復雜地質區域深基坑的施工監測分析

周亮 趙瑞霞

摘 要：以某基坑工程為背景，圍繞復雜地質環境下施工監測工作進行探討，確立基坑監測布置方案，并對基坑地表沉降、建筑沉降等多項指標展開監測工作，探尋基坑開挖與時間之間的影響關系，并得出相應的規律曲線，對所得到的曲線圖像進行分析，以便為后續的工程施工提供可行的指導。

關鍵詞：深基坑 沉降監測 地表沉降

在當前城市建設規模持續擴大的背景下，為了進一步緩解地面交通的壓力，地下空間的利用已經成為了目前發展的主流趨勢之一，這一現狀在部分一線大型城市中更為普遍。深基坑開挖是地下工程得以順利開展的基本前提，伴隨著基坑開挖深度的加大，隨之引發了諸多工程問題，在此背景下以何種方法對其進行處理已經成為了工程事業中亟需解決的問題。

1.工程概況

關于本文所探討的基坑工程，項目總長度為28.350km，其由西南方向引出并逐步向東北方向延展。其設置有地下兩層明挖區間，整個區段的施工基于明挖順作法而展開，由此形成厚度為0.8m的地下連續墻。根據地質勘察報告顯示，區域內的地質構成較為復雜，含有大量的粉質黏土以及粉砂，以第四系松散淺層孔隙潛水為主，同時在深度較大的區域還伴隨有一定量的空隙承壓水。

施工場地地質構造的巖層具體產生形狀為單斜狀，勘察施工現場并沒有基巖出露問題，于場地西北角相距150m的基巖處露段，巖層產狀是135°<12°，為硬性結構面，該場地巖體幾乎沒有缺口，具體結構為大塊狀以及層狀，區內和附近地段沒有斷層。按照工程地質現狀可知，場地地層主要構成部分有粉砂巖以及砂巖等。

2.場地影響分析

（1）現場穩定性以及適宜性。按照地質勘察實際報告我們可以了解到，新建建筑場地沒有崩塌以及滑坡等問題，周圍沒有復雜的水文、構造條件，并且沒有斷層通過該地。

（2）新建工程施工對周邊相鄰建構筑物造成的影響。通過進一步對現場進行勘查，可知場地附近有眾多建筑物，以重要高層建筑為主，該地和地下車庫邊線距離比較近，因此開挖地下車庫會對附近的建筑以及管線等帶來不良后果造，所以施工者于平場開挖工作之前，應當利用切合實際的手段支護基坑邊坡，保護附近的管線。

（3）地下水及地表水對建筑物造成的影響

新建施工場地的地貌是剝蝕淺丘，該施工場地并不具備充足的地下水資源，并且雨季雜填土中非常容易出現滯水的問題，因此工作人員應當重視排水工作。

3.基坑監測布置方案

基于對基坑的監測工作，可以明確在后續開挖過程中圍護結構的實際情況，看其是否出現了位移等問題，同時對鋼支撐軸力變化情況進行分析，以所得到的信息為指導確定合適的施工工藝。在本文的基坑工程中，監測所覆蓋的內容較為復雜，最為關鍵的有基坑外地表沉降、建筑物沉降以及連續墻的變形情況。為了推動監測工作的持續進行，提升所得監測結果的可靠性，則需要使用到全站儀、水準儀以及應變計等高精度設備，并設置一定數量的監測點。

3.1監測內容及頻率

按照項目設計圖紙，結合基坑附近環境條件，對該基坑項目工程的以下內容進行適當的監測，主要工期是270d，完成以后由專門工作者對實際運行效果進行監測，監測的時間為2年。筆者在本文僅僅分析基坑開挖和地下結構的監測工作。具體監測內容和次數在表1中有所展示。

