張武軍

（上海申元巖土工程有限公司，上海200041）

1 引言

一個(gè)項(xiàng)目的開展、設(shè)計(jì)根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)、變形的要求以及為業(yè)主經(jīng)濟(jì)方面的考慮，設(shè)計(jì)一套安全度較高、施工速度快的支撐體系。我們常見的支撐體系有：地下連續(xù)墻支護(hù)、圍護(hù)排樁支護(hù)、鋼筋混凝土支撐體系、鋼支撐體系、放坡支護(hù)以及簡(jiǎn)單的水平支撐體系等等[2]。

2 寶山區(qū)淞南鎮(zhèn)N12-0102單元03-01地塊項(xiàng)目基坑監(jiān)測(cè)實(shí)例

2.1 工程概況

本工程建設(shè)場(chǎng)地位于寶山區(qū)國(guó)帆路、丁巷宅路、瑞吉路及淞行路合圍地塊內(nèi)，項(xiàng)目用地面積約6.7萬㎡，在建項(xiàng)目總建筑面積約13.4萬㎡，地下建筑面積約8.43萬㎡，地上建筑由1幢16層商務(wù)辦公樓、3幢11～15層小型辦公樓、4幢17～35層公寓式辦公樓，共8幢樓組成，項(xiàng)目整體設(shè)置兩層地下室。本工程平面位置示意圖如圖1。

本工程基坑安全等級(jí)：本工程開挖深度9.25～10.85m，根據(jù)上海市《基坑工程技術(shù)規(guī)范》，基坑工程安全等級(jí)劃分為二級(jí)。

圖1 工程平面位置示意圖

本工程基坑西側(cè)原水管及工作井與基坑最小距離約11.9m，位于1倍開挖深度范圍外，基坑工程環(huán)境保護(hù)等級(jí)劃分為二級(jí)。

2.2 工程圍護(hù)及支護(hù)形式

本工程Ⅰ期基坑圍護(hù)方案：淺層卸土放坡+灌注排樁結(jié)合多軸水泥土攪拌樁止水帷幕+一道水平鋼筋混凝土支撐,支撐平面布置以對(duì)撐+兩個(gè)半圓環(huán)+角撐+邊桁架的形式；淺層卸土2.5m，按1：1.5放坡，基坑南側(cè)設(shè)置7m平臺(tái)，基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)設(shè)置5m平臺(tái)。

Ⅱ期基坑圍護(hù)方案采用：灌注排樁結(jié)合多軸水泥土攪拌樁止水帷幕+兩道水平鋼筋混凝土支撐。

2.3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及重點(diǎn)內(nèi)容

監(jiān)測(cè)工作為實(shí)時(shí)信息反饋，及時(shí)對(duì)施工及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)及驗(yàn)證，而設(shè)計(jì)及施工單位在收到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，又依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)施工方案及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化。通過對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)，能隨時(shí)掌握土層和支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化情況，以及對(duì)坑外土體放坡位移的監(jiān)測(cè)，鄰近建筑物、地下管線和道路的變形情況，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比和分析，隨時(shí)采取必要的技術(shù)措施，以保證在基坑施工過程中，不會(huì)對(duì)圍護(hù)本身及環(huán)境造成不利影響[1]。

2.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

本工程監(jiān)測(cè)周期歷時(shí)17個(gè)月左右。根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將工程劃分為三個(gè)周期：第一周期為樁基施工至首層土方開挖完成；第二周期為土方開挖至底板混凝土澆搗完成；第三周期為地下結(jié)構(gòu)施工至土體回填完成。

2.4.1 墻體測(cè)斜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析（圖2，圖3）

本項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容于2017年2月10日開始，至2017年7月10日大底板混凝土完成施工。從歷時(shí)曲線圖上可以看出，土方開挖打破坑內(nèi)外荷載平衡而引起圍護(hù)體系向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生位移，土方在開挖初期，坑外土壓力的突然釋放，致使各測(cè)點(diǎn)均產(chǎn)生了相對(duì)較大的變形趨勢(shì)，局部點(diǎn)位已達(dá)設(shè)計(jì)累計(jì)報(bào)警值，我方已在第一時(shí)間通知各方，加快施工進(jìn)度，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，最大程度地減小對(duì)圍護(hù)體系的影響。隨著土方開挖的不斷加深，各測(cè)點(diǎn)的最大位移點(diǎn)逐漸下移，位于開挖面以下3～5米，說明基坑開挖過程中隨著深度的不斷加深，墻后主動(dòng)土壓力在縱深方向也在不斷增大。至大底板混凝土澆搗完成，各測(cè)點(diǎn)基本上趨于穩(wěn)定。

