王洪偉

(遼寧有色勘查研究院，遼寧沈陽 110013)

0 引言

20世紀初，深基坑工程逐漸出現(xiàn)，利用監(jiān)測儀器對基坑進行監(jiān)測在基坑工程中得到了初步應用，到70年代初期，挪威的奧斯陸和墨西哥率先利用儀器對軟土深基坑工程中進行系統(tǒng)的監(jiān)測，日本、美國等一些發(fā)達國家頒布了相應的基坑監(jiān)測規(guī)范，國外到90年代時就已經(jīng)出現(xiàn)了電腦監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了監(jiān)測自動化［1-3］。但在國內(nèi)，由于經(jīng)濟、技術等方面水平有限，尤其是計算機技術的落后，近十年來，建筑基坑安全監(jiān)測逐漸重視。高華東等［4］首次對護坡樁實行應力監(jiān)測及位移監(jiān)測，研究了護坡樁的受力狀態(tài)及工作機理，對護坡樁實行應力及位移監(jiān)測;此后，姜忻良［5］、彭社琴等［6］分別對基坑開挖過程中支護結構的水平位移進行了研究，認為基坑周邊建筑物和地表的主要影響因素是基坑內(nèi)外地下水位的變化;郭玟等［7］對復雜環(huán)境下深基坑工程進行了監(jiān)測分析，研究得出支護結構能夠有效保護基坑周邊建筑物、道路及管線的變形?；诖耍疚囊陨蜿柋闭救朔拦こ躺罨庸こ虨檠芯繉ο?，基于基坑穩(wěn)定性及周圍土體變形理論，通過對基坑開挖過程進行系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測和實測數(shù)據(jù)分析，開展復雜條件下深基坑變形監(jiān)測研究，以期得到圍護樁的最大水平位移和地表最終沉降量等參數(shù)，為今后復雜條件下的深基坑工程提供可靠的理論依據(jù)，具有重要的理論價值和工程實踐意義。

1 工程概況

沈陽北站綜合交通樞紐改擴建工程的地下新建工程包括四個新建車庫及一條人行過街地道，以下稱四個車庫為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ區(qū)工程，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ區(qū)工程、人行過街地道位于南廣場，Ⅳ區(qū)工程位于北廣場。其中Ⅰ區(qū)工程位于北站路南側，友好街東側，為地下兩層結構，建筑面積12 327.7 m2，東西向長138.6 m，南北向寬48.2 m，埋深12.05 m，覆土1.5 m，地下 1 層、地下 2 層為社會車停車場，地面層為公交車停車場，地下1層西側與既有地下1層人防工程連通，地下2層北側與Ⅱ區(qū)社會車停車場連通，友好街西側部分為既有人防出入口改造。基坑現(xiàn)場施工如圖1所示。

2 基坑變形監(jiān)測分析

2.1 圍護樁頂位移監(jiān)測

基坑圍護樁頂監(jiān)測是從冠梁澆筑完畢開始，此時基坑已開挖2 m，部分開挖4 m，共累計監(jiān)測54 d。從各監(jiān)測點累計值可以看出，基坑西側及東側的圍護樁頂變形量相對較大，其中，東側水平位移量最大，D8的水平位移累計值達到20.14 mm，西側水平位移值最大達到19.28 mm，北側的最大水平位移達到17.3 mm，南側樁頂位移值達到15.66 mm?；用織l邊圍護樁最大位移均位于基坑中部位置附近，基坑四角的水平位移值相對都比較小，其中D1水平位移最小，只有8.78 mm。基坑四側圍護樁樁頂位移隨時間關系曲線圖如圖2所示。

圖1 基坑現(xiàn)場施工圖

圖2 基坑周邊圍護樁頂水平位移曲線

通過對比監(jiān)測數(shù)據(jù)及位移曲線，可得到以下規(guī)律:1)基坑東側各測點水平位移均較大，主要是因為距離基坑東側5.45 m為時代廣場酒店，地上25層，地下2層，對這一側圍護樁頂?shù)乃轿灰飘a(chǎn)生相對比較大的影響，但各監(jiān)測累計位移值均在預警范圍內(nèi)。2)基坑北兩側各測點水平位移較小，最大值為17.3 mm，最小水平位移值為8.78 mm?；幽媳眱蓚扔幸慌胖睆綖?00 mm的人工挖孔樁，這是20世紀80年代施工的圍護樁，樁長12 m。這兩排老樁對限制基坑的變形起到一定的作用，這是南北兩側圍護樁位移較小的主要原因。3)由圖2可以看出，基坑各個監(jiān)測點在3月～4月中旬變化速率相對較大，最大速率達到1.54 mm/d。此時正值沈陽地區(qū)氣候回暖，坑側凍土逐漸融化，氣溫從－10℃左右升至15℃，因此，在基坑施工過程中，氣溫環(huán)境的影響對基坑的變形是不可忽略，在以后的工程中應當加以重視。

