某基坑工程監(jiān)測控制分析研究

文/李 壯 張 燁 陳根全 王月香

基坑監(jiān)測不僅能進(jìn)一步優(yōu)化基坑工程設(shè)計，而且還可及時發(fā)現(xiàn)并處理問題，為基坑施工提供一定的安全保障，應(yīng)在工程實踐中得到足夠重視。蘇州屬于典型的軟土地區(qū)，有著較大厚度的第四系覆蓋層。前人已對該地區(qū)采用地下連續(xù)墻、咬合樁及SMW 工法樁圍護(hù)形式的基坑變形進(jìn)行過一些研究［1］，但采用其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑變形研究較少。本文以蘇州金閶新城體育館基坑為工程背景，通過對該基坑變形與沉降等項目的現(xiàn)場監(jiān)測，研究了蘇州地區(qū)采用放坡與土釘圍護(hù)支護(hù)的方形深基坑的一些安全施工問題，為以后蘇州類似基坑監(jiān)測工作提供一定的補(bǔ)充與參考。

1 工程概況

蘇州金閶新城體育館工程基坑周長為892 m，面積為16974 m2，建筑±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高4.000 m，場地標(biāo)高整平為3.000 m，開挖深度5.05 m。

基坑北側(cè)與東側(cè)緊鄰用地紅線，西側(cè)為空地，南側(cè)緊鄰駁岸河道，周邊環(huán)境要求較高。基坑?xùn)|、西、南側(cè)均采用放坡的圍護(hù)形式，北側(cè)采用放坡+土釘支護(hù)的形式。

2 基坑監(jiān)測

基坑監(jiān)測項目包括：坡頂豎向水平位移、周邊道路建筑沉降、河道駁岸豎向水平位移、坑外地下水位。見圖1和表1。

圖1 監(jiān)測點(diǎn)平面布置

表1 監(jiān)測報警值

3 監(jiān)測結(jié)果分析

自2017年3月8日開始監(jiān)測，最后一次監(jiān)測日期為2017年8月12日，共監(jiān)測118 次，2017年8月13日基坑基本回填至±0.00。

3.1 坡頂豎向位移

坡頂豎向位移監(jiān)測共布設(shè)35個測點(diǎn)，編號分別為PD1～PD35，選取部分測點(diǎn)進(jìn)行坡頂豎向位移時程曲線分析，見圖2。

圖2 坡頂豎向位移時程曲線

由圖2 可以看出：基坑開挖過程中各測點(diǎn)的坡頂豎向位移均表現(xiàn)為下沉；開挖結(jié)束后豎向位移變化逐漸減弱，底板澆筑結(jié)束趨于穩(wěn)定。坡頂豎向位移累計變化量和變化速率的最大點(diǎn)位均為PD1，分別為8.95 mm 和0.31 mm/d，均未超出報警值。坡頂豎向位移變化處于可控范圍。

3.2 坡頂水平位移

坡頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)為PD1～PD35，選取部分有代表性的測點(diǎn)進(jìn)行水平位移時程曲線分析，見圖3。

圖3 坡頂水平位移時程曲線

由圖3可以看出：隨著基坑土方開挖，圍護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)水平位移變化明顯；基坑開挖結(jié)束后，水平位移變化逐漸減弱，底板澆筑結(jié)束趨于穩(wěn)定。累計水平位移和變化速率變化量的最大點(diǎn)均為PD1，分別為14.6 mm 和0.24 mm/d，未超出規(guī)定的報警值。基坑坡頂水平位移變化處于可控范圍。

3.3 周邊道路沉降

周邊道路沉降監(jiān)測點(diǎn)為DL1～DL4，其監(jiān)測結(jié)果見圖4。

圖4 周邊道路沉降時程曲線

由圖4看出：隨著基坑土方開挖，周邊道路管線地表沉降增加變化較為明顯，之后變化逐漸減弱并最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)；DL1、DL2與DL3測點(diǎn)沉降量在2017年7月25日—2017年7月31日期間變化較大。這3個測點(diǎn)鄰近基坑?xùn)|側(cè)坑外地下水位測點(diǎn)SW8，而SW8測點(diǎn)此期間因基坑降水導(dǎo)致地下水位下降較大，基坑周邊土體孔隙水壓力發(fā)生較大變化，從而引起周邊道路產(chǎn)生較大沉降。DL1與DL2測點(diǎn)分別為道路沉降量與沉降速率的最大點(diǎn)位，達(dá)到10.04 mm 和0.18 mm/d，未超出規(guī)定的報警值。基坑周邊道路沉降變化處于可控范圍。