至2017年11月11日，本項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作完成，從歷時(shí)曲線圖上可以得出，在地下結(jié)構(gòu)施工期間，各測(cè)點(diǎn)均變化不大；在支撐拆除過程中，坑內(nèi)支撐體系力度的釋放，坑外土壓力向坑內(nèi)位移，產(chǎn)生一定的變形趨勢(shì)，待支撐拆除完成，受擾動(dòng)的土體重新固結(jié)，各測(cè)點(diǎn)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定值。

2.4.2 圍護(hù)樁頂位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析（圖4，圖5）

從歷時(shí)曲線圖上可以看出，基坑開挖卸荷打破圍護(hù)墻前后土壓力平衡后，在墻后土壓力作用下，圍護(hù)墻向基坑內(nèi)側(cè)移動(dòng)，圍護(hù)墻頂產(chǎn)生水平位移，這是土壓力載荷作用下的正常反應(yīng)；另一方面，隨著坑內(nèi)土體的回彈，圍護(hù)體系也會(huì)出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。由于本基坑開挖面積大、圍護(hù)延伸長(zhǎng)、支撐跨度大、土方開挖較深等因素的影響，圍護(hù)墻頂水平位移在土開挖過程中產(chǎn)生了較大的變形趨勢(shì)，與墻體測(cè)斜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相符。進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工過程中，因上部荷載的加大，墻項(xiàng)垂直位移整體處于下降趨勢(shì)。在支撐拆除過程中，樁頂水平位移均產(chǎn)生了較大的變形趨勢(shì)，整體向坑內(nèi)位移，與測(cè)斜數(shù)據(jù)相符，待土體重新固結(jié)，各測(cè)點(diǎn)已相對(duì)穩(wěn)定。

2.4.3 立柱、環(huán)撐監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

圖2 墻體CX5測(cè)斜孔歷時(shí)曲線圖

圖3 墻體CX18測(cè)斜孔歷時(shí)曲線圖

圖4 圍護(hù)樁垂直位移歷時(shí)曲線圖

圖5 圍護(hù)樁水平位移歷時(shí)曲線圖

在土方在開挖期間，坑內(nèi)大量土方卸載，勢(shì)必會(huì)引起坑底土體的回彈，進(jìn)而帶動(dòng)立柱樁抬升。通過立柱頂部的垂直位移監(jiān)測(cè)，間接掌握坑內(nèi)隆起情況。土方在開挖初期，下方土體會(huì)產(chǎn)生較大的力度釋放，變形趨勢(shì)較為明顯。隨著土方開挖完成，墊層澆筑后，各測(cè)點(diǎn)已相對(duì)穩(wěn)定；在地下結(jié)構(gòu)施工過程中，受上部荷載的加大，各測(cè)點(diǎn)處于穩(wěn)定的下降趨勢(shì)，均變化不大。

2.4.4 支撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析（圖6，圖7）

從數(shù)據(jù)及曲線圖上可以得出：①兩個(gè)半圓環(huán)內(nèi)徑環(huán)整體處于受壓趨勢(shì)，并且軸力值接近，受力均勻。②半圓環(huán)外徑因支撐的跨度，施工的進(jìn)度以及施工面的影響，受力不同。③對(duì)撐在整個(gè)施工期間，受力均勻，未出現(xiàn)不正常的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。④變化趨勢(shì)為土方開始施工，軸力值迅速增大，并且隨著土方面積的擴(kuò)大，深度的加深，變化趨勢(shì)持續(xù)增大，待土方開挖完成，軸力達(dá)到最高峰值，趨于穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)施工過程中，軸力值較為平穩(wěn)，變化不大。

