趙 莽

（安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，安徽 合肥 230088）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，為滿足使用需求，城市用地的空間利用率不斷提高［1］。軌道地鐵、高層建筑等工程的基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越深。建筑基坑工程是一種臨時(shí)性工程，具有開(kāi)挖深度深、面積大、周邊環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)［2］。基坑在開(kāi)挖和使用過(guò)程中，破壞了原有巖土體的應(yīng)力平衡，在應(yīng)力集中處會(huì)出現(xiàn)明顯位移，會(huì)對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊建筑或地下管線造成影響，甚至?xí)霈F(xiàn)安全事故，對(duì)人民生命及財(cái)產(chǎn)構(gòu)成威脅［3］。因此，必須對(duì)基坑進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，關(guān)注基坑變形發(fā)展趨勢(shì)［4］。

本文以合肥某深基坑為例，通過(guò)對(duì)基坑的水平位移、豎向位移、深層水平位移及周邊地下管道沉降等項(xiàng)目進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)并分析，了解基坑的變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)及施工方案，確保主體結(jié)構(gòu)的施工及周邊建構(gòu)筑物及地下管線的安全使用。同時(shí)，為信息化施工及同類基坑的變形監(jiān)測(cè)提供相關(guān)依據(jù)［5］。

1 工程概況

該建筑工程為一棟 9 層的學(xué)生公寓，基開(kāi)挖深度約為 5.65 m，消防部位開(kāi)挖深度為 6.35 m，電梯井開(kāi)挖深度較大，深達(dá) 8.80 m?；又饕ёo(hù)方式為土釘墻支護(hù)；基坑北側(cè)因污水管道存在，采用懸臂鉆孔灌注樁及自然放坡組合的形式，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)。該場(chǎng)地地形平坦，基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)巖土層為雜填土、粉質(zhì)黏土、黏土。北側(cè)為已建道路，其余為空地?；颖O(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖如圖 1 所示。

圖1 基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖

2 基坑監(jiān)測(cè)方案

2.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

依據(jù) GB 50497－2009《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》［6］，并結(jié)合工程實(shí)際，該工程的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：坡（樁）頂水平位移及豎向位移、土體深層水平位移及周邊地下管道沉降。具體如表 1 所示。

表1 基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況表

2.2 監(jiān)測(cè)頻率

按 GB 20497－2009《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》及設(shè)計(jì)要求，該基坑監(jiān)測(cè)頻率如下。

1）每層土方開(kāi)挖后監(jiān)測(cè)一次且≥ 3 d 監(jiān)測(cè)一次。

2）雨后監(jiān)測(cè)一次；變形加速且不收斂時(shí)加密觀測(cè)次數(shù)。

3）基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，2～5 d 監(jiān)測(cè)一次，變形穩(wěn)定后 5～7 d 監(jiān)測(cè)一次。

4）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，適時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率。

2.3 監(jiān)測(cè)預(yù)警值

根據(jù)規(guī)范及項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，基坑水平位移及豎向位移、深層水平位移等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的預(yù)警值如表 2 所示。

表2 基坑監(jiān)測(cè)預(yù)警值

2.4 監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備

由 GB 50497－2009《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》可知，建筑基坑監(jiān)測(cè)精度要求較高，為滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)要求，配置的主要儀器設(shè)備及精度如表 3 所示。

表3 監(jiān)測(cè)儀器配備表

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)選取自 2018 年 8 月 26 日基坑開(kāi)挖開(kāi)始，直至 2018 年 11 月 21 日回填。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)初始值以基坑開(kāi)挖之前三次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平均值為準(zhǔn)。通過(guò)周期性監(jiān)測(cè)基坑，確?；影踩┕ぁ?/p>

3.1 坡（樁）頂水平位移

坡（樁）頂累計(jì)水平位移與監(jiān)測(cè)日期關(guān)系曲線圖如圖 2 所示。由圖可知，在基坑開(kāi)挖前期，基坑開(kāi)挖深度較淺，水平位移的增長(zhǎng)較為緩慢；為加快施工進(jìn)度，隨后基坑開(kāi)挖較快，于 2018 年 09 月 10 日開(kāi)挖到底，破壞了原有土體應(yīng)力平衡，水平位移增長(zhǎng)速度較快，以 H03號(hào)點(diǎn)水平位移增長(zhǎng)量最大，單日增長(zhǎng)為 1.1 mm，其次是H12 號(hào)點(diǎn)，單日增長(zhǎng)為 1.0 mm，H03 號(hào)點(diǎn)主要受坡頂荷載堆積較多，后期清理后，逐漸變小，H12 號(hào)點(diǎn)靠近消防水池，開(kāi)挖深度更深。

基坑開(kāi)挖到底，底板澆筑后，水平位移增長(zhǎng)緩慢，最后趨于穩(wěn)定，主要是土體中孔隙水壓力得到釋放并形成新的應(yīng)力平衡［7］。坡（樁）頂累計(jì)水平位移最大值為H12 號(hào)點(diǎn) 16.9 mm，未超過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)警值。

圖2 坡（樁）頂水平位移與監(jiān)測(cè)日期曲線圖

同時(shí)，可以看出 2018 年 09 月 26 日及 2018 年 10 月19 日，水平位移也有較大增長(zhǎng)，原因是該時(shí)間段為降雨時(shí)期，雨水滲入土體，降低了土體抗滑力所造成的。

