袁 軍

（深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

工程建設(shè)中經(jīng)常需要開挖基坑，基坑開挖后其變形監(jiān)測(cè)是十分重要的。每年，我國(guó)都有發(fā)生基坑垮塌的現(xiàn)象，帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡［1-3]。基坑支護(hù)是一個(gè)復(fù)雜的過程，通常采用放坡、排樁、錨噴等支護(hù)措施［4-6]?；又ёo(hù)完成后，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，制定合理的監(jiān)測(cè)方案，獲取基坑累積變形結(jié)果和變形速率，為預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐［7-9]，以便及時(shí)采取措施，減少損失。

2 工程概況

排澇河河口水閘是在拆遷場(chǎng)坪上開挖新建形成，設(shè)計(jì)泄流量326 m3/s，本基坑涉及水閘主要構(gòu)筑物包括上游鋪蓋段、配電房段、閘室段、下游消力池段，前后總長(zhǎng)72 m。閘室段總寬36 m，共3 孔，每孔凈寬皆為10 m，中、邊墩寬均為1.50 m。基坑平面尺寸L×B＝97.6 m×73.1 m，地下深度5.4 m～6.9 m（絕對(duì)標(biāo)高-2.5 m～-4.0 m）。水閘基坑安全等級(jí)為三級(jí)，重要性系數(shù)為0.9。基坑總體采用放坡＋灌注樁支護(hù)方案。基坑開挖期間坑內(nèi)采用排水溝+集水井的抽排排水方式。

3 基坑監(jiān)測(cè)方案

3.1 水平位移監(jiān)測(cè)

水平位移監(jiān)測(cè)部位有：河口水閘基坑坡頂、基坑樁頂。（1）基坑坡頂共布設(shè)20 個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用共點(diǎn)布置（PW1～PW20）。（2）基坑樁頂共布設(shè)24 個(gè)（其中4 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)CW03～CW06，在施工過程中被破壞，恢復(fù)編號(hào)為CW03A～CW06A）。采用M14 的螺桿，用沖擊電鉆在道路表面鉆孔，然后放入螺桿，四周再用水泥砂漿填實(shí)。水平位移監(jiān)測(cè)采用極坐標(biāo)法。

極坐標(biāo)法是利用數(shù)學(xué)中的極坐標(biāo)原理，以兩個(gè)已知點(diǎn)為坐標(biāo)軸，以其中一個(gè)點(diǎn)為極點(diǎn)建立極坐標(biāo)系，測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)到極點(diǎn)的距離，測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)與極點(diǎn)連線和兩個(gè)已知點(diǎn)連線的夾角的方法。

圖1 極坐標(biāo)法計(jì)算簡(jiǎn)圖

測(cè)定待求點(diǎn)C 坐標(biāo)時(shí)，先計(jì)算已知點(diǎn)A、B 的方位角：

測(cè)定角度β和邊長(zhǎng)BC，根據(jù)公式αBC=αBA+β計(jì)算BC 方位角,在按下列公式計(jì)算C 點(diǎn)坐標(biāo)：

3.2 深層水平位移監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)對(duì)象：對(duì)基坑支護(hù)樁進(jìn)行深層水平位移監(jiān)測(cè)。（1）布設(shè)位置基坑支護(hù)灌注樁測(cè)斜點(diǎn)布置在基坑支護(hù)樁上，共布設(shè)7 個(gè)測(cè)斜點(diǎn)。深層水平位移監(jiān)測(cè)方法如下：將測(cè)斜探頭插入測(cè)斜管，使?jié)L輪卡在導(dǎo)槽上，緩導(dǎo)下至孔底，測(cè)量自孔底開始，自下而上沿導(dǎo)槽全長(zhǎng)每隔0.5 m 測(cè)讀一次，每次測(cè)量時(shí)，將測(cè)頭穩(wěn)定在某一位置上。測(cè)量完畢后，將測(cè)頭旋轉(zhuǎn)180°插入同一對(duì)導(dǎo)槽，按以上方法重復(fù)測(cè)量。

3.3 地下水位監(jiān)測(cè)

基坑周邊進(jìn)行地下水位監(jiān)測(cè)，共布置2 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（SW04～SW05），基坑南北兩側(cè)各布置1 個(gè)。地下水位觀測(cè)擬采用SWJ-8090 型鋼尺水位計(jì)，該型水位計(jì)觀測(cè)精度為0.5 cm。地下水位觀測(cè)通過人工進(jìn)行水位讀數(shù)并記錄。

3.4 垂直監(jiān)測(cè)

沉降監(jiān)測(cè)部位有：河口水閘基坑坡頂、基坑周邊電塔?；铀闹芷马敳荚O(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，本項(xiàng)目共布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)20 個(gè)（PW1～PW20）?；颖眰?cè)高壓電塔一座，共布設(shè)3 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（C01～C03），點(diǎn)位布設(shè)在塔基位置，靠近基坑邊布設(shè)2 個(gè)，另側(cè)布設(shè)1 個(gè)。

