深基坑支護變形的類別分析及監(jiān)測

曾 波

（廣東海業(yè)巖土工程有限公司，廣東 惠州 516000）

現(xiàn)如今隨著城市化建設(shè)進程的加快，高層建筑、商業(yè)廣場以及地下工程等建設(shè)不斷加快建設(shè)步伐，在這些工程建設(shè)中勢必會應(yīng)用到深基坑支護技術(shù)。深基坑的承載力決定著施工的效果與施工安全，在實際建設(shè)過程中、深基坑的建設(shè)受多種因素影響，如地形、土質(zhì)等，其支護工作具有極大的重要性，在深基坑支護是要時刻警惕深基坑出現(xiàn)變形情況，對深基坑支護的變形監(jiān)測極為重要，是施工安全的前提和重要保障。

1.深基坑變形類別

1.1 墻體變形

當(dāng)深基坑在開挖較淺時，基坑墻體會出現(xiàn)頂部墻體大幅度位移。位移呈現(xiàn)三角形分布轉(zhuǎn)臺，朝向基坑方向水平位移。而在架構(gòu)了深基坑支護結(jié)構(gòu)之后，位移量則保持不變，或是朝向基坑外部逐漸移動。墻體位移是由于基坑開挖時受重力影響，周圍土體向下移動，導(dǎo)致墻體上升，對基坑的穩(wěn)定性造成了巨大的損害。

1.2 基坑底部的變形

一般來說，在深基坑挖掘時會遇到基坑變形情況，在開挖深度不大時在基坑底部中心位置會出現(xiàn)隆起的變形現(xiàn)象；在寬度與深度較大的基坑中，底部會出現(xiàn)中間塌陷，四周隆起的情況；在一些長條形的基坑中，由于寬度較小，出現(xiàn)的隆起情況也會是在中心位置隆起。基坑底部變形對深基坑的穩(wěn)定也有相當(dāng)程度的損害。

1.3 地面沉降

在施工中，常會出現(xiàn)地面沉降情況。在地層土質(zhì)較軟、墻體入土深度較小時，在墻體底部的邊緣與附近會出現(xiàn)地面沉降的現(xiàn)象；而當(dāng)土質(zhì)剛性較強時、墻體入土深度較大時，地面沉降就會發(fā)生在距離墻體有一定位置的位置，具體的距離可以通過計算得出。

1.4 基坑損壞

深基坑的穩(wěn)定是項目安全開展的前提，因此對于其要多加重視。而在實際操作中，由于涉及、施工上的紕漏，常常出現(xiàn)基坑損壞情況，破壞了深基坑的穩(wěn)定。常見基坑損壞情況有：基坑內(nèi)支護支撐不足；放坡設(shè)計過抖，造成雨水侵襲，是基坑土體強度與剛性下降，發(fā)生基坑土體滑落；對維護墻支撐不足，造成墻后地面變形，損害周邊建筑與地下設(shè)施；維護墻自身強度低，承載力不足，造成支護架構(gòu)破壞。

2.深基坑支護工程

本次研究基坑工程項目包含兩棟樓，分別為25層住宅樓與9層的裙樓，地下基坑為四層，面積約10000m2，周長約380m，深度約18m，基坑形狀為不規(guī)則多邊形。根據(jù)地質(zhì)勘探調(diào)查報告，該地工程地質(zhì)情況良好，地下水的深度合理，設(shè)計資料可行，安全性較高，基坑支護結(jié)構(gòu)的安全等級為1級。

工程采用支護結(jié)構(gòu)為排樁加錨索，樁間止水采用單排高壓旋噴樁，支護結(jié)構(gòu)分為四段。如圖，在深基坑開挖前對基坑內(nèi)土體進行降水干燥工作以加固坑內(nèi)土體，在基坑內(nèi)外都設(shè)置水位監(jiān)測孔監(jiān)測維護墻內(nèi)降水對基坑外水位的影響，防止維護墻外地面沉降。

