某市区深基坑工程变形监测与分析

・１Ｏ４・　２０１４年６月　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｌ・Ｊ之材　２０１４年第３期　第４Ｏ卷总第１７９期　ＤＯ１：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—４０１　１．２０１４．０３．０４２　某市区深基坑工程变形监测与分析　余腾　，李泽良　，肖同亮　２２３８００；２．东南大学交通学院，江苏南京２１００９６）　坚硬，局部硬塑，土质部均匀，分布稳定，无摇震反应，　韧性中等；⑤黏土混砂：坚硬，局部硬塑，土质不均匀，　分布稳定，无摇震反应，干强度中等，中～低压缩性。　（１．宿迁学院建筑工程系，江苏宿迁摘要：本文以城市闹市区的一深基坑工程变形监测　为例，阐述了工程地质概况，指出了主要监测内容及监测　点的布置，详细介绍了基坑在开挖过程中各个阶段的应力、　应变变化特征，以及周边管线与建筑物沉降的关系，以图　表对监测数据的变化规律进行了分析。以期对今后采用钻　孔灌注桩作为挡土结构，设置钢筋混凝土作为坑内支撑，　采用锚杆支护的类似工程提供借鉴。　关键词：深基坑；监测；水平位移；测斜；沉降；报　警值　中图分类号：ＴＵ７５３　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７２—４０１ｌ（２０１４）０３—０１０４—０２　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ａ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　ｉｎ　Ｕｒｂａｎ　Ａｒｅａ　ＹＵ　Ｔｅｎｇ’一，ＬＩ　Ｚｅｌｉａｎｇ　，ＸＩＡＯ　Ｔｏｎｇｌｉａｎｇ　（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｕｑｉａｎ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｕｑｉａｎ　２２３８００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉ—　ｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｗａｓ　ｇｉｖｅｎ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ．Ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙ，ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｐｏｉｎｔｓ　ｌａｙｏｕｔ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ　ｉｎ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｄｕｒｉｎｇ　ａｌｌ　ｐｈａｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ，ｓｔｒａｉｎ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　ａｎｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｔｏ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｄａｔａ　ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｌａｗ　ｏｆ　ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｗｉｔｈ　ａ　ｖｉｅｗ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ　ａｓ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｗａｌｌ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｓ　ａ　ｐｉｔ　ｓｕｐｐｏｒｔ，ｂｏｌｔ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．