yù)應(yīng)力管樁+鋼筋混凝土樁承臺基礎(chǔ)+鋼筋混凝土筏式基礎(chǔ)。基坑開挖土方約4500m2,基坑周長約為500m。基坑開挖深度為8.0～8.6m。

該基坑北側(cè)約1.5m為已建房屋的基礎(chǔ)，西側(cè)約6.3m為已建房屋的基礎(chǔ)；東側(cè)14m為已建房屋基礎(chǔ)。基坑設(shè)計(jì)采用組合式支護(hù)形式，基坑上部4.5m采用噴錨支護(hù)，下部分段采用排樁加內(nèi)支撐支護(hù)。基坑局部設(shè)預(yù)應(yīng)力錨桿，排樁外側(cè)設(shè)攪拌樁止水帷幕，基坑內(nèi)布置17口中深井減壓降水井，3口觀測井。

2場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.1工程地質(zhì)條件

擬建場地地勢平坦，屬沖積一級階地。與基坑工程有關(guān)的地基巖土特征簡述如下：

①雜填土：雜色，松散，主要由粘性土、磚塊等建筑垃圾和爐渣、鐵砂等工業(yè)廢料組成。層厚在1.4～6.2m之間。

②粘土：黃灰色，軟塑，含鐵錳質(zhì)氧化物，夾粉質(zhì)粘土，飽和；頂板埋深在2.2～5.0m之間，層厚在0.8～6.5m之間。

③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，流塑，含氧化物、云母，夾薄層粉土及粉砂，飽和；頂板埋深在1.4～9.4m之間，層厚在1.4～9.4m之間。

④粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層：灰色，粉質(zhì)粘土呈軟～流塑，粉土、粉細(xì)砂呈稍～中密狀態(tài)，含鐵錳質(zhì)氧化物、云母；頂板埋深在5.0～14.1m之間，層厚在4.4～14.7m之間。

⑤粉砂：灰色，稍～中密狀態(tài)，含云母；頂板埋深在11.4～23.0m之間，層厚在2.5～11.5m之間。

⑥粉細(xì)砂：灰色，中密～密實(shí)狀態(tài)，含云母；頂板埋深在20.0～27.5m之間，層厚在1.5～22.0m之間。

2監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)及監(jiān)測目的

本工程深基坑開挖監(jiān)測內(nèi)容包括基坑邊坡深層土體變形觀測、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、混凝土內(nèi)支撐的軸力監(jiān)測、鄰近建（構(gòu)）筑物的沉降觀測和基坑降水水位觀測等五部分。共布設(shè)基坑周邊建（構(gòu)）筑物沉降觀測點(diǎn)32個(gè)，周邊道路（電纜溝）沉降觀測點(diǎn)8個(gè)，基坑周邊水平位移沉降觀測點(diǎn)26個(gè)，測斜孔6個(gè)，基坑鋼筋混凝內(nèi)支撐應(yīng)力觀測點(diǎn)14個(gè)。

2.1基坑開挖前的現(xiàn)場情況調(diào)查

為了保護(hù)基坑開挖的順利進(jìn)行，確保周邊建（構(gòu)）筑物和公共設(shè)施的安全，基坑開挖前，對基坑周圍30-100米范圍內(nèi)的道路路面情況，排水溝管、房屋（包括基礎(chǔ)形式調(diào)查）及其它建（構(gòu)）筑物進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查、記錄。

2.2基坑邊坡深層土體及支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的位移監(jiān)測

基坑開挖卸載形成臨空面，邊坡土體有向基坑內(nèi)位移滑動趨勢，直接威脅到基坑及周邊環(huán)境安全，為了及時(shí)了解和掌握基坑邊坡深層土體的位移變形及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形與安全情況，為此在基坑周邊布置深層土體位移監(jiān)測孔6個(gè)，孔深14.0米；在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)表面布置26個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。

2.3鄰近建（構(gòu)）筑物和地下管線變形觀測

基坑開挖后坑壁水土流失及降水均可能導(dǎo)致鄰近建筑物出現(xiàn)不均勻沉降，為了保證鄰近建筑物的安全，在250米范圍內(nèi)的建筑物上設(shè)置沉降觀測點(diǎn)32個(gè)，在基坑周邊道路（電纜溝）沉降觀測點(diǎn)8個(gè)

2.4基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐軸力觀測

為了解基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐由于基坑開挖所引起的軸力變化情況，在鋼筋混凝土內(nèi)支撐上共布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)共14個(gè)，鋼筋應(yīng)力計(jì)安裝在混凝土內(nèi)支撐中間，安裝方法為:通過對焊，把與混凝土內(nèi)支撐主筋等截面的鋼筋應(yīng)力計(jì)焊接在混凝土內(nèi)支撐的主筋上。

3監(jiān)測成果分析及評價(jià)

3.1支護(hù)結(jié)構(gòu)邊坡深層土體的水平位移

根據(jù)監(jiān)測本次支護(hù)結(jié)構(gòu)邊坡深層土體水平位移實(shí)測數(shù)據(jù)，從繪制的典型深度與位移實(shí)測曲線可以看出：