根據(jù)支護設(shè)計要求，工程制定了切實可行的監(jiān)測方案，確定了支護施工期間所需監(jiān)測的內(nèi)容與方法。在工程實施期間對各項工作的監(jiān)測達到176次。

3.深基坑支護變形監(jiān)測

3.1 基準(zhǔn)點與監(jiān)測點的設(shè)置

在基坑影響區(qū)域布設(shè)3個水平、沉降位移基準(zhǔn)點，3個工作基準(zhǔn)點以及22個變形監(jiān)測點，23個周邊建筑、道路沉降監(jiān)測點。基準(zhǔn)點的布設(shè)是用來完成檢查并恢復(fù)深基坑工作基點的可靠性。工作基點的設(shè)置需在3倍的開挖深度之外的穩(wěn)定地區(qū)。基準(zhǔn)點的布設(shè)使用深埋鋼管水準(zhǔn)基點標(biāo)識，監(jiān)測點使用混凝土澆筑的方法。

3.2 基準(zhǔn)網(wǎng)測量

基準(zhǔn)網(wǎng)平面的一級控制點由基準(zhǔn)點與工作基點組成，基準(zhǔn)網(wǎng)圍繞周邊道路組成環(huán)形閉合導(dǎo)線與閉合水準(zhǔn)線，在測試時使用用一級導(dǎo)線與二等水準(zhǔn)精度等級；基準(zhǔn)平面網(wǎng)測量點位按往返測單程雙測站，高程控制點與之相同。

3.3 基坑頂部水平位移監(jiān)測

在進行基坑頂部水平位移監(jiān)測時，水平位移擴展網(wǎng)由監(jiān)測點及其聯(lián)測控制點組成。同級布設(shè)單個目標(biāo)的位移監(jiān)測的控制點與監(jiān)測點。基坑開挖之前用全站儀坐標(biāo)法進行各監(jiān)測點的初始值觀測，水平位移監(jiān)測以初始值為后期觀測數(shù)據(jù)值的基準(zhǔn)。通過本次坐標(biāo)值與上次坐標(biāo)值或初次測量值的差求出監(jiān)測點的位移值與累計位移值。監(jiān)測方法以深基坑工程監(jiān)測技術(shù)的規(guī)范為依據(jù)。

3.4 基坑頂部垂直位移監(jiān)測

垂直位移監(jiān)測點的布設(shè)包括基準(zhǔn)點和變形監(jiān)測點兩種，在監(jiān)測時，先檢查基準(zhǔn)點之間的高差，確定基準(zhǔn)點的穩(wěn)定性，再引測到沉降變形監(jiān)測點，將觀測點與工作基點結(jié)合起來共同組成閉合的水準(zhǔn)路線。一次閉合水準(zhǔn)路線觀測按往返測單程雙測站，后續(xù)監(jiān)測按單程監(jiān)測進行。監(jiān)測工作要嚴格按照國家一二等水準(zhǔn)測量的規(guī)范要求進行。

在進行垂直變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理時首先計算出各沉降點初始的標(biāo)準(zhǔn)高度，本次的沉降量為本次標(biāo)高減去上次標(biāo)高，累計沉降量為本次標(biāo)準(zhǔn)高度減去初始標(biāo)準(zhǔn)高度，計算出各監(jiān)測點的每次沉降量與沉降差、累計沉降量和周期的平均沉降量與沉降速度，以圖表的形式進行數(shù)據(jù)計算與記錄。

3.5 周邊建筑、道路裂縫沉降監(jiān)測

基坑的開挖、降水等因素有可能會使基坑周邊的建筑、道路發(fā)生沉降，造成建筑與道路裂縫。在基坑的挖掘過程中，要注意對周圍建筑與道路沉降的監(jiān)測，確保建筑與道路安全。在基坑開挖之前，應(yīng)當(dāng)對基坑周邊建筑、道路、地形構(gòu)造等進行勘察，監(jiān)測并記錄周邊建筑與道路已有裂縫，測量其分布位置、裂縫走向、裂縫長度與初始深度值等，分析基坑挖掘中可能造成沉降與裂縫擴大等后果，及時監(jiān)測新產(chǎn)生的裂縫，記錄裂縫各項數(shù)據(jù)，分析新生裂縫產(chǎn)生的原因，判斷裂縫發(fā)展的趨勢，做出補救措施。在數(shù)據(jù)分析完成之后上交產(chǎn)權(quán)人簽字，為日后可能出現(xiàn)的事故糾紛提供責(zé)任劃分依據(jù)。