2.2 周邊地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

由于場地的限制，周邊地表沉降監(jiān)測時，對監(jiān)測點進行簡化。簡化后，基坑西側3個監(jiān)測點，南側3個監(jiān)測點，共計6個監(jiān)測點。對基坑周邊地表沉降的監(jiān)測周期比基坑支護結構的監(jiān)測周期要長，從基坑開挖各監(jiān)測點最終沉降隨時間的變化如圖3所示。

通過對圖3基坑周邊地表沉降監(jiān)測點變化曲線分析，可以看出基坑開挖初期，基坑周邊地表沉降較大，隨著支護結構的施工完成，沉降逐漸減小并趨于穩(wěn)定?；游鱾鹊乇碓谕馏w開挖和路面荷載的綜合影響下，最大沉降達到11.93 mm，基坑南側地表沉降相對較小，最大沉降為10.7 mm。

2.3 周邊建筑、地表裂縫觀測

選取時代廣場酒店西側三個監(jiān)測點即J1～J3以及天順超市北側三個監(jiān)測點J6～J8進行分析，總結周圍建筑物在基坑開挖期間的變形特性和規(guī)律，如圖4所示。

圖3 基坑南側地表沉降變化曲線

圖4 基坑周邊建筑物沉降時程曲線

從圖4可以看出，隨著基坑開挖深度的增加，周圍建筑物的沉降先增大后減小到最后逐漸穩(wěn)定。在基坑開挖初期，周圍建筑物沉降變化速率較小，隨著基坑的開挖，沉降逐漸增大。在第一道內(nèi)支撐施工后，建筑物沉降速率有所減小，但在3月份～4月份期間，氣溫回升，基坑周圍凍土融化，周圍建筑的沉降速率又略有增加，但影響不大，這與圍護樁側土壓力、混凝土支撐內(nèi)力以及樁頂水平位移在凍土融化時期的變化不穩(wěn)定是一致的，說明在沈陽地區(qū)，在春季進行基坑的開挖對整個工程的影響是不可忽略的。在這一時期，應增加對基坑的監(jiān)測頻率，在必要時，應該對基坑進行適當加固。

3 結語

以沈陽北站人防工程深基坑工程為研究對象，結合基坑工程穩(wěn)定性和周圍土體變形進行分析，主要結論包括:1)基坑東側中部圍護樁頂在時代廣場酒店的作用下水平位移最大，基坑西側及基坑南側在施工荷載和路面荷載作用下位移小但波動性較大，分析可得建筑物荷載比路面荷載和施工荷載對基坑變形的影響大;2)在基坑開挖過程中，基坑東西側圍護樁側土壓力比南北側的變化速率大，土壓力總體呈減小的趨勢，尤其在春季凍土融化期間，土壓力變化速率較大且不穩(wěn)定，在此期間應增加土壓力的監(jiān)測頻率;3)基坑開挖初期，基坑周邊地表沉降較大，隨著支護結構的施工完成，沉降逐漸減小并趨于穩(wěn)定，建筑荷載的影響小于路面荷載對地表沉降的影響。

［1］桂國慶.深基坑工程的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.工程力學，2000，3(sup):406-412.

［2］陳向東，楊茂忠.信息化施工及其應用［J］.北京工業(yè)大學學報，2001，27(1):57-60.

［3］Rovithakis G A，Gaganis V l，Perrakis S E.Real-time control of manufacturing cells using dynamic neural net works.Automatiea，1999，35(1):139-149.

［4］高華東.北京某深基坑開挖監(jiān)測實例［J］.巖土工程學報，2006，28(z1):1853-1857.

［5］姜忻良，宗金輝，孫良濤.天津某深基坑工程施工監(jiān)測及數(shù)值模擬分析［J］.土木工程學報，2007，40(2):79-84，103.

［6］彭社琴，趙其華.超深基坑土壓力監(jiān)測成果分析［J］.巖土力學，2006，4(27):657-672.

［7］郭 玟，王浩然，翁其平，等.城市狹窄環(huán)境下深基坑工程的設計與監(jiān)測分析［J］.地下空間與工程學報，2009，5(z2):1660-1666.