3.1.1在基坑開挖過程中，各測斜孔最大水平位移及水平位移速率基本出現(xiàn)在基坑開挖最后一層。

3.1.2以C5號測斜孔為例：從其典型深度與位移曲線上可以看出，基坑開挖初期，其水平位移變化值不大；基坑挖至基底標(biāo)高時(shí)，其水平位移變化相對較大，隨著基坑底板的澆筑，水平位移逐漸趨于穩(wěn)定，變化速率也相應(yīng)遞減。

3.1.3在整個(gè)基坑開挖期間，基坑?xùn)|邊邊坡C5號測斜孔的水平位移變化速率最大達(dá)5.16mm/d，且水平位移變化值不斷增大（最大為54.00mm），基坑邊坡路面裂縫也呈現(xiàn)不斷增大趨勢 。避免出現(xiàn)大的險(xiǎn)情，采取對該邊坡進(jìn)行了花管注漿和修筑擋土墻加固等措施，從而，保證了此處邊坡的安全與穩(wěn)定。

3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的水平位移和沉降

3.2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的水平位移

監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的水平位移的目的在于及時(shí)了解支護(hù)結(jié)構(gòu)在開挖過程中產(chǎn)生位移的大小及其矢量方向，從而指導(dǎo)基坑設(shè)計(jì)和施工。從實(shí)測數(shù)據(jù)和基坑周邊各監(jiān)測點(diǎn)水平位移示意圖可以看出：

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的水平位移矢量方向均指向基坑內(nèi)，水平位移較大地段為基坑北邊中段、基坑?xùn)|邊中段和基坑南邊中段。從觀測數(shù)據(jù)看，基坑周邊邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的累積水平位移值在4.0～54.0mm之間。對于邊坡水平位移值超過報(bào)警值的地段，施工單位采取了花管注漿加固和增加錨桿和施工護(hù)坡墻等措施，從而有效地降低了此處邊坡開挖對該處房屋的影響，未對周邊環(huán)境產(chǎn)生大的影響。

3.2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的沉降

基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的沉降變化規(guī)律與水平位移不同，從部分監(jiān)測點(diǎn)點(diǎn)沉降時(shí)程典型曲線可以看出，沉降量相對水平位移滯后。在整個(gè)基坑施工期間，基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的累積沉降值在6.1～44.2mm之間，其中北側(cè)中段沉降量相對較大。從實(shí)測數(shù)據(jù)分析，基坑周邊邊坡的沉降觀測結(jié)果與水平位移及測斜結(jié)果均相吻合。

3.3周邊環(huán)境建（構(gòu)）筑物的變形

根據(jù)實(shí)測成果分析，整個(gè)基坑施工期間，周邊房屋沉降點(diǎn)累積沉降量在2.2～69.8mm間, 周邊道路及電纜溝沉降點(diǎn)累積沉降量在4.5～40.7mm間。鑒于基坑?xùn)|邊房屋沉降點(diǎn)累積沉降量較大，施工單位對此處兩段沉降變形較大的邊坡進(jìn)行了有效加固，加固后，沉降速率明顯減小。

3.4鋼筋混凝土內(nèi)支撐軸力觀測

從基坑實(shí)測的軸力分析，鋼筋混凝土內(nèi)支撐所受的軸力均較小,其軸力最大為48噸，內(nèi)支撐所受軸力在開挖過程中的變化不均勻，其大小與支撐桿件的施工的基坑開挖的進(jìn)度有關(guān)。隨著基礎(chǔ)墊層的施工，其支撐桿件所受內(nèi)力有所下降。

4經(jīng)驗(yàn)與體會

基坑監(jiān)測工作既是檢驗(yàn)基坑設(shè)計(jì)的正確性和發(fā)展基坑支護(hù)技術(shù)的重要手段，又是及時(shí)指導(dǎo)正確施工避免事故發(fā)生的必要措施。從本次深基坑開挖監(jiān)測的實(shí)施和監(jiān)測結(jié)果綜合分析，主要體會如下：

4.1對于場地地質(zhì)條件和環(huán)境復(fù)雜的深基坑開挖，進(jìn)行基坑開挖環(huán)境監(jiān)測是十分必要的。

4.2基坑開挖監(jiān)測工作必須與施工方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、建設(shè)方相互配合，方能取得好的效果。各觀測點(diǎn)需施工方的有效保護(hù)，才能保證監(jiān)測資料的連續(xù)性、完整性和正確性。

4.3分層開挖，分層施工，及時(shí)排水，嚴(yán)禁超挖，及時(shí)反饋監(jiān)測信息，是基坑開挖安全的重要保障。

4.4關(guān)于監(jiān)測預(yù)警問題，應(yīng)綜合分析，并考慮其發(fā)展趨勢，不能孤立片面的分析。

參考文獻(xiàn):

[1]李受祉等.基坑工程技術(shù)規(guī)程（DB42/159-2004），2004.