3.6 地下水位監(jiān)測

深基坑需要進行降水疏干工作，同時也受到自然降水等影響，地下水位隨時可能會發(fā)生變化，對于基坑的穩(wěn)定性有一定程度的影響，因此對于地下水位的監(jiān)測十分重要。監(jiān)測時在基坑外圍布設(shè)兩個監(jiān)測點，通過埋設(shè)水位管，預(yù)留水位預(yù)警孔的方式進行監(jiān)測。水位管采用直徑為80mm左右的PVC管，并且將管底密封處理，防止泥沙進入在管道中部鉆出6到8列濾水孔，鉆孔直徑為6mm左右，縱向孔距為50-100mm左右。在水位管的監(jiān)測孔處包扎過濾網(wǎng)。水位管上端不打孔，確保封孔的質(zhì)量。在頂端設(shè)立防護措施，防治雨水、地表水或者雜物進入，同時應(yīng)當(dāng)高出地表一定高度，保證監(jiān)測效果。在水位管布設(shè)出設(shè)立醒目的標(biāo)志，避免施工對其造成損壞。對地下水位的監(jiān)測保證至少每兩天一次，在測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定后測試初始水位，做好記錄。

水位的計算方法：測算出水位的變化值時可以采用水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)測量法，先確定水位管管口高度，水位管內(nèi)水面高度計算公式為：水位管內(nèi)水面高度=水位管管口高度—水位管內(nèi)水面與管口距離；本次水位變化量=本次水位高度—上次水位高度累計水位變化量=本次水位高度-初始水位高度。

3.7 錨索應(yīng)力監(jiān)測

根據(jù)基坑設(shè)計的結(jié)構(gòu)要求，在基坑周圍土體開挖的48小時內(nèi)完成錨索施工。錨索應(yīng)力環(huán)安裝在固定端，安裝時將錨索從測力計中心穿過，測力計處于鋼墊座與工作錨之間。在安裝過程中對錨索計進行監(jiān)測，并從中間向四周加載以免錨索計偏心受力或者過載運轉(zhuǎn)。錨索應(yīng)力的計算公式：應(yīng)力標(biāo)定系數(shù)X（測力計三弦實測頻率的平均值—測力計零點值）=錨索應(yīng)力值；本次錨索應(yīng)力變化量=本次錨索應(yīng)力值—上次錨索應(yīng)力值；累計錨索應(yīng)力變化量=本次錨索應(yīng)力值—初始錨索應(yīng)力值。

4.深基坑監(jiān)測結(jié)果分析

從基坑全部檢測結(jié)果數(shù)據(jù)分析看出，深基坑支護的監(jiān)測點水平、垂直位移變化較小，累計變化值處于控制范圍之內(nèi)；基坑頂部未發(fā)生較大變化；地下水位保持良好，對土體影響可忽略不計；錨索應(yīng)力值監(jiān)測也比較準(zhǔn)確，能夠反映出應(yīng)力變化。對不足地方向施工監(jiān)理單位匯報，提出改進措施，保證了深基坑支護施工安全。

5.總結(jié)

深基坑支護是具有一定規(guī)模的、危險性較大的工程項目。在設(shè)計方案、施工環(huán)境、施工難度等方面多有限制。目前高層建筑以及商業(yè)廣場、地下設(shè)施的建設(shè)使深基坑支護施工越來越復(fù)雜，因此對其進行監(jiān)測尤為重要。在監(jiān)測中藥認真制定監(jiān)測方案，結(jié)合工程項目的實際做好風(fēng)險評估以及緊急預(yù)案，保障施工安全。