深基坑支護工程變形監測及數據分析

肖鈺龍

廣東建準檢測技術有限公司 廣東廣州 510000

摘要：本文主要針對深基坑支護工程變形的監測及數據展開了分析，通過結合具體的工程實例，介紹了深基坑支護工程中的變形監測方案設計，并對變形監測的結果作了數據處理，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：深基坑支護；變形監測；數據分析

引言

深基坑施工如今已在建筑工程中得到了普遍的應用，但由于其存在著變形的問題，還是需要我們重視深基坑工程的施工。因此，我們需要對深基坑的變形進行監測，并采取有效的措施做好處理。基于此，本文就深基坑支護工程變形的監測及數據進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1 工程實例

1.1工程概況

某基坑支護工程位于城中區的城市主干道旁，基坑長233m，寬202m，設計深度9.5～11.5m，設計等級為Ⅰ級，采用“動態設計法”進行設計施工。基坑南部有5棟高度在4～7層的民用建筑，距支護墻最近為3m，小于基坑深度2倍，必須提供合理、可靠的監測方案，定期對支護樁樁頂、基坑側壁邊坡頂、周邊既有建筑物、地表和周邊道路進行位移和沉降變化監測。

1.2 主要方案設計

1.2.1 基準點布設

在場地外圍不受施工影響的穩固處，采用鉆孔置入法埋設5個水平位移基準控制點K1～K5，在施工場地內安置3個工作基點K6～K8，制作成強制對中觀測墩。以基準點BM1，BM2及BM3三個基巖點作為沉降觀測的基準點，如圖1所示。

圖1 基坑工程變形監測基準點布點略圖

1.2.2 監測點布設

依據設計要求，在支護樁頂梁上和基坑坡頂共布設51個水平位移觀測點，在一級平臺上共布設25個水平位移觀測點；在基坑南面5棟4～7層民用建筑布設11個水平位移觀測點。基坑南面建筑物群布設20個沉降觀測點；路面布設12個沉降觀測點。

1.2.3 觀測方法

（1）水平位移監測點觀測。每次分別在工作基點上設站，以K1，K2，K3，K4，K5作為控制，利用后方交會的方法檢核工作基點的穩定性，若工作基點處于穩定狀態則直接用極坐標法觀測各監測點；若工作基點不穩定則利用實時交會的坐標作為新的測站坐標，利用極坐標法觀測各監測點。結合實際情況，觀測距離在250m范圍內，觀測精度估算在6mm以內。

位移量計算公式。確定基坑每條邊的位置坐標，利用點到直線的距離來計算該點在基坑邊法線方向的位移量，各次位移量之和即為該點的累計位移量。

（2）沉降觀測。每次沉降觀測前均應對基準點BM1、BM2及BM3進行聯測檢校，按照國家二等水準規范施測。沉降變形點要按照國家三等精密水準測量的技術要求施測。

1.3 主要變形情況

通過現場監測得到的水平位移累計曲線圖發現基坑南側監測點水平位移數值上變化較為明顯，累計位移較大，如圖2所示。

圖2 基坑南側水平位移變化較大的監測點變化曲線圖

同時，基坑南側民用建筑周邊出現險情（南側層數分別為4，5，7層的宿舍樓發生形變，產生約5.0mm的裂縫，周邊路面傾斜開裂），對建筑物本身造成巨大危害。

經分析，由于該區域隨著基坑挖掘的深入，導致基坑內外側壓力差逐步增大，現有支護樁承壓不足，導致基坑向內側偏移和沉降。及時加護支護樁后，險情樓的累計位移均出現回穩。

1.4 數據分析

1.4.1 回歸分析

（1）確定回歸模型我們研究的是二元非線性回歸，可轉換為二元線性回歸，因此其回歸模型可表示為：

y=β1x+β2x'+ε；x'=x2 （1）

式中，y是因變量；x、x'是自變量；ε是誤差項；β1和β2稱為模型參數（回歸系數）。

（2）求出回歸系數最小二乘估計法。在各點處的偏差的平方和達到最

小，即

（2）

這種方法求得的錯誤！未找到引用源。和錯誤！未找到引用源。將使得擬合直線y=β1x+β2x'+ε中的y和x之間的關系與實際數據的誤差比其他任何直線都小。

（3）回歸模型的顯著性檢驗

其中殘差平方和為錯誤！未找到引用源。，回歸平方和為錯誤！未找到引用源。

總偏差平方和為SST，即

SST錯誤！未找到引用源。SSE+SSR （3）

定義復相關系數：

錯誤！未找到引用源。 （4）

用此評價模型的有效性，R越大，回歸變量與響應之間的關系越密切。

建立F統計量，求出自由度，總偏差平方和自由度fT=n-1，回歸平方和自由度fR=m-1，殘差平方和自由度fE=fT-fR=n-m，則相應均方值為

錯誤！未找到引用源。，錯誤！未找到引用源。 （5）

說明MSE是σ2的無偏估計，且SSR與SSE相互獨立，則構造F統計量

錯誤！未找到引用源。 （6）

取一個顯著水平，可查表得Fα（m-1，n-m），通過比較得到模型是否顯著，接受或拒絕η=β0成立。最終確定計算η與u是否存在明顯的函數關系。

1.4.2 數據分析結果