濱海新區(qū)貽芳托老所基坑支護(hù)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)

孔慶宇 王廣祿 馬希磊

(交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，天津 300456)

濱海新區(qū)貽芳托老所基坑支護(hù)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)

孔慶宇 王廣祿 馬希磊

(交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，天津 300456)

依托濱海新區(qū)貽芳托老所基坑支護(hù)工程，分別對(duì)基坑進(jìn)行沉降、水平位移、地下水位和鋼支撐內(nèi)力等項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，并對(duì)數(shù)據(jù)作了及時(shí)分析、反饋、預(yù)警，結(jié)果表明，各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)處于可控范圍內(nèi)，有效保障了基坑工程及周邊建筑在施工期間的安全，實(shí)現(xiàn)了深基坑工程信息化施工。

基坑支護(hù)，監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)分析

由于城市的迅猛發(fā)展，基建工程中基坑的開(kāi)挖深度也越來(lái)越深?；訂?wèn)題逐漸成了設(shè)計(jì)和施工的重要問(wèn)題之一。在不同地質(zhì)條件下基坑施工受到許多諸如荷載條件、土質(zhì)軟弱、基坑滲水以及周邊建筑和管線等的不利影響，施工期間極易發(fā)生坑壁坍塌失穩(wěn)，進(jìn)而引起鄰近建筑物的傾斜或開(kāi)裂，管線的破裂滲漏等問(wèn)題，造成巨大的損失和影響。為了確保基坑設(shè)計(jì)、施工的可靠性，除了在分析模型、計(jì)算方法、選用概率理論來(lái)盡量擬合實(shí)際情況以外，還必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)作為確?；庸こ淌┕ぐ踩煽窟M(jìn)行的必要和有效手段，對(duì)于驗(yàn)證原設(shè)計(jì)方案、局部調(diào)整施工參數(shù)以及改進(jìn)和提高設(shè)計(jì)水平等具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

濱海新區(qū)貽芳托老所(貽芳嘉園社區(qū)服務(wù)站)項(xiàng)目基坑支護(hù)工程位于天津市濱海新區(qū)春香路與海宇道交口，貽芳嘉園南側(cè)。

基坑開(kāi)挖深度4.95 m，采用放坡+密排工字鋼的支護(hù)體系?；觾?nèi)采用無(wú)砂大口管井降水?；油饪拷ёo(hù)樁設(shè)置觀測(cè)井，井位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整?；又ёo(hù)安全等級(jí)為三級(jí)。

基坑位于貽芳嘉園南側(cè)，兩者之間有一條約2 m寬的道路，基坑?xùn)|側(cè)為春香路，南側(cè)為海宇道?？紤]到東側(cè)的春香路和南側(cè)的海宇道離基坑較遠(yuǎn)，已經(jīng)超出了基坑開(kāi)挖的影響范圍，故考慮基坑開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境的影響時(shí)僅對(duì)基坑與貽芳嘉園之間的道路進(jìn)行監(jiān)測(cè)?；游鱾?cè)為托老所項(xiàng)目的淺基礎(chǔ)所在地，后續(xù)還需要處理，因此不需要考慮基坑開(kāi)挖對(duì)其的影響。

2 監(jiān)測(cè)目的

基坑的開(kāi)挖是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，與之有關(guān)的穩(wěn)定和環(huán)境影響也是個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。因此，加強(qiáng)在施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)，有助于快速反饋施工信息，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采用最優(yōu)的工程對(duì)策，保證基坑及周邊環(huán)境安全，保證建設(shè)工程的順利進(jìn)行。

受地質(zhì)條件、材料性質(zhì)、荷載條件、施工條件和外界其他因素的復(fù)雜影響，基坑開(kāi)挖過(guò)程中，理論預(yù)測(cè)不能全面準(zhǔn)確地反映工程的各種變化。有必要在理論背景下有計(jì)劃地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

通過(guò)監(jiān)測(cè)以期達(dá)到以下目的：

1)通過(guò)與理論預(yù)測(cè)值作比較，判斷近期施工參數(shù)和施工工藝能否達(dá)到預(yù)期要求，并對(duì)下一步的施工工藝和施工進(jìn)度控制，進(jìn)而切實(shí)實(shí)現(xiàn)信息化施工，保證基坑安全施工。

2)通過(guò)原位觀測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)參數(shù)、與工程勘察資料的可靠性。