2.4.5 坑外水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

水位變化主要與外圍地下水補(bǔ)給及圍護(hù)止水效果有關(guān)，在止水效果固定的情況下，雨天地下水位會(huì)有明顯上升；在相同天氣條件下，若止水帷幕出現(xiàn)滲漏或徑流，坑外水位就會(huì)處于下降趨勢(shì)。在施工期間局部點(diǎn)位下降速率過大，主要因圍護(hù)體系產(chǎn)生了滲漏及徑流有關(guān)，待堵漏及時(shí)形成后，各測(cè)點(diǎn)均已穩(wěn)定。

2.4.6 坡頂位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

在土方開挖初期，各測(cè)點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定，變化不大；隨著開挖深度的加深，施工周期的延長(zhǎng)，各測(cè)點(diǎn)均產(chǎn)生了明顯的下降趨勢(shì)；隨著后續(xù)施工的進(jìn)行，土方開挖的不斷加深，外側(cè)土壓力的增大，圍護(hù)體系向坑內(nèi)產(chǎn)生了相對(duì)較大的位移，致使坑外坡頂垂直及水平位移均產(chǎn)生了一定的變形趨勢(shì)，待底板混凝土澆搗完成，各測(cè)點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定。

圖6 支撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

圖7 支撐軸歷時(shí)曲線圖

2.4.7 地表、管線垂直位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

2016年8月26日至2016年10月15日本工程進(jìn)行樁基施工，局部點(diǎn)位因土體加固的影響，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位整體處于上升趨勢(shì)，變化速率正常。

2016年10月15日至2017年2月10日進(jìn)行首層土方開挖施工，隨著土方開挖的進(jìn)行，外側(cè)土壓力的增大，并且因重載車載的碾壓，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位產(chǎn)生了明顯的下降趨勢(shì)，局部點(diǎn)位下降速率過大，致使在較短的時(shí)間內(nèi)局部點(diǎn)位達(dá)到累計(jì)報(bào)警值，我方已在第一時(shí)間通知各方對(duì)周邊重荷載區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。

2017年2月10日至7月10日進(jìn)行第二層土方開挖施工，從曲線圖得出，土方開挖打破坑內(nèi)外荷載平衡而引起圍護(hù)體系向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生位移，致使外側(cè)土體產(chǎn)生一定的位移量，各測(cè)點(diǎn)趨于下降趨勢(shì)，并且隨著土方開挖深度的不斷加深，圍護(hù)墻體變形繼續(xù)增大，外側(cè)土體向坑內(nèi)位移，位置大致在管口以下5～8米左右，因位移的深度距±0.00地面有一定的距離，致使在前期施工過程中，管線、地表位移的變形未能全部反映到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中。隨著施工的進(jìn)行、時(shí)間的推移，下方的位移量慢慢延續(xù)至頂部，致使在后續(xù)的施工過程中各測(cè)點(diǎn)的日變化及累計(jì)變化繼續(xù)增大。

在地下結(jié)構(gòu)施工期間，各測(cè)點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定，主要變形因施工周期的延長(zhǎng)而產(chǎn)生平穩(wěn)下降趨勢(shì)。

2.4.8 建筑垂直位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

北側(cè)公交車站建筑主體在本工程施工過程中，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位影響不大。西南角業(yè)主辦公室受土體的擾動(dòng)，在施工期間，出現(xiàn)了較大的下降趨勢(shì)，變化速率正常。

3 結(jié)論

通過對(duì)本工程的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，可以認(rèn)為：

①環(huán)形支撐體系在深基坑施工過程中對(duì)圍護(hù)體本身及環(huán)境的影響并不大，所產(chǎn)生的變形和影響，尚屬正常。②監(jiān)測(cè)為施工提供了必要的信息，起到了施工“眼睛”的作用，為施工的順利進(jìn)行和工程的安全提供了保證。③監(jiān)測(cè)成果表明，應(yīng)用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)儀器及時(shí)獲取信息（監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)），對(duì)信息進(jìn)行科學(xué)的管理和使用為施工提供了有力的保障。④本工程的各種原始記錄和計(jì)算成果均經(jīng)檢查和校核，所提供的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均真實(shí)準(zhǔn)確，因而可供設(shè)計(jì)和施工參考之用。