原 濤（北京市地質(zhì)工程勘察院，北京100048）

北京某深基坑變形監(jiān)測方法實例分析

原 濤
（北京市地質(zhì)工程勘察院，北京100048）

目前國家和相關(guān)部門加強了對深基坑變形監(jiān)測的重視，深基坑變形監(jiān)測的監(jiān)測原理和監(jiān)測方法得到了一定的研究和發(fā)展。本文以北京某深基坑工程為研究對象，根據(jù)基坑周邊環(huán)境、工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件，依據(jù)相關(guān)規(guī)范并結(jié)合基坑特點制定了基坑變形監(jiān)測方案，描述了基坑監(jiān)測的各個監(jiān)測項目的內(nèi)容以及各監(jiān)測點的點位分布情況，對基坑土釘墻坡頂水平位移、土釘墻坡頂豎向位移、護坡樁坡頂水平位移、護坡樁坡頂豎向位移、深層水平位移、土釘及錨桿拉力、地下水位的監(jiān)測方法及監(jiān)測結(jié)果進行了分析。結(jié)果表明，本基坑監(jiān)測項目和方法適當(dāng)，能夠真實準(zhǔn)確地反映基坑的變形情況，基坑變形存在一定的規(guī)律性，其監(jiān)測方法和變形規(guī)律，對其他深基坑變形監(jiān)測的實施和研究，具有一定的參考價值和意義。

深基坑；變形監(jiān)測；變形分析

1　工程概況

1.1工程簡介

本工程位于北京市朝陽區(qū)百子灣地區(qū)，建設(shè)場地呈矩形，南北長約400m，東西寬約340m，總用地面積約為136916m2。本工程以住宅、配套公建及地下車庫為主，主要包括11棟住宅樓、4套配套公建、1個地下車庫。周邊建筑物已拆遷完畢，無建筑物，場地空曠。

1.2工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件

根據(jù)工程地質(zhì)勘查報告，建設(shè)場區(qū)按成因年代分為人工堆積層、新近沉積層和一般第四紀(jì)沖洪積層3大類，按地層巖性進一步分為8個大層。 建設(shè)場地內(nèi)的潛水普遍分布，含水層主要為細(xì)砂④層，透水性較好，由于受場地挖土施工致使地面標(biāo)高變化的影響，地下水埋深差別較大，水位埋深為3.50～16.30m，靜止水位標(biāo)高為19.26～21.67m?？辈炱陂g承壓水也是普遍分布，含水層主要為中細(xì)砂⑥層，水頭高度為一般為3～5m，最大水頭高度可達(dá)7m左右。受挖土施工導(dǎo)致的地面標(biāo)高變化影響，承壓水水位埋深差別較大，水位埋深為12.30～24.00m，靜止水位標(biāo)高為11.11～12.98m。隨上部隔水層粉質(zhì)粘土⑤層的厚度及標(biāo)高變化，其承壓性隨之變化，總體上西北部承壓性水頭稍高，東南部略低。

2　基坑支護方案及監(jiān)測項目

2.1基坑支護方案

為節(jié)約施工空間，保護臨近構(gòu)筑物和地下設(shè)施，減少基底回彈，利用支護結(jié)構(gòu)進行地下水控制，需選擇有效的支護方式（李奮強，2005）。本工程基坑開挖深度約為16m，其中基坑北側(cè)上部1.1m采用放坡掛網(wǎng)噴砼支護，下部采用護坡樁+錨桿的支護形式，基坑?xùn)|側(cè)、南側(cè)和西側(cè)分別采用上部7.50m土釘墻，下部護坡樁+錨桿的支護形式。根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）規(guī)定，本基坑為一級基坑。

2.2監(jiān)測項目

綜合考慮本工程的地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，以及基坑周邊環(huán)境對監(jiān)測項目的影響，并依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，確定本基坑的監(jiān)測項目為：①基坑土釘墻坡頂水平位移監(jiān)測；②基坑土釘墻坡頂豎向位移監(jiān)測；③基坑護坡樁樁頂水平位移監(jiān)測；④基坑護坡樁樁頂豎向位移監(jiān)測；⑤基坑深層水平位移監(jiān)測；⑥土釘及錨桿拉力監(jiān)測；⑦基坑地下水位監(jiān)測；⑧現(xiàn)場巡視檢查。

根據(jù)基坑工程的受力特點及由基坑開挖引起的基坑結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境的變形規(guī)律（夏才初等，2001），布設(shè)各監(jiān)測項目的監(jiān)測點，如圖1所示。

