施勝挺顧小鋒

(1江蘇商貿(mào)職業(yè)學院 南通 226000 2南通市水利勘測設(shè)計研究院有限公司 南通 226000)

南京某住宅樓深基坑開挖安全監(jiān)測分析

施勝挺1顧小鋒2

(1江蘇商貿(mào)職業(yè)學院 南通 226000 2南通市水利勘測設(shè)計研究院有限公司 南通 226000)

通過對南京某住宅樓深基坑從基坑頂部水平位移、周邊道路管線沉降、周邊建筑物沉降、基坑外水位變化等進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明：基坑頂部水平位移僅一個部位超過報警值；由于基坑所處位置地質(zhì)條件較差，基坑開挖深度較深，對周邊建筑物及道路管線的變形影響較大；深層位移、支撐軸力變化均在允許范圍內(nèi)，從整體上來看，基坑是穩(wěn)定的。

深基坑監(jiān)測；水平位移；沉降變化

1 工程概況

某住宅樓基坑開挖深度約14.5米，三層地下室，支護形式采用三軸深攪樁止水，鉆孔灌注樁擋土加三層鋼筋混凝土內(nèi)支撐?；觽?cè)壁安全等級為一級?；娱_挖涉及土層為填土層、粉砂夾粉土層以及粉土層，底板標高位于粉土層中。場地地形較平坦，對本工程有影響的地下水類型為孔隙潛水，埋深1.01～1.95米，水量豐富，易造成管涌、流砂工程事故。基坑東側(cè)為一棟3層、一棟2層淺基礎(chǔ)低層房屋，距基坑約5米，一棟樁基礎(chǔ)建筑距基坑約10米；基坑南側(cè)為馬臺街，道路中心距基坑約12米；基坑西側(cè)為新模范馬路，道路中心距基坑約25米；基坑北側(cè)為一棟6層樁基礎(chǔ)居民樓，距基坑邊約10米。道路上管線眾多，基坑周邊環(huán)境復雜。

2 監(jiān)測內(nèi)容、方法及監(jiān)測點布置

根據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程、建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，監(jiān)測的主要內(nèi)容包括：（1）支護樁頂圈梁水平位移監(jiān)測（D1-D16）；（2）道路（管線）沉降（R1-R17）；（3）周邊建筑物沉降監(jiān)測（H1-H21）（4）支撐立柱沉/隆觀測（LZ1-LZ7）；（5）坑外地下水位的監(jiān)測（SW1-SW12）；（6）支護結(jié)構(gòu)深層位移監(jiān)測（CX1-CX8）；（7）支撐軸力的監(jiān)測（ZC1-1-ZC3-8）。監(jiān)測點布置見圖1。

本工程水平位移監(jiān)測方法采用小角度法，使用全鉆儀以及配套棱鏡組等進行觀測；沉降監(jiān)測（周邊建筑物沉降、道路管線沉降、立柱沉/?。┎捎枚人疁蕼y量，在基坑周圍選埋4個測量基準點，與沉降觀測點、工作基點構(gòu)成沉降監(jiān)測網(wǎng)，在第一次施測結(jié)束后每兩個月進行一次復測，工作基點的復測周期為每月一次；深層水平位移（測斜）監(jiān)測采用測斜儀進行觀測；支撐軸力監(jiān)測采用合適量程的鋼筋應(yīng)力計；地下水位的監(jiān)測采用SWJ90鋼尺水位儀。

圖1 基坑支護監(jiān)測點平面布置圖

3 監(jiān)測工況及頻率

監(jiān)測工作貫穿基坑土方開挖到地下室側(cè)壁回填的全過程?，F(xiàn)場監(jiān)測于2011年11月11日開始布設(shè)監(jiān)測點并逐步完成初測，至2014年07月01日進行最后一次監(jiān)測，歷時963天。基坑監(jiān)測進程：2011年11月11日～2013年03月05日基坑開挖表層土至第一層支撐澆注完畢階段；2013年03月05日～2013年04月22日基坑開挖第一層支撐以下土方至第二層支撐澆筑完畢；2013年04月22日～2013年07月30日基坑開挖第二層支撐以下土方至第三層支撐澆筑完畢；2013年07月30日～2013年12月07日基坑地板施工；2013年12月07日～2013年12月26日基坑第三層支撐拆除完畢；2013年12月26日～2014年02月20日基坑第二層支撐拆除完畢；2014年02月20日～2014年05月07日基坑第一層支撐拆除完畢；2014年05月07日～2014年07月01日施工至正負零及上部結(jié)構(gòu)施工。由于文章篇幅限制，筆者僅選取若干代表性監(jiān)測點變化情況加以分析。

4 監(jiān)測結(jié)果分析

4.1樁頂水平位移變形分析

圖2為部分代表性監(jiān)測點樁頂水平位移隨時間變化曲線。本次監(jiān)測中，基坑水平位移監(jiān)測點D14的累計水平位移量最大，其累計位移量為35.1mm，略超過報警值（35mm），該點位于基坑南側(cè)，兩棟淺基礎(chǔ)建筑物旁，其余各點變化均小于D14，支護結(jié)構(gòu)總體基本有效的抑制了周邊土體的變形。在土方開挖期間，由于表層土方開挖，土壓力釋放較快，水平位移變化量隨基坑開挖深度的加深而逐步加大，水平位移曲線呈連續(xù)上升的趨勢，水平位移累計變化量持續(xù)增加，變化最大點D10累計值達到21.7mm，變化速率平均0.16mm/d；在底板澆筑完成后，位移曲線逐步收斂，這個時期基坑水平位移逐步減小，這說明墊層和底板的澆筑對抑制水平位移的發(fā)展起到了重要的作用，變化速率穩(wěn)定在0.02mm/d；在支撐拆除階段，應(yīng)力突然釋放，位移量有突變的趨勢，變化量逐步增加，變化速率達到0.5mm/d。支撐拆除后幾天的監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線趨于平穩(wěn)，說明基坑已處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖2 水平位移隨時間變化曲線

