某基坑排樁位移監測分析

王小林 蘭州鐵道設計院有限公司,甘肅 蘭州 730000

某基坑排樁位移監測分析

王小林 蘭州鐵道設計院有限公司,甘肅 蘭州 730000

由于土體與樁之間的復雜相互作用，在施工過程中需要對土體、樁體響應進行監測。以某基坑為工程背景，探討樁土作用過程中，樁體的位移變化情況，表明：在整個基坑開挖過程中，樁身水平位移變化較小，最大位移點在樁頂，樁水平位移基本穩定，得到的結果可為工程實踐提供參考。

基坑；樁；監測；位移

foundation; pile; monitoring; displacement

引言

自然土體經過長期的地質重力作用，已處于一種穩定的平衡狀態。當經過人為擾動(開挖)作用后，原始的力學平衡狀態被破壞，新的力學平衡就會重新建構。為了使土體在重新建構平衡狀態的過程中，不危及人類的生產建設活動，就需要對土體施以一定的加固支擋措施，以促成新的力學穩定平衡狀態[1-3]。在深基坑周圍土壓力、地下水壓力及深基坑周圍建筑物等附加荷載作用下，排樁體有向深基坑內側傾倒的趨勢并產生相對側向位移，深基坑底面排樁嵌固深度范圍內的土體由于受到樁體側向位移的影響而產生被動土壓力來抵抗樁體承受的部分主動土壓力。由于土體與樁之間的復雜相互作用，在施工過程中需要對土體、樁體在相互作用過程中的響應進行監測，本文以某基坑為工程背景，探討樁土作用過程中，樁體的位移變化情況，為工程實例提供參考。

1 工程地質條件

基坑總長198.05米，基坑標準段寬18.7米，最寬24.9米。開挖深度約15.84米，最深約為18.84米。根據詳勘地質報告，本場地路面平整，地面高程8.37～9.30米。地面交通繁忙，建筑物密集。場地地貌單元屬山前沖積平原，無斷層通過。分布有流塑狀淤泥質土及沖洪積沙層等軟弱土層，厚度最大分別達到3.1米和3.3米。淤泥質土強度低，穩定性差，砂層富水性強，密實度差，遇水易坍落。場地基巖巖性以泥質粉砂巖為主，結構強度相對較低，遇水易軟化，在空氣中暴露時間過長易發生風干風裂破碎。基巖風化帶軟弱透鏡體分布普遍，透鏡體強度低，裂隙發育，開挖易滲水。

2 監測方案

基坑支護設計采用排樁加鋼管內支撐支護結構。根據設計要求，結合本工程的實際情況及工程實踐經驗，對本基坑提出下列監測項目：

（1）主體結構和圍護結構施工監測

a、擋土樁樁頂水平位移觀測

樁頂位移測點在全站范圍內布置在樁頂冠梁上，間距約30m，共計18個水平位移測點，樁頂水平位移觀測點與測斜點錯開布設。在基坑開挖影響范圍以外布設3個基準點。

樁頂位移觀測采用瑞士進口TC1800全站儀或經緯儀定期進行觀測。

b、擋土樁不同深度處水平位移監測（測斜）

根據支護樁施工進度，在基坑的南北兩側沿基坑邊線各布設3個測斜孔，共計6個測斜孔。測斜管于擋土樁鋼筋籠綁扎后澆注混凝土前埋設。

測斜采用美國進口GK603型測斜儀，能沿樁身每隔0.5m測出相應位置位移。

3 監測結果及分析

3.1 擋土樁位移監測

圖1 SP1孔擋土樁不同位置水平位移變化曲線

在8～9月份，所有測斜孔水平位移不大，基坑土體基本穩定，如圖1所示。10月份除SP1，SP2，SP6，SP10測斜孔發生明顯側移外，其他測斜孔基本穩定，SP1最大側移點在地表以下10.5m處，最大側移為4mm。SP2最大側移點在地表以下10m處，最大側移為3mm。SP6最大側移點在地表以下10.5m處，最大側移為2.5mm。SP10最大側移點在地表，最大側移為19mm。11月份，SP1，SP2，SP4，SP5，SP8，SP9側向位移較小，反映相應測點所在基坑四周土體基本穩定，SP10測斜孔在地表至地下14m間發生了約3mm的平行移動，由于移動值較小，所以我們認為該部分基坑側壁尚處于穩定狀態。12月份，各測斜孔水平位移變化不大，SP9在地表以下9m處，側移為2.5mm。04年1月份，除SP5，SP6，SP8發生了明顯的側移外，其他基本穩定。其中SP6在地表以下10m處水平位移為4mm，SP9在地表處水平位移為5.5mm。