ｓｏｍｅ　ｕｓｅｆｕｌ　ｃｏｎ—　ｃｌｕｓｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｄｒａｗｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　．ｉｔ　ｉｓ　ｈｅｌｐｆｕｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｓｏｉｌ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＰＶＣ　ｐｉｐｌｅｓ；ｓｕｂｓｉｄ・　ｅｎｅｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ａｌａｒｍｉｎｇ　ｖａｌｕｅ　１工程概况　本工程位于江苏省宿迁市老城区，地处幸福路东侧与　黄运中路交汇区。工程由地上２５层，地下３层的两幢大楼　和一幢地上５层，地下３层的裙楼组成。整个场区长约１２０　ｍ，宽约５３　ｍ，总占地面积约为６　４００　ｍ　。基础采用钻孔灌　注桩。　１．１场地工程地质条件与基坑支护　根据工程地质勘查报告，在基坑开挖影响深度范围内　的地基土层分布依次如下：①杂填土；②素填土：松散饱　和，无层理，流塑，高压缩性；③黏土：坚硬、局部硬塑，　无摇震反应，中一低压缩性，分布稳定；④粉质黏土混砂：　作者简介：余腾（１９８５一），男，江苏宿迁人，实验师，工程师，硕士研究　生，研究方向：工程测量与数据处理。　基金项目：２０１３年宿迁学院科研基金项目（２０１３ＫＹ２３）　根据勘探揭示的地层结构，场地内地下水类型为潜水。　主要赋存于①、②层填土内。第③层为微透水层，第④、⑤　层为隔水层。赋存于①、②层中的地下水主要受城市生活　污水渗入及大气降水渗透补给，排泄方式主要以蒸发和侧　向径流为主。地基各土层的主要物理力学指标见表１所示。　表１　各土层物理力学性质指标　老　土层　土层厚度　重度　直接快剪　渗透系数　‘　霉　名称　／　。　Ｋ　注：以上参数均由勘察报告提供，括号内数值为经验值。　结合本工程的地理位置条件、土质条件、开挖深度和　周围条件综合考虑，最终采用大直径钻孔灌注桩作为挡土　结构、水泥搅拌桩形成止水帷幕、在基坑内设置两层钢筋　混凝土内支撑并加一道锚杆的支护方案。　２基坑周围环境分析及监测点布置　基坑四周环境情况为：西邻幸福路，基坑开挖边线距　离主要城市道路幸福路大约１０　ｍ，东邻东大街，约为２．２　—６．５　ｍ。基坑西侧及南侧黄运中路地下分布有自来水管道　以及电缆，最近处大约１．Ｏ０　ｍ。基坑北侧场地较为开阔。　基坑平面如图Ｉ所示。　＼　Ｊ　ｒＩ　、匿　说明：－深层土体位移监测点（ｃｘ表示）　・圆梁水平位移监测点（ＳＰ表示）　▲沉降监测点（ｃＪ表示）　图１　基坑平面图及监测点布置图　从基坑周围环境条件、开挖深度和地质条件分析，可　得以下几个结论：　１）开挖深度比较深，基坑大面积开挖深度达到ｌ０．２一　２０１４年第３期　第４Ｏ卷总第１７９期　１２．９　ｍ，按建设部基坑规定…的规定，基坑安全等级为一　级，重要性系数取１．１。　２）基坑平面尺寸比较大，整个基坑周长约为３２０　ｍ，　基本上成狭长型，东西方向短边长度约５４　ｍ，南北方向长　边则达１２７　ｍ，若分段施工，基坑的空间效应比较显著，对　基坑的稳定和变形控制比较有利，而且有利于布置常规内　支撑体系。　３）受用地红线和施工场地的制约，沿基坑周边大面积　大范围卸土放坡的条件不具备。　４）从周围环境来看，两侧的幸福路在影响范围之外，　且为城市内部道路，开挖一般不会对其产生不利影响；但　西侧和南侧有自来水管道和电缆要重点保护。　５）基坑开挖影响范围内的土层透水性不大，对基坑地　下水的控制比较有利。　在基坑圈梁上布设水平位移监测点２６个（编号ＳＰ１一　ＳＰ２６），在基坑围护桩内埋设ＰＶＣ测斜管ｌ０根（编号ＣＸ１一　Ｃ　ＣＸ１比　０），在基坑周边的道路和建筑物上布设沉降监测点ｌ３　个（编号ＣＪ１一ＣＪ１３）。　●　分析可知，支护方案的设计除了要保证基坑自身的稳定　●外，＝５ｉ还应严格控制基坑变形以保证道路和管线的正常运行。　　之　３基坑监测与分析　材　３．１．　　深层土体位移监测　２　口　测斜主要是测量基坑支护结构及基坑周围土体的分层　，　倾斜。这种倾斜主要体现在垂直于基坑边的方向，所以测　斜管埋设时应使一组导槽朝向基坑方向。