4.2沉降變形分析

沉降變形監(jiān)測包括基坑周邊道路沉降監(jiān)測以及周邊建筑物沉降監(jiān)測。圖3為部分基坑周邊道路沉降隨時間變化曲線，其中，道路沉降觀測點R15的累計沉降量最大，其值為28.6mm，未超過報警值（30mm），此點位于基坑西南角上。主要原因是由于基坑開挖初期進行大面積強降水，坑外水位下降變化較大，導致道路沉降點下沉速率加快，基坑外水土平衡后，道路沉降速率有了明顯的減緩，最終整個基坑施工期間未對周邊道路造成大影響。基坑南側(cè)三層建筑沉降觀測點H27的累計沉降量最大，其值為64.4mm，此棟建筑其他沉降觀測點變化同樣較大，分別為H29(60.5mm)、H31(53.5mm)、H28(54.5mm)。這主要是由于建筑物距離基坑較近，且為淺基礎(chǔ)，隨著表層土方開挖并不斷加深，周邊土體固結(jié)沉降，導致地表下沉，建筑物受到影響，但隨著后期底板澆筑完畢后，周邊建筑物沉降趨勢也趨于穩(wěn)定。雖然此棟建筑沉降較大，但其最大差異沉降量H27-H28為1.03‰，低于報警值1.6‰。

圖3 基坑周邊道路和建筑物沉降隨時間變化曲線

4.3深層位移變形分析

圖4表示了在不同工況下基坑CX06監(jiān)測點的測斜曲線，該點位于基坑南側(cè)中部位置。由圖可知，隨著基坑的開挖，水平位移的最大值逐漸下移，深層位移觀測點最大值出現(xiàn)在CX06測點7m深度處其值為44.6mm，未超過報警值（50mm）。曲線在工程開展期間呈“鼓肚型”特點，結(jié)構(gòu)回筑期間受拆撐影響較大，距頂端0～5m范圍內(nèi)位移增大，累計值最終呈現(xiàn)上大下小的狀態(tài)。分析數(shù)據(jù)得知，該基坑在施工過程中深層位移受拆撐影響最大，其他期間屬于正常范圍。

4.4支撐軸力分析

各支撐在土方開挖階段受力值整體持續(xù)增加，當?shù)装鍧仓戤吅筝S力有所平緩甚至下降，底板的澆筑能有效地減小支撐受力。圖5表示了三層支撐軸力最大值的變化情況，如圖所示，一層混凝土支撐軸力最大值發(fā)生在基坑陽角的ZC1-7測點，其值為4345.0kN，未超過報警值(4500kN)；二層混凝土支撐軸力最大值發(fā)生在東北角的ZC2-5測點，其值為6192.3kN，低于報警值（10352 kN）；三層混凝土支撐軸力最大值發(fā)生在西北角的ZC3-1測點，其值為3967.7kN，低于報警值（5756 kN）。說明整個支護結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。

圖4 基坑CX06測斜曲線

圖5 支撐軸力變化曲線

4.5立柱沉隆變形分析

基坑內(nèi)土方開挖導致土層隆起變形，坑底隆起變形導致立柱樁上浮，而豎向荷載會引起立柱樁的下沉。本工程中各沉/隆曲線在土方開挖過程中變化不大，立柱沉/隆最大點為LZ2，其下沉值為9.5mm，遠低于報警值（12.0mm），基坑施工過程中立柱樁比較穩(wěn)定。

4.6基坑外地下水位變化分析

整個觀測期間，基坑在開挖前進行大面積強降水，周邊水位下降變化速率較大最大變化速率達到40mm/d，之后在工程進行過程中，坑外水位隨著坑內(nèi)降水強度的變化而上下起伏?？傮w而言，除基坑南側(cè)SW11、SW12受回灌影響外，基坑土方開挖對坑外地下水位影響較小，變化量處于報警值以內(nèi)。

5 主要結(jié)論

通過對各個監(jiān)測點數(shù)據(jù)的分析，可以得到以下結(jié)論：

（1）水平位移除監(jiān)測點D14的累計水平位移量較大外，其他點均小預警報值，支護結(jié)構(gòu)總體基本有效的抑制了周邊土體的變形。

（2）由于基坑所處位置地質(zhì)條件較差，基坑開挖深度較深，對周邊建筑物及道路管線的變形影響較大，但基坑底板澆筑后周邊建筑物及周邊道路沉降速率均有所減小，說明底板的澆筑對基坑變形能起到很好的抑制作用。

[1] 中華人民共和國行業(yè)標準. JGJ 120-2012建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社. 2012.

[2] 中華人民共和國國家標準. GB 50497-2009 建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].北京： 中國計劃出版社. 2009.

[3]劉國彬, 王衛(wèi)東. 基坑工程手冊（第二版）[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2009

TU473.1

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岑森裕，1990年11月19日，雅化集團三臺有限公司，爆破工程技術(shù)