深基坑工程變形監測的應用

深圳市長勘勘察設計有限公司

摘要：本文結合工程實際，對其基坑工程發生的狀況進行實時動態變形監測，并及時為施工技術人員提供處理依據，調整和補充施工方案，保證基坑及周圍建筑的安全。

關鍵詞：變形監測；深基坑

1 工程概況

某住院綜合樓院內，地下二層，地上20層，總建筑面積約65000m2，框架剪力墻結構，建筑物高度約86 m，基礎采用筏式基礎。基坑長約83m寬81m，周長約330m，本基坑工程開挖深度為14.4 m屬于一級基坑，采用預應力鋼桿鋼管樁復合土釘墻+樁錨聯合支護的二級支護形式。

2 基坑監測

由于基坑采取二級支護形式，分3批次完成整個基坑鋼管樁頂部水平位移監測點SWG1一SWG33（SWG為鋼管樁水平位移監測點），以及基坑支護樁樁頂水平位移監測點布設SWZl一SWZll（SWZ為支護樁水平位移監測點）的布設。監測點布設原則如下：

（1）基坑圍護樁頂面布設水平位移監測點，周邊中部、陽角處應布置監測點；

（2）監測點水平間距為15m左右，每邊監測點數目根據現場實際情況確定，一般不宜少于3個[2]。

（3）均采用20中以上球形頂端的鋼質標芯，上面刻有孔槽，便于插入瞄準標志固定，控制對中誤差。

基坑監測采用任意設站極坐標法[3]對基坑支護結構頂部水平位移監測點進行觀測，所用儀器為TOPCON公司GPT7051型全站儀，觀測方法參照《建筑變形測量規范》二級精度要求進行[2]。根據現場實際情況架設儀器，通過觀測在基坑四周穩定區域布設3個以上工作基點，通過后方交會確定基準點坐標。水平角觀測采用按照兩個測回測定，距離4測回測定，初始觀測時如不穩定可適當增加觀測的測回數，平差后基準點點位坐標中誤差滿足規范要求[4]。

通過極坐標法對埋設于支護結構頂部的水平位移標志進行觀測，每次觀測所得的各個監測點坐標與前期監測點坐標之差，得出期坐標增量。再通過期坐標增量計算出各水平位移監測點垂直于基坑方向的期位移變化值，即為本觀測周期內的水平位移監測點期位移變化值。每次觀測所得的各個監測點坐標與基坑開挖前各個監測點坐標的初始觀測相比較，并通過計算得到各個監測點垂直于基坑方向的累計位移變化值。

3 實例

某住院綜合樓基坑由于地層中主要為卵石層和強風化層，使得施工進度滯后，擬建場地地下水系豐富，基坑長時間暴露造成裂隙水不斷從基坑壁滲漏。雖經施工方的封堵，但不能確定地下水走向和受水泵房長時間抽水影響，基坑支護樁樁頂部分水平位移監測點在2012年2月14日第61期監測開始出現較大的位移量，且不同程度地超出預警值。基坑工程經過冬春交季的凍融影響，基坑支護結構部分存存失穩隱患（見圖2）。

圖2監測點累計位移值變化曲線圖

針對上述突發情況，建設單位組織基坑設計單位、基坑支護設計單位、勘察單位和監測單位等開展令家座談，采取在支護四周注漿止水和注漿加固的方案。通過在基坑四周鋼管樁外1--2 m區域進行整體鉆孔，注入超細水泥水玻璃雙液漿。一方面，通過漿體凝固止水，封堵地下水，防止其繼續流入基坑，減小因地下水凍融對支護結構穩定性造成影響；另一方面，對支護結構外部土體進行凝固，填充支護結構外部土體空隙，避免應土體空洞而造成支護體失穩。但在注漿施工期間，通過監測，發現基坑支護樁樁頂水平位移監測點仍然出現突發性的變大，且變化量嚴重超出預警值。見圖3a、圖3b。

圖3監測點累計位移值變化曲線圖

由于基坑支護樁樁頂部分水平位移監測點在注漿期間仍然出現較大的位移量，而SWZ10號水平位移監測點離鄰近6層建筑僅2m，為保證建筑和支護體安全，選取即將注漿施工的SWZ10號監測點以及鄰近的SWZ9號監測點進行動態監測，一方面反映基坑四周鉆孔注漿施工對支護樁影響情況，另一方面保證建筑和支護體在注漿施工期間的安全。通過對周圍沒有注漿施工的SWZ9號水平位移監測點和周圍正在注漿施工的SWZ10號水平位移監測點進行觀測，并對觀測數據進行計算、分析。SWZ9號監測點在整個觀測過程中位移量較小，幾乎沒有變化；SWZ10號監測點從注漿開始一段時間內位移量較小，隨著注漿的進行位移量逐步變大，注漿結束后位移量變小至基本穩定。具體數據見表1和圖4。

表1水平位移監測表

從整個監測期間監測數據分析，基坑四周進行轉孔注漿止水加固施工作業，使得基坑4周水平位移監測點出現很大的位移量，嚴重超出預警值。但在注漿加固周期結束后，各水平位移監測點變化趨勢立即停止，整個基坑支護在趨于穩定。見圖5a、圖5b.

圖5監測點累計位移值變化曲線圖