支护结构及土体　侧向变形监测采用ＸＢＨＶ一４滑动式测斜仪型，当支护结构　及土体发生位移时，测斜管也随之变形并发生倾斜变化，　将探头在测斜管内自下而上以０．５　ｍ逐段滑动量测，就可　获得每测段的倾斜角及水平位移增量，通过计算就可得到　任意深度的水平位移。　将初始测量的基础位移数据作为基准值，绘制各测斜　孔不同观测日期“深度一累计位移量”曲线图。选取ＣＸ８　为例，如图２所示。　一　＋９月１８日—－－一９月３０日　１０月５日一＊一１０月８日—　一ｌＯ月１９日　＋１０月２３日一～１Ｏ月２５日　＊　１０月２８日—卜一１０月３０日——ｌ１月４日　＊１１月７日　协１１月ｉｏ日　１１月２８日…　Ｉ２月４日　图２基坑深层土体位移变化曲线（测斜）　由绘制的深度一累计位移量曲线可分析出某一测孔位　移发展情况。如图２的ＣＸ８号孔，自下而上位移基本同步，　在３个月的观测周期内最大位移量达到３０　ｒＩｉｌｎ，仍小于报　警值。但对于某些测孔，随着开挖深度的增加，位移不断　加大或者位移突变厉害，应引起重视。当桩顶部土体位移　不超过２—３　ｅｍ且增长缓慢时，一般不必采取进一步支撑　或加固措施。但位移增长较快，如连续几天达２．５～５．５　ｍｍ／ｄ，这说明位移发生突变，必须发出警告，并及时采取　措施，控制险情。　３．２圈梁水平位移监测　在基坑附近稳固楼房上布没３个后视点，采用徕卡　ＴＰＳ１２０２＋型全站仪按边角后方交会法测得测站的坐标，按　极坐标法对每个圈梁水平位移监测点进行三维坐标测量，　・１０５・　２０１４年６月　盘左盘右若在限差要求内取平均读数作为最后该点的坐标　值。在不同的测量周期中，仪器安置在同一位置上，以削　弱系统误差的影响和比较测站点的位移。选取ＳＰ２０为例，　选取每间隔７　ｄ作为一制表周期。如图３所示。　２５　时间一水平位移量变化图　２０　厂　Ｌ　１５　一系列ｌ　１ｏ　／　５　／　Ｏ　４　５　６　７　８　９　】０】１　观测期数　基坑圈梁水平位移变化曲线　由绘制的时间一水平位移量曲线可分析出基坑在开挖　的前４周位移变化幅度较小，但随着基坑开挖深度的增加，　在第４周到第６周位移变化速率加快，但随后两周稳定，　在第９周以后基本稳定。这些观测成果对于指导基坑安全　开挖有着重要的预警作用。　３．３　临近基坑道路与建筑物沉降监测　在本工程中，临近基坑的道路和房屋均未出现超过报　警值的沉降，但ＣＪ７、ＣＪ８号点沉降略大，结合实际情况分　析地表沉降的因素主要有：①地下水位的下降引起土的固　结沉降；②支护墙体的位移引起周围地表的凹陷。随着开　挖深度的增加，地表下沉量增大，开挖接近底部至浇筑垫　层前地表下沉速率较大，在完成底板浇筑后，沉降减小并　逐渐趋于稳定。　４结论　本工程的施工实践表明，各支护结构位移及变形、周　围沉降等实测数据均在规范的要求以内。说明在土质较差、　基坑控制变形要求较高（变形控制设计较高）和周围场地施　工不利的条件下，采用密排的钻孔灌注桩作为挡土结构，　设置两层钢筋混凝土内支撑，并加上一道锚杆的设计是切　实可行的，并可以有效地控制基坑上部的变形，既确保了　基坑和周边管线、道路等的安全，又最大程度地节约了成　本，从而为类似工程提供参考。　结合观测数据，基坑开挖会引起较大的土体侧移、水　平位移和沉降，且土体变形不可完全恢复。施工中应尽量　减少土体开挖后的暴露时间，尽量减少基坑周边的建筑器　材等荷载堆放，在观测过程中，施工单位等应严格保证点　位的安全，以免在观测中点位破坏。基坑开挖到底后，应　及时浇筑垫层和混凝土底板，降低基坑开挖卸荷引起的位　移。基坑监测中应充分考虑坑内降水和止水帷幕对基坑变　形的影响。希望本工程的经验对类似工程提供参考借鉴。　［ＩＤ：００１１３４］　参考文献：　［１］ＪＧＪ１２０—９９建筑基坑支护技术规范［ｓ］．　［２］ＤＢ３３／Ｔ１００８—２０００建筑基坑支护技术规范［ｓ］．　［３］唐业清，李虹．地基基础设计施工手册［Ｍ］．北京：中国建筑　工业出版社，２００３．　［４］　褚伟洪，黄永进，张晓沪．上海环球金融中心塔楼深基坑施工　监测实录［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００５，１（４）：６２７—６３３．　［５］姚爱军，张新东．不对称荷载对深基坑围护变形的影响［Ｊ］．　岩土力学，２０ｌ１，３２（ｓ２）：３７８—３８２，３８８．　［６］　姜忻良，宗金辉，孙良涛．天津某深基坑工程施工监测及数值　模拟分析［Ｊ］．土木工程学报，２００７，５４（２）：７９—８４，１０３．