現(xiàn)場巡視表明，在整個監(jiān)測期間，周邊道路管線地表未出現(xiàn)明顯變形或裂縫。

3.4 周邊建筑沉降監(jiān)測結(jié)果分析

基坑周邊建筑沉降監(jiān)測點(diǎn)為JZ1、JZ2，其監(jiān)測結(jié)果見圖5。

由圖5可以看出，隨著基坑的開挖，周邊建筑的沉降變化趨勢與周邊道路沉降變形基本一致。JZ1 與JZ2 測點(diǎn)分別是周邊建筑沉降量與沉降速率最大點(diǎn)位，分別達(dá)到6.53 mm 和0.27 mm/d，未超出規(guī)定的報警值。基坑周邊建筑沉降變化處于可控范圍。

圖5 周邊建筑沉降時程曲線

3.5 河道駁岸豎向位移

河道駁岸豎向位移監(jiān)測點(diǎn)為HD1～HD9，選取部分有代表性的測點(diǎn)的駁岸累計豎向位移監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析，見圖6。

圖6 河道駁岸豎向位移時程曲線

由圖6可以看出，隨著基坑土方開挖，駁岸豎向位移變化較為明顯，之后變化逐漸減弱并最終趨于穩(wěn)定。HD4 測點(diǎn)為豎向位移變化量和變化速率的最大點(diǎn)位，分別達(dá)到2.97 mm 和0.08 mm/d，未超出規(guī)定的報警值。駁岸豎向位移變化處于可控范圍。

現(xiàn)場巡視表明，在整個監(jiān)測期間，河道駁岸未出現(xiàn)明顯變形或裂縫。

3.6 河道駁岸水平位移

駁岸水平位移監(jiān)測點(diǎn)為HD1～HD9，選取部分有代表性的測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測結(jié)果分析，見圖7。

由圖7 可以看出，HD4 測點(diǎn)為駁岸水平位移變化量與變化速率的最大點(diǎn)位，分別達(dá)到8.8 mm 和0.2 mm/d，未超出規(guī)定的報警值。河道駁岸水平位移處于可控范圍。

圖7 河道駁岸水平位移時程曲線

現(xiàn)場巡視表明，在整個監(jiān)測期間，河道駁岸未出現(xiàn)明顯變形或裂縫。

3.7 坑外地下水位

坑外地下水位測點(diǎn)為SW1～SW13，選取部分有代表性的測點(diǎn)進(jìn)行坑外地下水位變化時程曲線分析，見圖8。

圖8 坑外地下水位變化時程曲線

由8圖看出，隨著土方的開挖及坑內(nèi)持續(xù)降水，坑外地下水位表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢，底板澆筑后水位最終趨于穩(wěn)定。SW12測點(diǎn)為坑外地下水位變化量與變化速率最大點(diǎn)位，分別達(dá)到770 mm和330 mm/d，未超出規(guī)定的報警值。坑外地下水位變化處于可控范圍。

本基坑降水為敞開式降水，圍護(hù)結(jié)構(gòu)中未設(shè)止水帷幕。一般來說，地下水位的變化會受到大氣降水和施工降水等因素的影響。

4 結(jié)論

通過對蘇州金閶新城體育館基坑工程進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測分析，研究了蘇州地區(qū)采用放坡與土釘支護(hù)的方形深基坑的一些安全施工問題，主要得出以下幾點(diǎn)結(jié)論和建議：

1）蘇州金閶新城體育館基坑工程監(jiān)測各項目在整個監(jiān)測期間均未超出規(guī)定報警值，所有項目變化均表現(xiàn)為正常狀態(tài)，說明放坡+土釘?shù)闹ёo(hù)形式對本工程是適用的；

2）隨著基坑的開挖，其變形沉降前期變化表現(xiàn)不明顯，中期較明顯，后期逐漸減弱并最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)；

3）通過分析地表沉降數(shù)據(jù)，在監(jiān)測后期2017年7月25日—31日期間，周邊道路沉降點(diǎn)DL1、DL2與DL3出現(xiàn)異常增大變化，原因分析為基坑降水導(dǎo)致地下水位變化較大造成。

因此，在深基坑開挖施工過程中，需做好基坑的防水與地下水位變化控制工作并且要時刻注意觀察基坑周邊地表的沉降變化情況，防止因基坑降水處理不當(dāng)而導(dǎo)致地表沉降變形過大。