圖1　基坑監(jiān)測點布設(shè)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the monitoring points

3　監(jiān)測點的布設(shè)及監(jiān)測方法

3.1水平、豎向位移監(jiān)測

本工程按照《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）中第5條監(jiān)測點布置的具體相關(guān)要求共布設(shè)土釘墻坡頂水平、豎向位移一體監(jiān)測點100個，編號為PD001～PD100，護坡樁樁頂水平、豎向位移一體監(jiān)測點98個，編號為S001～S090，SJ01～SJ08，北側(cè)暗溝及地表沉降監(jiān)測點26個，編號為D01～D26。具體埋設(shè)方法為在土釘墻坡頂和護坡樁樁頂較為穩(wěn)固的地方用沖擊鉆鉆出深約20cm的孔，用稀釋的水泥漿填充，最后垂直放入強制對中裝置，頂部用工具抹平。

本工程基坑水平位移使用Leica TC1201 1″級電子全站儀進行觀測，采用極坐標(biāo)法進行監(jiān)測，如圖2所示。豎向位移使用Trimble Dini 12電子水準(zhǔn)儀進行觀測，采用往返測進行監(jiān)測，如圖2所示。在測量過程中，嚴(yán)格按照《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）中第6.2水平位移監(jiān)測和6.3豎向位移監(jiān)測的具體相關(guān)技術(shù)規(guī)范進行作業(yè)，保證測量精度。

3.2深層水平位移監(jiān)測

采用數(shù)字式CX-901E 型測斜儀進行深層水平位移監(jiān)測。具體測量方法：①用模擬測頭檢查測斜管導(dǎo)槽；②使測斜儀測讀器處于工作狀態(tài)，將測頭導(dǎo)輪插入測斜管導(dǎo)槽內(nèi)，緩慢地下放至管底，然后由管底自下而上沿導(dǎo)槽全長每隔0.5m讀一次數(shù)據(jù)，記錄測點深度和讀數(shù)。測讀完畢后，將測頭旋轉(zhuǎn)180°插入同一對導(dǎo)槽內(nèi)，以上述方法再測一次，測點深度與第一次相同。③每一深度的正反兩讀數(shù)的絕對值宜相同，當(dāng)讀數(shù)有異常時應(yīng)及時補測。本工程共布設(shè)10個深層水平位移監(jiān)測點。

3.3土釘及錨桿拉力監(jiān)測

采用采用MSJ-3型錨索測力計和608A型振弦讀數(shù)儀進行土釘及錨桿拉力監(jiān)測。具體測量方法：在錨桿加鎖之前按照技術(shù)規(guī)定把錨桿拉力計套在錨桿頂端，把拉力計的電纜引至方便正常測量的位置，然后用鎖扣鎖上固定，并進行拉力計的初始頻率的測量，必須記錄在案，以后即可按要求開始正常測量。本工程共布設(shè)12個土釘及錨桿拉力監(jiān)測點，分為上下2排，6個斷面。

3.4地下水位監(jiān)測

采用電測水位儀進行地下水位監(jiān)測。具體測量方法：按四等水準(zhǔn)對水位觀測井的井口固定點進行高程測定，每次測量井口固定點至地下水水面豎直距離兩次，當(dāng)連續(xù)兩次靜水位測量數(shù)值之差不大于±1CM/10M時，將兩次測量數(shù)值及其均值進行記錄，根據(jù)記錄值進行水位高程的計算，本次水位高程和上次水位高程的差值就是地下水位的變化量。本工程共布設(shè)8個地下水位監(jiān)測井。

4　監(jiān)測成果分析

通過獲取實時監(jiān)測數(shù)據(jù)資料，并對監(jiān)測結(jié)果進行處理、分析，準(zhǔn)確判斷基坑的變化趨勢，確?；蛹爸車h(huán)境的安全（羅順飛等，2012；黃志全等，2014；楊雪濤等，2014；劉浩等，2015）。由于本工程數(shù)據(jù)量較大，本文只對各監(jiān)測項的累計變化最大值進行分析。

4.1土釘墻坡頂水平位移監(jiān)測

圖2　水平、豎向位移監(jiān)測Fig.2 Horizontal and vertical displacement monitoring

從監(jiān)測成果表中的數(shù)據(jù)可以看出：截止到2014年7月15號，土釘墻坡頂水平位移累計變化最大值為14.5mm，未達(dá)到設(shè)計報警值，該點為PD009監(jiān)測點，其位于本基坑北側(cè)邊坡東部區(qū)域，其變化曲線見圖3。

