深基坑施工中的变形监测

深基坑施工中的变形监测

发表时间：2016-04-25T09:40:17.463Z 来源：《工程建设标准化》2016年1月供稿作者：高桂棠

[导读] 国核电力规划设计研究院随着工程设计愈来愈复杂，所需承担的载荷条件越来越苛刻，城市施工的土质特性越来越不稳定。使得深基坑支护结构，对防止出现强度问题与变形问题的要求极高。

（国核电力规划设计研究院，北京，100095）

【摘要】随着工程设计愈来愈复杂，所需承担的载荷条件越来越苛刻，城市施工的土质特性越来越不稳定。使得深基坑支护结构，对防止出现强度问题与变形问题的要求极高。监测工作既是检验深基坑设计理论正确性和发展设计理论的重要手段，同时又是及时指导正确施工，避免基坑工程事故发生的必要措施。利用基坑开挖前期监测成果来指导后续工程施工的方法已发展成为一种新的信息化施工技术。

【关键词】深基坑；施工；变形监测

前言

由于深基坑工程的实施对建筑工程周边环境和水文地质的要求很高，很难从以往的基坑建造经验中得到有效的借鉴。同时理论上的分析、预测对多变的地下环境也不适用。因此在深基坑工程实施中必须要有专业人员时刻做好监测工作，保证基坑实施过程中工作人员的安全和深基坑的质量。首先深基坑土方开挖时，专业人员要适时记录开挖过程中所遇到的问题，计算监测数据并及时按设计要求预测基坑开挖承受的最大强度，为降低工程成本提供有利的数据参考; 其次要严格按照设计要求进行基坑开挖对地下土层、地下管线、设施以及周围建筑在开挖中所受影响降到最低保证周围建筑及人民的安全;最后工程施工过程中要及时预测险情发生、发展的情况，以便能及时采取安全补救措施。因此深基坑施工过程中监测技术的应用不仅能取得大量测试数据使工程能安全、稳定的进行，同时还能对工程进行经验总结节省工程成本保证施工方的根本利益。

一、工程概况

某住院综合楼地下两层，地上20 层，总建筑面积约65 000 m2，框架剪力墙结构，建筑物高度约86 m，基础采用筏式基础。基坑长约84 m，宽82 m，周长约330 m，本基坑工程开挖深度为14. 4 m，属于一级基坑，采用预应力钢杆钢管桩复合土钉墙+ 桩锚联合支护的二级支护形式。

二、基坑监测

由于基坑采取二级支护形式，分3 批次完成整个基坑钢管桩顶部水平位移监测点SWG1 ～ SWG33( SWG 为钢管桩水平位移监测点)，以及基坑支护桩桩顶水平位移监测点布设SWZ1 ～ SWZ11( SWZ 为支护桩水平位移监测点) 的布设。监测点布设原则如下: （1）基坑围护桩顶面布设水平位移监测点，周边中部、阳角处应布置监测点;

（2）监测点水平间距为15 m 左右，每边监测点数目根据现场实际情况确定，一般不宜少于3 个;

（3）均采用20ф 以上球形顶端的钢质标芯，上面刻有孔槽，便于插入瞄准标志固定，控制对中误差。

基坑监测采用任意设站极坐标法对基坑支护结构顶部水平位移监测点进行观测，观测方法参照《建筑变形测量规范》二级精度要求进行。根据现场实际情况架设仪器，通过观测在基坑四周稳定区域布设3 个以上工作基点，通过后方交会确定基准点坐标。水平角观测采用按照两个测回测定，距离4 测回测定，初始观测时如不稳定可适当增加观测的测回数，平差后基准点点位坐标中误差满足规范要求。

通过极坐标法对埋设于支护结构顶部的水平位移标志进行观测，每次观测所得的各个监测点坐标与前一期监测点坐标之差，得出期坐标增量。再通过期坐标增量计算出各水平位移监测点垂直于基坑方向的期位移变化值，即为本观测周期内的水平位移监测点期位移变化值。每次观测所得的各个监测点坐标与基坑开挖前各个监测点坐标的初始观测相比较，并通过计算得到各个监测点垂直于基坑方向的累计位移变化值。

三、实例

该综合楼基坑由于地层中主要为卵石层和强风化层，使得施工进度滞后，拟建场地地下水系丰富，基坑长时间暴露造成裂隙水不断从基坑壁渗漏。虽经施工方的封堵，但不能确定地下水走向和受水泵房长时间抽水影响，基坑支护桩桩顶部分水平位移监测点在第61 期监测开始出现较大的位移量，且不同程度地超出预警值。基坑工程经过冬春交季的冻融影响，基坑支护结构部分存在失稳隐患。

针对上述突发情况，建设单位组织基坑设计单位、基坑支护设计单位、勘察单位和监测单位等开展专家座谈，采取在支护四周注浆止水和注浆加固的方案。通过在基坑四周钢管桩外1 ～ 2 m 区域进行整体钻孔，注入超细水泥水玻璃双液浆。一方面，通过浆体凝固止水，封堵地下水，防止其继续流入基坑，减小因地下水冻融对支护结构稳定性造成影响; 另一方面，对支护结构外部土体进行凝固，填充支护结构外部土体空隙，避免应土体空洞而造成支护体失稳。但在注浆施工期间，通过监测，发现基坑支护桩桩顶水平位移监测点仍然出现突发性的变大，且变化量严重超出预警值。

由于基坑支护桩桩顶部分水平位移监测点在注浆期间仍然出现较大的位移量，而SWZ10 号水平位移监测点离邻近6 层建筑仅2 m，为保证建筑和支护体安全，选取即将注浆施工的SWZ10 号监测点以及邻近的SWZ9 号监测点进行动态监测，一方面反映基坑四周钻孔注浆施工对支护桩影响情况，另一方面保证建筑和支护体在注浆施工期间的安全。通过对周围没有注浆施工的SWZ9 号水平位移监测点和周围正在注浆施工的SWZ10 号水平位移监测点进行观测，并对观测数据进行计算、分析。SWZ9 号监测点在整个观测过程中位移量较小，几乎没有变化; SWZ10 号监测点从注浆开始一段时间内位移量较小，随着注浆的进行位移量逐步变大，注浆结束后位移量变小至基本稳定。

从整个监测期间监测数据分析，基坑四周进行转孔注浆止水加固施工作业，使得基坑4 周水平位移监测点出现很大的位移量，严重超出预警值。但在注浆加固周期结束后，各水平位移监测点变化趋势立即停止，整个基坑支护在趋于稳定。通过定期对基坑支护结构顶部水平位移监测点进行观测，准确掌握基坑支护结构的变化情况，为施工单位的施工提供可靠地监测数据以判断前步施工是否符合预期要求，确定和优化下一步施工工艺和参数，使得观测成果成为施工工程技术人员做出正确判断的依据，根据监测结果分析对施工方案及时加以调整和补充，随时掌握基坑支护结构及周围建筑的状态，对支护结构出现的各种情况及时采取相应的技术措施，有效地保证基坑及周围建筑