深基坑開挖支護結構變形檢測

中國水利水電第十三工程局有限公司 中國津

摘要：通過現場量測的深基坑圍護結構變形信息資料，建立了深基坑開挖中支護結構變形監測的預報方法。該方法可對深基坑開挖的安全性作出評估，了解基坑開挖引起的土體變形情況，并及時提供檢測數據以便及時調整施工方案，確保基坑的整體穩定，最終保證工程的安全和施工的順利進行。

關鍵詞：深基坑；支護結構；變形預報

傳統的基坑支護結構體系的設計方法是按照墻體受力強度及整體穩定性進行設計的，設計過程是以開挖的最終狀態為對象。然而基坑開挖過程往往會引起支護結構的內力和變形以及土體的變形，發生種種意外變化，乃至影響工程安全和環境安全，絕非傳統的方法能事先控制或事后處置的。因此，以變形大小作為控制手段的設計方法正受到人們的普遍重視，因為支護結構的變形量是基坑開挖過程中支護結構與土相互作用的直觀反映，又是各種突發事件發生的先兆，如果能事先預測支護結構的變形量，對保證基坑安全施工具有重要的意義，通過分析預測指導施工，通過施工信息反饋修改設計，以滿足施工的需要。

本文就作者根據某工程深基坑支護開挖以及監測預報情況做一介紹。

一、工程概述

浙江某發電廠循環水排水工程排水箱涵共計126.45m，本工程位于電廠廠區西北側，貫穿大引河河床和西周海堤，海堤外側為海灘。大引河的水位受潮汐影響，并且和外海潮位相同。排水箱涵結構形式為：基底標高為-6.6m，頂高程為-0.9m，總體尺寸為10.2×5.7m，地基采用φ500mm1224根，L=14.15m（樁頂標高-3.35m）和L=11m（樁頂標高-6.50m）的水泥攪拌樁加固處理。

二、工程地質

根據場地工程地質勘察報告，本區地層主要為第四系上層，由全新統海積軟上～上更新統沖海積砂性土及中更新統沖、洪積粘性上夾礫砂類土組成。場地地層分布較為復雜，第四系土層厚度達70m左右。基坑開挖范圍內地層分布簡述如下：

1#層素填土：原始地表以下為黃褐色粘土組成，很濕～濕，軟塑～可塑，頂部含少量植物根系，下部局部為粘土，粘塑性好，光滑，無搖震反應，干強度與韌性高，物理力學性質一股，具中高壓縮性，厚度0.7～2.6m。其中西周塘海堤填土厚度達6.5～10.7m，巖性多為粘性土，局部為塊石，堤頂為混凝土路面。

2-1#層淤泥：淺灰黃色或灰色，飽和，流塑，厚層狀構造，含少量有機質及貝殼。塘底部位頂部0.3m為浮泥混少量腐植質。土質欠固結，工程地質性質極差，具高壓縮性。該層在象山港海域部位表層分布厚2～3m的新近沉積浮泥，性質極差。該層厚度5.8～I3.9m，頂板標高2.04～-11.94m。

2-2#層淤泥質粘土：灰色，飽和，流塑，厚層狀構造，局部夾粉細砂薄層，物理力學性質較差，具高壓縮性。該層厚度0.9～14.65m，頂板標高-9.43～-17.16m。

3-1#層粉質粘土，黃綠～灰黃色，濕～稍濕，可塑，中～重塑性。厚層狀構造，局部夾粉土團塊，含鐵錳質斑點。物理力學性質較好，具中等壓縮性。該層局部缺失，厚度0.6～6.3m，頂板標高-12.66～-20.84m。

根據工程地質勘察報告可得基坑開挖范圍內的場地土的主要物理力學性指標如表1所列。

表1場地主要土層的物理力學性指標

土層編號土層名稱層厚

（m）含水量

（%）重度γ（kN/m3）抗剪強度

C（kPa）指標

ψ（°）

1填土1.741.118.2813.913.8

2-1淤泥11.558.615.55.09.2

2-2淤泥質粘土4.755.316.917.19.0

2-3粉質粘土4.031.219.2324.714.4

三、基坑支護結構形式

根據本工程的基坑開挖深度、基坑特征、周邊環境及工程地質條件，采用局部卸載+鋼板樁（15m）的基坑支護結構型式。排水箱涵結構施工共分為7段進行分段施工，在施工期間，第3、4、5、6、7節排水箱涵均采用此種方案進行施工。（支護結構形式如右圖）