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置圖

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

4.1 水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

從各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)來看，基坑坡頂、基坑樁頂局部位置存在一定的位移變形，位移變化量在-3.9 mm～-24.3 mm 之間，其中累計(jì)位移量大于20 mm 的有：PW7、PW8、PW11、CW13。截止2019年3月15 日，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移變化量均小于預(yù)警值。

（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)PW7、PW8，位于河口水閘基坑?xùn)|側(cè)坡頂，位移變化較大期間在2018年10月10 日～2018年11月21 日，截止2018年11月28 日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)）。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)PW11，位于河口水閘基坑北側(cè)坡頂，位移變化較大期間在2018年10月15 日～2019年2月12 日，截止2019年3月13 日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)）。

（3）監(jiān)測(cè)點(diǎn)CW13，位于基坑北側(cè)冠梁，位移變化較大期間在2018年10月4 日～2019年1月9 日，截止2019年2月20日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)）。

位移量較大監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)見表1，變形監(jiān)測(cè)過程見圖3。

表1 位移量較大監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

圖3 水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

4.2 深層水平位移結(jié)果分析

從各監(jiān)測(cè)點(diǎn)深層水平位移數(shù)據(jù)來看，累計(jì)位移量在1.65 mm～-17.75 mm 之間，其中大于15 mm 的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為S04，位于基坑北側(cè)，深度0.5 m～2.0 m、3.0 m 處；其它監(jiān)測(cè)點(diǎn)深層水平位移數(shù)據(jù)無較大變化（小于15 mm），各監(jiān)測(cè)點(diǎn)深層水平位移變化量均小于預(yù)警值。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)S04 變形在2018年10月24 日～2018年11月19 日期間，截止2019年2月20 日，位移數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定（1 mm 以內(nèi)），此部位監(jiān)測(cè)任務(wù)結(jié)束。

深層水平位移量較大監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 深層水平位移量較大監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

4.3 沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

從各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降數(shù)據(jù)來看，沉降變化量在0.7 mm～-29.7 mm之間，其中累計(jì)沉降量大于10 mm 的有：PW1、PW2、PW4～PW8、PW18、PW19，位于河口水閘基坑坡頂。截止2019年3月15 日，沉降變形最大監(jiān)測(cè)點(diǎn)PW7（累計(jì)沉降-29.7 mm），位于排澇河河口水閘基坑?xùn)|側(cè)坡頂，預(yù)警值80 mm，允許值100 mm；其它監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降數(shù)據(jù)無較大變化（小于10 mm），各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降變化量均小于預(yù)警值。

（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)PW1、PW2、PW4～PW6，位于基坑南側(cè)坡頂，沉降變化較大期間主要在2018年11月5 日～2019年1月26 日，截止2019年3月15 日，沉降數(shù)據(jù)無明顯變化（1 mm 以內(nèi)），沉降數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，此部位監(jiān)測(cè)任務(wù)結(jié)束。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)PW7、PW8，位于基坑?xùn)|側(cè)坡頂，沉降變化較大期間主要在2018年10月15 日～2018年11月21 日。截止2018年11月28 日，沉降數(shù)據(jù)無明顯變化（1 mm 以內(nèi)），此部位施工完成，沉降數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，此部位監(jiān)測(cè)任務(wù)結(jié)束。

（3）監(jiān)測(cè)點(diǎn)PW18、PW19，位于基坑西側(cè)坡頂，沉降變化較大期間主要在2018年10月24 日～2019年1月21 日，截止2019年2月10 日，沉降數(shù)據(jù)無明顯變化（1 mm 以內(nèi)），此部位施工完成，沉降數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，此部位監(jiān)測(cè)任務(wù)結(jié)束。

本工程沉降量較大監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)見表3；沉降變化曲線圖見圖4。

表3 沉降量較大監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

圖4 沉降監(jiān)測(cè)過程

4.4 水位監(jiān)測(cè)

本項(xiàng)目水位監(jiān)測(cè)部位為：河口水閘基坑周邊地下水位。

從各監(jiān)測(cè)點(diǎn)地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)無明顯變化，最大變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)SW04（累計(jì)變化0.27 m），水位曲線圖見圖5。

圖5 水位曲線圖

從圖5 中可以看出水位在2018年10月底至11月初達(dá)到最大值，根據(jù)各變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形數(shù)據(jù)可知，基坑在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生了較大速率的變形，這表明地下水位對(duì)基坑變形有著較大的影響，在基坑支護(hù)作業(yè)完成后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件嚴(yán)格控制地下水位，做好排水措施，避免坑中雨水匯集，對(duì)基坑穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。

5 結(jié)語(yǔ)

基坑工程支護(hù)是一個(gè)復(fù)雜的巖土工程問題，在采取了相關(guān)的治理措施后，仍需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)以便及時(shí)獲取基坑變形數(shù)據(jù)，為基坑預(yù)警提供數(shù)據(jù)，在基坑出現(xiàn)大變形時(shí)及時(shí)采取措施，減少損失。排澇河河口水閘基坑開挖后，結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況，在基坑周圍布置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明各監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形量滿足要求，基坑整體穩(wěn)定性較好。地下水位的變動(dòng)對(duì)基坑的變形量和變形速率有較大的影響。基坑支護(hù)工程應(yīng)當(dāng)重視排水工作。