3.2 坡（樁）頂豎向位移

坡（樁）頂累計(jì)豎向位移與監(jiān)測(cè)日期關(guān)系圖如圖 3 所示。對(duì)比圖 4 可知，坡（樁）頂豎向位移與水平位移的變化規(guī)律較為一致。在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，豎向位移隨基坑開(kāi)挖深度的不斷加大而逐漸增加，表層土及第一層土方開(kāi)挖時(shí)的位移變化較??；但由圖中可知 2018 年 09 月 07 日和 2018 年 09 月 10 日對(duì)應(yīng)曲線斜率增長(zhǎng)較大，累計(jì)豎向位移增長(zhǎng)最大，以 V03 號(hào)點(diǎn)增長(zhǎng)最大，單日的增長(zhǎng)量為0.91 mm，這主要是施工進(jìn)度較快，未按照分層開(kāi)挖的原則進(jìn)行，直接開(kāi)挖到底造成的。同樣底板澆筑完成后，豎向位移增長(zhǎng)緩慢并逐漸趨向于穩(wěn)定。坡（樁）頂累計(jì)豎向位移最大值為 V 12 號(hào)點(diǎn) 10.71 mm，未超過(guò)預(yù)警值。

3.3 周邊地下管道沉降

圖3 坡（樁）頂豎向位移與監(jiān)測(cè)日期曲線圖

建筑基坑開(kāi)挖過(guò)程中，會(huì)對(duì)周邊建筑，地下管線造成影響。圖 4 是周邊地下管線累計(jì)沉積與監(jiān)測(cè)日期的關(guān)系曲線圖。如圖 4 所示，周邊地下管線隨著基坑的開(kāi)挖深度及開(kāi)挖時(shí)間，在前期有稍微隆起，后期出現(xiàn)明顯沉降，最大沉降量為 G01 監(jiān)測(cè)點(diǎn) 4.75 mm，沉降速率在基坑開(kāi)挖到底時(shí)最大，底板完成后，沉降量緩慢增加，最后趨于穩(wěn)定，主要原因是基坑開(kāi)挖，土體應(yīng)力平衡遭到破壞，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形造成周圍土體產(chǎn)生一定的移動(dòng)，出現(xiàn)隆起或沉降，從而造成管線的位移，新的應(yīng)力平衡形成后，土體位移穩(wěn)定后，管道也就穩(wěn)定了［8］。

圖4 周邊地下管道沉降與監(jiān)測(cè)日期曲線圖

3.4 深層水平位移

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，選取 CX 03、CX 04 和CX 06 監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析。

CX 03 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于基坑南側(cè)，在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，隨著開(kāi)挖深度加深，深層水平位移不斷加大，基坑開(kāi)挖到底后，深層水平位移為 8.67 mm；在基礎(chǔ)底板施工及澆筑后，深層水平位移趨于穩(wěn)定，但仍繼續(xù)緩慢增長(zhǎng)，原因是基坑開(kāi)挖較快，土體中新的應(yīng)力平衡尚未形成，同時(shí)鋼筋加工棚位于基坑南側(cè)，坡頂存在鋼筋材料堆載現(xiàn)象，對(duì)基坑深層水平位移增長(zhǎng)也有所影響；累計(jì)深層水平位移最大值為 14.92 mm，未超過(guò)預(yù)警值。

CX 04 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于基坑?xùn)|側(cè)，同樣深層水平位移隨基坑開(kāi)挖深度的不斷加大而不斷增大，底板澆筑后逐漸趨于穩(wěn)定，但監(jiān)測(cè)期間發(fā)現(xiàn)，偶爾會(huì)出現(xiàn)深層水平位移突然增大的現(xiàn)象，分析現(xiàn)場(chǎng)施工情況，發(fā)現(xiàn)主要是該側(cè)為施工便道，時(shí)常有混凝土車和材料進(jìn)場(chǎng)，所形成的動(dòng)荷載所造成的。該監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)深層水平位移最大值為15.89 mm。

CX 06 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于基坑北側(cè)，該側(cè)存在有污水排水管道，因此設(shè)置有圍護(hù)樁。該監(jiān)測(cè)點(diǎn)與 CX 03 和 CX 04監(jiān)測(cè)點(diǎn)變化規(guī)律較為一致，但深層水平位移增加較為緩慢，累計(jì)最大值為 11.02 mm，可見(jiàn)圍護(hù)樁的施工對(duì)周圍土體起到了良好的保護(hù)作用。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)基坑水平位移、豎向位移、深層水平位移等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，可得到如下結(jié)論。

1）坡（樁）頂水平位移隨著基坑開(kāi)挖不斷增大，剛開(kāi)挖到底時(shí)增長(zhǎng)速率最大，底板澆筑后，呈緩慢增長(zhǎng)并趨于穩(wěn)定，累計(jì)水平位移最大值為 16.9 mm，未超過(guò)預(yù)警值。

2）基坑坡頂、樁頂豎向位移與水平位移變化規(guī)律較為一致，隨開(kāi)挖深度加深而不斷增大，后期平穩(wěn)發(fā)展趨于穩(wěn)定。累計(jì)豎向位移最大值為 10.71 mm，未超過(guò)預(yù)警值。

3）受基坑開(kāi)挖的影響，周邊地下管線前期存在一定的隆起和沉降，后期呈緩慢增長(zhǎng)，累計(jì)沉降量最大值為 4.75 mm，未超過(guò)預(yù)警值。

4）深層水平位移早期發(fā)展較快，后期增長(zhǎng)幅度較小，基本穩(wěn)定。累計(jì)最大值為 15.89 mm，未超過(guò)預(yù)警值。

5）基坑開(kāi)挖速率、坡頂堆載、動(dòng)荷載等都會(huì)對(duì)基坑造成影響，在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制施工工序，確?；影踩?。