佛山某深基坑變形監測分析

蔣詠民(廣州大學土木工程學院)

佛山某深基坑變形監測分析

蔣詠民
(廣州大學土木工程學院)

基坑變形監測是對基坑的變形和周邊環境的變化進行監測的一門技術。以佛山某深基坑作為研究對象，首先對本監測的目的作了闡述，接著列舉了所要監測的項目，最后通過實時監測所取得的數據，選取地下連續墻水平位移和基坑周邊土體沉降項目進行解讀與分析，并總結出有益的結論。

深基坑；監測；變形

1 引言

不斷密集的人口促使建筑物往越來越高的高度發展，同時地下空間的發展在技術的進步下也蘊含著巨大的潛能。當今，特別是在一些一、二線城市，深基坑工程越來越普遍，因此得到了更多的重視與研究。深基坑的施工往往伴隨著極強的環境效應，基坑的開挖勢必引起周圍土體應力場的變化[1]。地基周邊的土體會受到基坑施工的影響而產生變形和沉降，這可能導致基坑周邊房屋的開裂破壞，甚至導致周邊道路的沉降因而埋下交通安全隱患。

由于地下土體性質、荷載條件、施工環境的復雜性,單單根據地質勘察資料和室內土工試驗參數來確定設計和施工方案,往往含有許多不確定因素[2]。僅僅依靠理論上的合理性及以往工程所積累的經驗是不完善的。本文借助佛山某深基坑項目監測工程實例，對此深基坑監測的目的與項目進行了介紹說明，選取部分監測項目代表性地進行解讀與分析，總結出一些有益的見解，希望為地區類似深基坑工程提供有限的寶貴經驗。

2 工程概況

工程基坑開挖的面積為110×70㎡；基坑四周東西南北面分別臨近二成星棚、建設路、新桂路、振華路，且周邊馬路都比較靠近開挖的基坑。基坑擬采用樁基礎，開挖深度15.59m，周長約360m，設有地下室4層，底板設計標高約為相對高程-14.70m。因開挖深、基坑大、土層分布較差，為確保基坑和周邊環境的穩定和變形要求，采用了地下連續墻+5m寬×5m深攪拌樁作坑內加固+三道內支撐的支護形式。地下連續墻厚800mm，進入中風化巖深度不少于1m，基坑支護設計安全等級為一級，設計使用年限為1年。

3 基坑監測

3.1監測目的

深基坑開挖工程較其它普通工程存在著更高的風險，在基坑開挖過程中不僅要保障基坑自身的安全，更重要的是要保證基坑周邊整體環境的穩定。對深基坑定期監測并對數據進行處理分析，當監測結果出現異常變化時應及時報告相關部門，討論制定相應的處理措施，對施工的方法進行改進，必要時對設計方案進行調整，力求安全化與經濟化。

基坑監測的目的如下：

⑴使設計中所需的各種假設以及參變量得到實踐的驗證。在信息化手段下，對支護結構的施工和基坑的開挖具有引導作用。

⑵異常情況能得到及早發現。基坑周邊環境及支護結構都會因為基坑的開挖而發生相應的應力變化和應變變化，通過監測結果，發現其規律并對其發展趨勢進行預測，利于相關部門及時采取相應的措施，為周邊建筑及基坑支護結構的安全提供保障，確保一切處于正常。

3.2監測項目

⑴連續墻頂部沉降及其水平位移的監測

基坑的開挖過程中，周圍地層、道路及建筑物位移與支護系統的位移是有很大內在關聯的，所以這就使得對基坑開挖深度和相應位移變化量關系的掌握顯得尤為重要。將地下連續墻水平位移監測點布設在冠梁上。

⑵連續墻深層水平位移監測

采用專業測斜儀來測量連續墻在不同深度位置水平方向的變形，在地下連續墻體內事先埋下測量所需管道，這種用于將來放測頭的管道長度應大于地下圍護墻的高度。從所埋管道的最低點開始測量。管道的最底部應插至穩定土體中。