從圖3可以看出：監(jiān)測點PD009相關(guān)區(qū)域在整個監(jiān)測過程中其變化前期呈緩慢變大，中期呈現(xiàn)上下波動，后期呈趨于平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，整個監(jiān)測過程中變化值均未達(dá)到設(shè)計報警值，該區(qū)域邊坡發(fā)展態(tài)勢良好，邊坡安全。

4.2土釘墻坡頂豎向位移監(jiān)測

從監(jiān)測成果表中的數(shù)據(jù)可以看出：截止到2014 年7月15號，土釘墻坡頂豎向位移累計變化最大值為24.4mm，未達(dá)到設(shè)計報警值，該點為PD010監(jiān)測點，其位于本基坑北側(cè)邊坡東部區(qū)域，其變化曲線見圖3。

從圖3可以看出：監(jiān)測點PD010相關(guān)區(qū)域在整個監(jiān)測過程中其變化前期呈緩慢增加，中期呈現(xiàn)上下波動并增大，后期呈趨于平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，整個監(jiān)測過程中變化值均未達(dá)到設(shè)計報警值，該區(qū)域邊坡發(fā)展態(tài)勢良好，邊坡安全。

圖3　各監(jiān)測項累計變化最大值變化曲線圖Fig.3 Curve chart of the cumulative change maximum of various monitoring items

4.3護坡樁樁頂水平位移監(jiān)測

從監(jiān)測成果表中的數(shù)據(jù)可以看出：截止到2014 年6月30號，護坡樁樁頂水平位移累計變化最大值為14.1mm，未達(dá)到設(shè)計報警值，該點為S084監(jiān)測點，其位于本基坑西側(cè)邊坡北部區(qū)域，其變化曲線見下圖3。

從圖3可以看出：監(jiān)測點S084相關(guān)區(qū)域在整個監(jiān)測過程中其變化前期呈緩慢變大，中期呈現(xiàn)上下波動并增大，后期呈趨于平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，整個監(jiān)測過程中變化值均未達(dá)到設(shè)計報警值，該區(qū)域邊坡發(fā)展態(tài)勢良好，邊坡安全。

4.4護坡樁樁頂豎向位移監(jiān)測

從監(jiān)測成果表中的數(shù)據(jù)可以看出：截止到2014 年6月30號，護坡樁樁頂豎向位移累計變化最大值為8.9mm，未達(dá)到設(shè)計報警值，該點為S040監(jiān)測點，其位于本基坑?xùn)|側(cè)邊坡中部區(qū)域偏南，其變化曲線見圖3。

從圖3可以看出：監(jiān)測點S040相關(guān)區(qū)域在整個監(jiān)測過程中其變化前期呈緩慢變大，中期和后期呈現(xiàn)上下波動、平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，整個監(jiān)測過程中變化值均未達(dá)到設(shè)計報警值，該區(qū)域邊坡發(fā)展態(tài)勢良好，邊坡安全。

4.5深層水平位移監(jiān)測

從監(jiān)測成果表中的數(shù)據(jù)可以看出：截止到2014 年7月30號，深層水平位移累計變化最大值為5.17mm，未達(dá)到設(shè)計報警值，該點為4號監(jiān)測點，深度為11.5m，其位于本基坑北側(cè)邊坡東部區(qū)域，其變化曲線見圖3。

從圖3可以看出：監(jiān)測點4—11.5該區(qū)域在整個監(jiān)測過程中其變化前期呈快速變大，中期呈先平穩(wěn)發(fā)展，后呈“V”形狀發(fā)展，最后又平穩(wěn)發(fā)展，后期呈快速變大的發(fā)展態(tài)勢，整個監(jiān)測過程中變化值均未達(dá)到設(shè)計報警值，該深度區(qū)域邊坡發(fā)展態(tài)勢良好，邊坡安全。

4.6土釘及錨桿拉力監(jiān)測

從監(jiān)測成果表中的數(shù)據(jù)可以看出：截止到2014 年6月30號，土釘及錨桿拉力監(jiān)測最大拉力值為189.39KN，未達(dá)到設(shè)計報警值，該點為第一排M05監(jiān)測點，其位于本基坑西側(cè)邊坡中部區(qū)域，其變化曲線見下圖3。