四、監測目的

1、掌握基坑開挖施工中引起的土體變形情況，控制鋼板樁變形；

2、了解支護結構在不同情況時的受力狀態，及時采取措施，安全施工；

3、通過監測信息反饋，優化施工組織設計，指導現場施工，確保深基坑基坑的整體穩定，最終保證工程的安全和施工順利進行。

五、監測方案

為了了解基坑開挖引起的場地位移，主要進行場地深層測向變形的施工監測。監測具體的測試內容、布置方案介紹如下：

場地測向變形采用測斜管和測斜儀來完成。用來測量基坑開挖引起的側向變形，根據側向變形大小判斷基坑開挖的影響范圍和影響程度。本基坑共布置12組測斜管，深度30m。

上述測試內容的測點布置見附圖，測試頻率為挖土期間1-2次/1天，警戒情況測試頻率為2次/1天，開完完畢墊層施工完后3-5天/次。

現場監控儀器配置

名 稱型 號數 量

測斜儀CX-1001臺

地質鉆機100型2臺

便攜式電腦Pⅳ1臺

六、工藝流程及監測要求

1、基坑開挖監測原理如圖所示

2、監測警戒值

監測單位隨時向建設單位和監理單位通報監測情況，情況緊急時立項向建設單位匯報，同時通知監理單位和施工單位，以便及早做好預防措施。在基坑開挖過程中若觀測結果出現下來情況，立即向建設單位、監理單位報告并建議采取適當的補救措施：

測斜管水平位移速率超過5mm/天，且連續3天無明顯下降；測斜管總體水平位移超過6cm。

監測單位根據監測情況結合施工過程中提出合理化建議，監測完畢后提交監測總報告。

2、信息化施工

監測單位將監測結果及時提交給業主和監理單位，基坑開挖期間一天一報，墊層施工完成后根據監測情況3～5天一報，監測完成提交監測總報告。監測單位由監理單位及時轉發各有關施工單位，根據監測結果調整施工工藝，協調施工進度，確保坑內外主體結構樁機工程的安全和基坑的穩定。

3、監控質量保證制度

3.1質量監控主要采取檢查，作平行樣，作曲線等方式進行；

3.2平行樣兩個結果之間的誤差應小于國家標準和部頒試驗規程的允許誤差，否則返工重做；

3.3未規定允許誤差的試驗項目要嚴格按照試驗規定，以求得準確的試驗數據，能作曲線的，要通過作曲線來證實試驗結果的準確性；

3.4所有的計量器具要及時送檢，該校正的儀器要根據情況隨時校正，使儀器設備能長期保持最佳狀態；

3.5測試人員應認真進行原始資料的整理和計算，校核人員要認真地將結果進行100%的復核；

3.6質檢員要對原始記錄和報告進行全面審核，校對人員要進行認真的校對。

從YL-5土體位移隨時間-深度變化圖可知基坑隨著開挖深度加深，鋼板樁變形越來越大，遠遠超過了測斜管總體水平位移規定范圍值，在施工過程中，我們根據監測結果，及時調整了支護結構形式，在基坑底部增加了一道臨時支撐，確保了基坑開挖的順利進行和建筑物施工。

七、結論

在基坑開挖施工中，采取一定的監測手段，減收了盲目性，及時發現施工過程中的異常并預警，保證了基坑的安全施工。通過監測數據的搜集為基坑支護的動態設計提供了充分的依據，也有可能達到意想不到的目的，采用基坑監測方法，進行信息法施工，確保了基坑的安全并進行動態設計，滿足了設計要求。

作者簡介：

劉健：男，1978年7月出生，高級工程師。