在2003年5月至2004年5月間，基坑開挖引起的圍護樁側移均在允許范圍之內。其中SP10測孔圍護樁樁頂累計最大位移約為28.2mm，最大位移點在圍護樁樁頂。從圍護樁測斜結果可以看出，圍護樁水平位移基本穩定，初期受基坑土方開挖影響，圍護樁水平位移有一定的增加，但累計最大水平位移均在規范及設計規定范圍內。

3.2 樁頂水平位移

10月份，基坑支護樁樁頂水平位移最大為-4mm（Y1、Y2、Y3等8個測點），最小為0.0mm（Y6、Y21等6個測點），平均位移為-1.8mm。11月份，基坑支護樁樁頂水平位移最大為-4mm（Y1、Y2、Y3等8個測點），最小為0.0mm（Y6、Y21等6個測點），平均位移為-1.8mm。12月份，基坑支護樁樁頂水平位移最大為24.0mm（Y39測點），最小為0.0mm（Y3、Y31 ,2 個測點），平均位移為0.3mm。1月份，基坑支護樁樁頂水平位移在本月水平位移最大為24.0mm（Y39測點），最小為0.0mm（Y3、Y31 ,2個測點），平均位移為0.3mm。2月份，基坑支護樁樁頂水平位移在本月水平位移最大為-7.0mm（Y36測點），最小為0.0mm（Y4、Y9 ,Y13、Y30等8個測點），平均位移為-1.86mm。3月份，基坑支護樁樁頂水平位移最大為-10.0mm（Y26測點），最小為0.0mm（Y1、Y2、Y4、Y5等13個測點），平均位移為-2.31mm。4月份，基坑支護樁樁頂水平位移最大為-8.0mm（Y24、Y26測點），最小為0.0mm（Y1、Y4、Y5等25個測點），平均位移為-1.70mm。5月份，基坑支護樁樁頂水平位移最大為-5.0mm（Y17測點），最小為0.0mm（Y2、Y3、Y12等13個測點），平均位移為-1.10mm。其中，Y39測點12月份的樁頂水平達最大值，為24mm，之后的施工中未超過此值。

4 結 論

在整個基坑土方開挖及地下室施工過程中，擋土樁樁身水平位移變化較小。其中最大位移點為SP10點，其圍護樁樁頂累計最大位移約為28.2mm，最大位移點在圍護樁樁頂。圍護樁水平位移基本穩定，初期受基坑土方開挖影響，圍護樁水平位移有一定的增加，但累計最大水平位移均在規范及設計規定范圍內。

[1]D. V. Griffiths, Hang Lin, Ping Cao. A comparison of numerical algorithms in the analysis of pile reinforced slopes [C].Proceedings of Geo-Florida 2010: Advances in Analysis, Modeling & Design, 2010, ASCE GSP No 199, 175-183.

[2]黃文熙.土的工程性質[M].北京：水利電力出版社.1983

[3]王國欣，肖樹芳，黃宏偉.杭州海積軟土應力——應變特征與結構強度損傷規律研究[J].巖石力學與工程學報.2005,24(9):1555-1560

Monitoring analysis for the displacement of pile in foundation

Wang Xiaolin Lanzhou Railway Survey and Design Institute Co., Ltd,Lanzhou 730000,China

Due to the complicated interaction between the soil and pile, the response of both soil and pile should be monitored during construction. A foundation is taken as the engineering background, the displacement variation of pile is analyzed for the soil-pile interaction. The analysis results show that, during the whole excavation for the foundation, the horizontal displacement of the pile shaft is small,the maximum displacement occurs at the top of pile. The horizontal displacement of the pile shaft almost remains the same. The obtained results can give guidance for the real practice.

TU457

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.050

王小林（1977-），男，工程師，主要從事鐵路巖土工程勘察設計及施工技術方面的工作。