⑶基坑周邊地下水位監測

對基坑外地下水位的監測數據，能很好地反映基坑結構的止水性能，同時地下水是否流失的情況也能有效地反映出來。

⑷基坑水平支撐軸力監測

使用振弦式鋼筋測力計來測量混凝土內支撐的支撐軸力。

⑸立柱的沉降監測

在柱子所支撐相應的支撐梁頂部位置布置監測點。

⑹基坑周圍環境監測

對周邊房屋、道路的沉降進行監測。

3.3部分項目監測結果及分析

表1 工程監測項目和預計工作量統計

圖1 基坑監測點分布圖

⑴連續墻深層水平位移監測結果及分析

監測結果表明基坑北部和南部測斜值較大，應引起警戒，并提前做好預警措施。CX01在2013/11/26累計值達報警值，截至2014年4月27日基坑底板澆筑完成時的累計值為74.96mm；CX02在2013/12/1累計值達報警值，累計值為68.78mm；CX04在2013/11/25累計值達報警值，累計值為64.97mm；CX05在2013/11/25累計值達報警值，累計值為64.68mm；CX06在2013/12/12累計值達報警值，累計值為45.19mm；CX07在2013/12/1累計值達報警值，累計值為49.28mm；CX08在2013/11/29累計值達報警值，累計值為37.02mm；CX09在2013/11/18累計值達報警值，累計值為91.68mm；CX10 在2013/11/18累計值達報警值，累計值為70.75mm；CX12在2014/3/4累計值達報警值，累計值為48.14mm；其他深測孔均顯示正常。選取1號和9號測斜孔代表性的進行分析，繪出其在不同時間段測斜的水平位移值隨深度的變化，如圖2，可以看出不同孔的基坑圍護水平位移具有相似特征，即地下連續墻累計最大位移的區域是隨挖深的不斷增加從基坑上部往基坑下部移動的，且上部與下部的變形差量逐漸增大。連續墻水平方向最大變形發生在基坑的底面附近，即深度15m左右。

圖2 連續墻深層水平位移-深度變化曲線

⑵周邊土體沉降監測結果及分析

對已布設的監測點在未施工前就開始進行監測，設定初始高程和坐標值。直至2014年4月基坑底板澆筑完成時，基坑西側新桂路最大沉降點為CJ14，累積沉降量為10.38mm。基坑東側二層星棚附近最大沉降點為CJ03，累積沉降量為41.03mm。基坑北側振華路最大沉降點為CJ23，累積沉降量為66.83mm。基坑南側建設路最大沉降點為CJ06，累積沉降量為66.04mm。整體監測數據表明，基坑南側與北側部分監測點沉降較大，其中CJ06、CJ07、CJ22、CJ23的沉降值均已達到50mm以上，可能與兩側建筑物較密集有關，應予以重視。將部分監測點至2014年8月17日累計沉降值隨時間變化繪制得到圖3，由圖可以看出這些監測點隨時間變化沉降量是不斷增加的。前3個月由于基坑挖深較淺及第1、2道支撐的澆筑對周圍土體變形有抑制作用的原因，基坑周圍的土體沉降較緩慢。而之后隨著深度增加及開挖速度的加快，累計沉降速率較前期增快，而在2013年12月基坑開挖到底后，周圍土體沉降增長速率依舊很高。2014年4月隨著底板澆筑的完成，此后基坑周圍土體漸漸趨于穩定，沉降速率開始趨于平緩。

圖3 周邊土體沉降-時間變化曲線

4 結語

⑴該基坑主要采用連續墻+深攪拌樁+三道內支撐的支護形式，對基坑周圍土體的地表沉降和水平位移起到了有效控制，而且還加強了基坑底板的抗隆起性。由監測數據可知，盡管一些數據值大于工程所要求的控制值，但是沒有對周邊道路、建筑物造成不利影響。

⑵監測結果表明，從基坑開挖到底到基坑底板的澆筑完成這段時間里，各項監測值的波動仍然很大，說明時間效應對深基坑支護工程的影響不可忽略，在基坑開挖卸載還沒有支撐的情況下，越長時間的暴露，基坑的變形就越大。那么對于一些對變形要求比較嚴格的項目，我們可以考慮使用鋼結構支撐。

⑶地下工程中的深基坑工程較其它普通工程風險要大，所以對監測數據的分析和反饋比較重要。基坑支護結構的位移、沉降都應盡量控制在允許的范圍內。在掌控基坑變形的同時，預測其發展趨勢，必要時調整設計和施工方案，轉被動為主動，使基坑工程更加效率化，經濟化。

［1］沙愛敏，呂凡任，邵紅才.某商業中心深基坑變形監測與分析［J］.施工技術，2014，43(4):101-104．

［2］姚黔貴.城市深基坑變形監測的實施［J］.貴州工業大學學報,2005,34(2):96-99.