浅谈桩锚支护体系的监测及数据分析

浅谈桩锚支护体系的监测及数据分析

摘要：本文主要针对目前基坑工程中桩锚支护体系的基坑监测进行了研究和探讨。

关键词：桩锚支护体系；监测；数据分析

一、基坑变形监测的目的和意义

实践证明，基坑工程是一门实践性很强的学科，由于岩土本身的复杂性，土体的力学性质及参数很难把握，在工程计算中，有关基坑工程的变形理论，在解决实际工程问题时仍然有很大的局限性，支护结构的变形以及周围土层的位移对周边建筑物和地下管线的影响与保护的计算分析，目前尚不能准确地得出定量的结果，因此在基坑工程实践中，大力发展信息化施工技术，采用理论导向，量测定量和经验判断相结合的方法，对支护结构和周围环境进行监测，及时捕捉施工阶段的变形与位移的动态变化，既是检验理论正确与否的有力依据，又是创新与发展理论的重要手段，因此在城市地区的深基坑工程中，为了保证支护结构与周边环境的安全，变形监测必不可少。

1.1基坑变形监测的内容

（1）支护结构的变形监测

●支护结构项部水平位移的监测。这是深基坑施工监测项目中最重要的一项内容。考虑到施工场地狭窄，测点常被挡住，因此应采用多种测量工具来完成此项监测，比如采用位移收敛计，精密光学经纬仪和伸缩计等。

●支护结构倾斜的监测。针对此项监测内容，可以在需要的地方钻孔布设测斜管，用高精度测斜仪定期进行测量，也可以在深基坑开挖过程中及时用经纬仪观测支护结构的倾斜。

●支护结构沉降的监测。

（2）周围环境的监测

●相邻建筑物的沉降、倾斜以及裂缝发展的情况。

●相邻构筑物、道路、地下管线的沉降和变形监测。

●基坑隆起观测。

（3）深基坑工程监测预警

在深基坑位移监测中，应根据具体工程实际，按照一定的原则，预先确定相

应的警戒值，以判断位移是否超过允许的范围，判断工程施工是否安全可靠。一般情况下，预警中定量信息应由两部分控制，即容许总变化量和容许变化速率。

（4）警戒值确定的原则

●满足支护设计的要求，不可超出设计容许值。

●满足监测对象的安全要求，达到保护基坑内施工和周边环境的目的。

●对于相同的保护对象，应针对不同的环境和施工条件要求确定。

●满足现行的相关设计施工技术规程规范的要求。

●满足各保护对象的所有者提出的特殊要求。

●在保证安全的前提下，应考虑优化设计和施工方案，以减少不必要的施工成本。

●在一般情况下，不均匀沉降(地表角变位)和地表水平应变等对环境建筑物或管线的危害最大，所以深度较大的基坑应该允许有较大的总沉降和水平位移。

●不同的支护结构，确定位移量和最大位移发生的部位应有所区别。在施加预应力的多道锚撑支护中，最大水平位移发生在下部，而顶部的水平位移往往很小；悬臂桩支护的变形一般发生在基坑顶部，可以比桩锚式支护大一些；而相同条件下，土钉墙支护可以比桩锚支护有较大位移。

（5）预警标准

由于地区、地质条件、工程规模、基坑周围环境等方面的不同，对基坑变形监测的警戒值有所不同，目前国内尚无统一的基坑变形监测预警标准。但是监控报警指标一般以总变化量和变化速率两个量来控制,累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值，根据本基坑设计方案及综合各规范和我们的经验提出的工程报警指标如下表:

监测项目的报警值一般根据支护结构计算时的设计值和周围环境情况事先确定相应监测项目的报警值。如支护结构的位移变形和受力情况，周围环境的沉降位移在报警值允许范围内，可以认为支护结构和周围环境是安全的，工程施工可照常进行，否则应采取施工措施和相应的加固措施以确保基坑工程施工的安全。对以上报警值如有特殊要求，则遵照业主、监理、设计单位的意见。在基坑开挖过程中监测报警采用监测报告中的备注形式，如有该种现象发生则有关方均

要予以关注，加强巡视，采取得力措施以防患于未然；如达到极限值时则说明基坑施工安全受到严重的威胁，需采取加固应急措施。此外，如果基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆(如少量流砂、涌土、隆起、陷落等)均应及时采取应急措施，及时处理，排除工程事故隐患。除此以外，相关单位应加强巡视和目测，如发现下列现象之一应采取应急措施：建筑物的砌体部分出现宽度大于2mm的变形裂缝，局部出现大量地下水涌出，围护结构底部出现隆起等等情况。

1.2 某基坑桩锚支护体系变形监测方案设计

根据某基坑工程的支护方案及基坑开挖的实际进程，沿支护结构项部设置22个水平位移的监测点，基坑东北角的某大厦设置了12个沉降观测点，基坑西侧大桥的引桥设置了5个水平位移监测点，具体见图1其他监测点（如：水位监测点、道路沉降监测点、深层水平位移监测点）不做重点阐述。

图1 基坑监测点示意图

二、基坑监测数据与理论设计值的对比分析

2.1基坑监测主要数据汇总

整个项目基础部分（包括基坑工程）施工自2010年1月15日开始，2011年6月29日基本结束，历时1年零4个月，期间根据基坑开外的实际进程，测绘公司进行了细致认真的基坑监测，提供了大量准确的数据，为采取措施确保基础及周边建筑物、构筑物的安全提供了有力保障，以下是部分监测数据，见图2.1-a、2.1-b、2.1-c，其他数据不一一列举。

基坑水平位移变化曲线图 2.1-a （单位：mm）

2.2监测数据与理论设计值的对比

根据该项目基坑开挖至地下室结构施工期间的实际情况，发生位移及变形后产生较大影响的有两个部位，一、临近某大厦西侧的基坑，二、临近大桥引桥东侧的基坑，通过以下的监测点：W2、W3基坑水平监测点，JZ4、JZ5建筑沉降观测点；大桥东侧的W16、W17、W18、W19基坑水平监测点，大桥引桥上设置的QW2、QW3、QW4、QW5四个水平位移监测点，显然，基坑周边重要建筑物及构筑物的位移和沉降偏大，从2010年1月15日首次观测到2011年6月29日末次观测以来，该大厦沉降观测点最大值74.62mm已经远远超过该点的设计理论值20mm，该部位的裙房出现了较大的裂缝，已影响裙房的使用；基坑水平位移最大观测值50.4mm也远大于该点的设计理论值19.89mm；大桥引桥位移