蔣詠民(廣州大學(xué)土木工程學(xué)院)

佛山某深基坑變形監(jiān)測分析

蔣詠民
(廣州大學(xué)土木工程學(xué)院)

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

深基坑；監(jiān)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(fā)展，同時地下空間的發(fā)展在技術(shù)的進(jìn)步下也蘊(yùn)含著巨大的潛能。當(dāng)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(qiáng)的環(huán)境效應(yīng)，基坑的開挖勢必引起周圍土體應(yīng)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(chǎn)生變形和沉降，這可能導(dǎo)致基坑周邊房屋的開裂破壞，甚至導(dǎo)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(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性,單單根據(jù)地質(zhì)勘察資料和室內(nèi)土工試驗參數(shù)來確定設(shè)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(jīng)驗是不完善的。本文借助佛山某深基坑項目監(jiān)測工程實例，對此深基坑監(jiān)測的目的與項目進(jìn)行了介紹說明，選取部分監(jiān)測項目代表性地進(jìn)行解讀與分析，總結(jié)出一些有益的見解，希望為地區(qū)類似深基坑工程提供有限的寶貴經(jīng)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(shè)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(chǔ)，開挖深度15.59m，周長約360m，設(shè)有地下室4層，底板設(shè)計標(biāo)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(huán)境的穩(wěn)定和變形要求，采用了地下連續(xù)墻+5m寬×5m深攪拌樁作坑內(nèi)加固+三道內(nèi)支撐的支護(hù)形式。地下連續(xù)墻厚800mm，進(jìn)入中風(fēng)化巖深度不少于1m，基坑支護(hù)設(shè)計安全等級為一級，設(shè)計使用年限為1年。

3 基坑監(jiān)測

3.1監(jiān)測目的

深基坑開挖工程較其它普通工程存在著更高的風(fēng)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(huán)境的穩(wěn)定。對深基坑定期監(jiān)測并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，當(dāng)監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)異常變化時應(yīng)及時報告相關(guān)部門，討論制定相應(yīng)的處理措施，對施工的方法進(jìn)行改進(jìn)，必要時對設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整，力求安全化與經(jīng)濟(jì)化。

基坑監(jiān)測的目的如下：

⑴使設(shè)計中所需的各種假設(shè)以及參變量得到實踐的驗證。在信息化手段下，對支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工和基坑的開挖具有引導(dǎo)作用。

⑵異常情況能得到及早發(fā)現(xiàn)。基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)都會因為基坑的開挖而發(fā)生相應(yīng)的應(yīng)力變化和應(yīng)變變化，通過監(jiān)測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，利于相關(guān)部門及時采取相應(yīng)的措施，為周邊建筑及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全提供保障，確保一切處于正常。

3.2監(jiān)測項目

⑴連續(xù)墻頂部沉降及其水平位移的監(jiān)測

基坑的開挖過程中，周圍地層、道路及建筑物位移與支護(hù)系統(tǒng)的位移是有很大內(nèi)在關(guān)聯(lián)的，所以這就使得對基坑開挖深度和相應(yīng)位移變化量關(guān)系的掌握顯得尤為重要。將地下連續(xù)墻水平位移監(jiān)測點布設(shè)在冠梁上。

⑵連續(xù)墻深層水平位移監(jiān)測

采用專業(yè)測斜儀來測量連續(xù)墻在不同深度位置水平方向的變形，在地下連續(xù)墻體內(nèi)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(yīng)大于地下圍護(hù)墻的高度。從所埋管道的最低點開始測量。管道的最底部應(yīng)插至穩(wěn)定土體中。

⑶基坑周邊地下水位監(jiān)測

對基坑外地下水位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，能很好地反映基坑結(jié)構(gòu)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(jiān)測

使用振弦式鋼筋測力計來測量混凝土內(nèi)支撐的支撐軸力。

⑸立柱的沉降監(jiān)測

在柱子所支撐相應(yīng)的支撐梁頂部位置布置監(jiān)測點。

⑹基坑周圍環(huán)境監(jiān)測

對周邊房屋、道路的沉降進(jìn)行監(jiān)測。

3.3部分項目監(jiān)測結(jié)果及分析

表1 工程監(jiān)測項目和預(yù)計工作量統(tǒng)計

圖1 基坑監(jiān)測點分布圖

⑴連續(xù)墻深層水平位移監(jiān)測結(jié)果及分析

監(jiān)測結(jié)果表明基坑北部和南部測斜值較大，應(yīng)引起警戒，并提前做好預(yù)警措施。CX01在2013/11/26累計值達(dá)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(dá)報警值，累計值為68.78mm；CX04在2013/11/25累計值達(dá)報警值，累計值為64.97mm；CX05在2013/11/25累計值達(dá)報警值，累計值為64.68mm；CX06在2013/12/12累計值達(dá)報警值，累計值為45.19mm；CX07在2013/12/1累計值達(dá)報警值，累計值為49.28mm；CX08在2013/11/29累計值達(dá)報警值，累計值為37.02mm；CX09在2013/11/18累計值達(dá)報警值，累計值為91.68mm；CX10 在2013/11/18累計值達(dá)報警值，累計值為70.75mm；CX12在2014/3/4累計值達(dá)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(jìn)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(hù)水平位移具有相似特征，即地下連續(xù)墻累計最大位移的區(qū)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(xù)墻水平方向最大變形發(fā)生在基坑的底面附近，即深度15m左右。

圖2 連續(xù)墻深層水平位移-深度變化曲線

⑵周邊土體沉降監(jiān)測結(jié)果及分析

對已布設(shè)的監(jiān)測點在未施工前就開始進(jìn)行監(jiān)測，設(shè)定初始高程和坐標(biāo)值。直至2014年4月基坑底板澆筑完成時，基坑西側(cè)新桂路最大沉降點為CJ14，累積沉降量為10.38mm?；?xùn)|側(cè)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(cè)振華路最大沉降點為CJ23，累積沉降量為66.83mm?；幽蟼?cè)建設(shè)路最大沉降點為CJ06，累積沉降量為66.04mm。整體監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，基坑南側(cè)與北側(cè)部分監(jiān)測點沉降較大，其中CJ06、CJ07、CJ22、CJ23的沉降值均已達(dá)到50mm以上，可能與兩側(cè)建筑物較密集有關(guān)，應(yīng)予以重視。將部分監(jiān)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(jiān)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(wěn)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(jié)語

⑴該基坑主要采用連續(xù)墻+深攪拌樁+三道內(nèi)支撐的支護(hù)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(qiáng)了基坑底板的抗隆起性。由監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，盡管一些數(shù)據(jù)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(jiān)測結(jié)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(jiān)測值的波動仍然很大，說明時間效應(yīng)對深基坑支護(hù)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(yán)格的項目，我們可以考慮使用鋼結(jié)構(gòu)支撐。

⑶地下工程中的深基坑工程較其它普通工程風(fēng)險要大，所以對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和反饋比較重要?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的位移、沉降都應(yīng)盡量控制在允許的范圍內(nèi)。在掌控基坑變形的同時，預(yù)測其發(fā)展趨勢，必要時調(diào)整設(shè)計和施工方案，轉(zhuǎn)被動為主動，使基坑工程更加效率化，經(jīng)濟(jì)化。

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

［2］姚黔貴.城市深基坑變形監(jiān)測的實施［J］.貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,34(2):96-99.