3.2基坑外地表沉降監側

伴隨著基坑開挖工作的持續進行，極其容易對基坑外側的土體造成影響，即在應力場的變化下會引發沉降等現象，而不同深度所產生的影響也不盡相同，通常來說，以3倍基坑開挖深度表現得最為明顯。要求任何一個開挖段都需要設置一組測量斷面，且在垂直基坑方向2倍開挖深度范圍內所設置的觀測點數量應達到5個。關于斷面的設置規則，以50m為間距進行，其需要與墻體的測斜孔一一對應，各個斷面點的間距應控制在5m，在5個點的共同作用下形成了一個完整的斷面。

3.3基坑外水位觀側

設置地下水位觀測孔，需要沿著基坑周邊進行布設，各孔之間的距離以40～50m為宜，以基坑開挖深度為基準，在其1m以下為宜。

3.4建筑物監側點

基坑施工容易引發建筑沉降等不良問題，無論是大規模沉降還是不均勻沉降，二者均會對建筑物的安全性造成影響，為了更好的掌握周邊建筑物的實際情況，有必要通過布設監測點來獲得對建筑物的影響程度，在此基礎上做好參數調整工作，從而創建出安全的施工環境。

3.5地下連續墻墻頂變形

關于地下連續墻墻頂變形問題，也需要借助于監測點來獲得其實際情況，無論是地下連續墻的垂直還是水平方向，都需要設置一定數量的監測點。

3.6支撐軸力監側

在展開基坑開挖或者是主體結構施工的過程中，必須進行支撐軸力監測，由此明確支撐軸力的變動情況，綜合考慮到圍護結構的位移，圍繞支撐結構的安全性展開相關的評估工作。關于支撐軸力監測點的設置，需要在24m以內至少有一組墻體設置有監測點，同時還需要滿足兩個開挖段有一組支撐軸力監測點的基本原則。另外還需要在支撐結構上增設鋼筋應力計斷面，且以對稱的原則設置4個鋼筋應變計，此后在鋼支撐上增設一個反力計。

4.監測成果及分析

4.1監測成果

基坑抗滑樁施工、基坑開挖及地下結構施工期間，周邊地表、管線及建筑各監測點整體差異沉降較小，變形曲線較為平緩、變化均勻，在地下結構施工完成后，各點位沉降變化逐漸趨于穩定，說明抗滑樁對基坑施工控制周邊附屬設施及結構變形具有重要的工程意義，但基坑開挖時期周邊地表沉降監測點位JF04和JF13存在沉降急劇增大現象，最大變化達16.62mm，對監測點位造成破壞。JF04位于基坑東側抗滑樁外地表、JF13位于基坑北側抗滑樁外地表，根據現場情況及施工進度分析，該點位沉降突變主要是由于擋板工程施工相對滯后造成樁間上體流失引起，施工單位及時采取措施，使得上體流失得到有效控制，并對監測點位進行恢復，隨后繼續測量工作。周邊地表、管線及建筑豎向位移如圖1所示。

4.2成果建議

（1）由于地表沉降以及墻體位移等現象在持續發生，必須縮短基坑的暴露時間。

（2）在進行基坑開挖作業時需考慮到“時空效應”的影響，需要遵循隨挖隨撐的基本原則。

（3）應選取合適的天氣進行開挖作業。當遇到大暴雨天氣時，則需要加強對水位的觀測，且需要關注土體的坡度，盡可能降低對降水井所產生的不良影響。

（4）受基坑開挖深度的影響，無論是基坑水位、建筑沉降還是鋼支撐軸力等都會隨之受到影響，因此在觀測過程中需要對彼此間的相關性進行分析，對其內部規律進行總結，以便更好地采取相關解決措施。

5.結束語

綜上所述，在進行地鐵基坑開挖作業時，必須做好對基坑工程的監測工作，由此實現信息化施工。以監測數據為指導，有效的控制基坑支護變形，為整個地鐵工程的施工創設出穩定的環境。

參考文獻：

[1]庹惠斌，邢海青.復雜環境下深基坑工程監測工作研究[J].建設監理，2018（12）：20-23+83.

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