從圖3可以看出：監(jiān)測點第一排M05相關(guān)區(qū)域在整個監(jiān)測過程中其拉力值前期呈緩慢變大，中期和后期趨于平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，整個監(jiān)測過程的拉力值均未達(dá)到設(shè)計報警值，該區(qū)域邊坡發(fā)展態(tài)勢良好，邊坡安全。

4.7地下水位監(jiān)測

從監(jiān)測成果表中的數(shù)據(jù)可以看出：截止到2014 年7月30號，地下水位監(jiān)測累計變化量最大值為28.5cm，在正常變化范圍之內(nèi)，該點為4號井，其位于本基坑北側(cè)邊坡東部區(qū)域，其變化曲線見圖3。

從圖3可以看出：監(jiān)測點4號井在整個監(jiān)測過程中其累計變化量前期呈快速增大，中期呈緩慢減小，后期逐步趨于平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，整個監(jiān)測過程中累計變化量的變化均在正常范圍內(nèi)，邊坡安全。

5　結(jié)論

（1）在基坑監(jiān)測過程中，本工程基坑的各監(jiān)測項目監(jiān)測點的變化量均在正常變化范圍之內(nèi)，基坑護坡及支護均未發(fā)生過大位移和變形，基坑整體變形情況良好，未出現(xiàn)異常情況，基坑狀態(tài)穩(wěn)定，安全狀態(tài)良好。

（2）基坑的土釘墻坡頂水平位移與豎向位移變化趨勢以及護坡樁樁頂水平位移與豎向位移變化趨勢基本一致?？偟淖兓厔轂榍捌诰徛兇螅衅谏舷虏▌硬⒃龃?，后期趨于平穩(wěn)。

（3）季節(jié)的變化、降雨量的多少是引起水位變化的重要因素。止水帷幕的質(zhì)量是防止基坑涌水涌沙的重要保障。

（4）基坑一旦開挖，支護結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變都會不斷變化。本次監(jiān)測工作方法適當(dāng)，較準(zhǔn)確的反映了基坑和周邊環(huán)境的變形情況，并及時向有關(guān)單位和部門反饋了相關(guān)的變形監(jiān)測信息，順利完成了本工程的基坑監(jiān)測工作。

［1］李奮強. 基坑土釘支護的數(shù)值模擬及其預(yù)報系統(tǒng)［D］. 中南大學(xué)，2005.

［2］夏才初，潘國榮. 土木工程監(jiān)測技術(shù)［M］. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001：97～99.

［3］羅順飛，張建龍，趙慶強. 廣州石牌東商業(yè)大廈基坑支護工程監(jiān)測分析［J］. 水利與建筑工程學(xué)報，2012，10（4）：121～126.

［4］黃志全，李宣，王安明，等. 鄭州市某建筑深基坑監(jiān)測［J］. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報，2014，35（1）：51～55.

［5］ 楊雪濤，曹雪山. 深基坑圍護結(jié)構(gòu)水平位移變形分析［J］. 施工技術(shù)，2014，43（13）：51～55.

［6］劉浩，楊銳，張大軍，等. 廣州某工程基坑變形監(jiān)測及分析研究［J］. 水利與建筑工程學(xué)報，2015，13（1）：167～170.

Analysis on Deformation Monitoring of a Deep Foundation Pit in Beijing

YUAN Tao
（Beijing Institute of Geological & Prospecting Engineering， Beijing， 100048）

At present， the state and the relevant departments have strengthened the deformation monitoring of deep foundation pit， the deformation monitoring principle and method of the deep foundation have been studied and developed. As the research object of a deep foundation pit in Beijing， the monitoring plan was scheduled according to the specifications and characteristics of the foundation by considering the surrounding environment， geological and hydrological condition. The contents of each monitoring project and the distribution of the monitoring points are described. And the monitoring method and data of the horizontal and vertical displacement of the top of soil nailing wall， horizontal and vertical displacement of the top of slope protection pile， deep horizontal displacement，bolt pulling force， and the underground water levels were analyzed. The results suggest that the monitoring project and method are appropriate， the deformation of the foundation pit has a degree of regularity， and the monitoring method and deformation law have a certain reference value and significance.

Deep foundation pit； Deformation monitoring； Deformation analysis

TU753

A

1007-1903（2016）01-0052-05

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.01.011

原濤（1986- ），男，碩士，工程師，主要從事基坑監(jiān)測和工程測量研究工作。電子郵箱：yt-533@163.com。