3)為設(shè)計(jì)單位進(jìn)一步優(yōu)化方案，提供數(shù)據(jù)支持，使工程安全、施工快捷、經(jīng)濟(jì)合理。

4)通過(guò)跟蹤監(jiān)測(cè)基坑開(kāi)挖不同階段的即時(shí)信息，確?；犹幱诎踩\(yùn)行的狀態(tài)。

3 監(jiān)測(cè)實(shí)例分析

通過(guò)方案組織濱海新區(qū)貽芳托老所的基坑監(jiān)測(cè)，獲取支護(hù)樁頂豎向位移、支護(hù)樁頂水平位移、圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移、周圍道路和建筑豎向位移原位數(shù)據(jù)，并做如下分析。

3.1 支護(hù)樁頂豎向位移數(shù)據(jù)分析

基坑支護(hù)樁頂?shù)呢Q向位移監(jiān)測(cè)成果如圖1所示。

通過(guò)各點(diǎn)豎向位移統(tǒng)計(jì)表和累計(jì)豎向位移隨時(shí)間變化曲線可以得到各豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共同的變形規(guī)律：與樁頂水平位移類似，樁頂?shù)呢Q向位移同樣主要發(fā)生在基坑開(kāi)挖和支撐拆除兩個(gè)階段；隨著時(shí)間的推移，尤其是基坑支撐拆除回填之后，累計(jì)豎向位移逐漸趨于穩(wěn)定。與樁頂水平位移相比，樁頂豎向位移發(fā)生量較小，基本都在20 mm以內(nèi)。以下是對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的具體分析。

5月27日～6月2日基坑開(kāi)挖期間，最大日位移量達(dá)3 mm/d，未超過(guò)5 mm/d的日變化量限值，累計(jì)位移量最大為9 mm，未超過(guò)30 mm的累計(jì)位移限值，同時(shí)發(fā)生在ZD08號(hào)點(diǎn)。在隨后基坑施工期間豎向位移變量都在1 mm/d以內(nèi)，沒(méi)有發(fā)生超限情況，基本穩(wěn)定，但隨著6月24日基坑支撐的拆除，各觀測(cè)點(diǎn)的豎向位移量略微有所增大，最大日位移量為4 mm/d，但未超過(guò)5 mm/d的日變化量限值，發(fā)生在ZD07號(hào)點(diǎn)，經(jīng)之后連續(xù)觀測(cè)，該點(diǎn)豎向位移逐漸趨于穩(wěn)定；累計(jì)位移量最大為16 mm，未超過(guò)30 mm的累計(jì)位移限值，發(fā)生在ZD08號(hào)點(diǎn)。6月25日，由于施工需要，拔出部分工字鋼，受其影響部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)了反彈的現(xiàn)象。由基坑支護(hù)樁頂豎向位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，整個(gè)監(jiān)測(cè)期間，最大日豎向位移變化速率為4 mm/d，未超過(guò)5 mm/d的日位移限值，發(fā)生在ZD07號(hào)點(diǎn)，最大累計(jì)豎向位移量為21 mm，未超過(guò)30 mm的累計(jì)位移限值，發(fā)生在ZD08號(hào)點(diǎn)。從豎向位移后期變化數(shù)據(jù)來(lái)看，豎向位移變化量很小，未超過(guò)報(bào)警限差，可見(jiàn)，在基坑整個(gè)開(kāi)挖和施工期間，基坑豎向位移是穩(wěn)定的，滿足規(guī)范的要求。

3.2 支護(hù)樁頂水平位移數(shù)據(jù)分析

基坑支護(hù)樁頂?shù)乃轿灰票O(jiān)測(cè)成果如圖2所示。

通過(guò)各點(diǎn)水平位移統(tǒng)計(jì)表和累計(jì)位移隨時(shí)間變化曲線可以得到各水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共同的變形規(guī)律：基坑支護(hù)樁頂?shù)乃轿灰浦饕l(fā)生在基坑開(kāi)挖和支撐拆除兩個(gè)階段；隨著時(shí)間的推移，累計(jì)水平位移逐漸趨于穩(wěn)定。以下是對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的具體分析。

3.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移數(shù)據(jù)分析

通過(guò)各點(diǎn)深層水平位移統(tǒng)計(jì)表和深層水平位移隨時(shí)間變化曲線可以得到各深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共同的變形規(guī)律：與樁頂水平位移類似，深層水平位移同樣主要發(fā)生在基坑開(kāi)挖初期和工字鋼拔出兩個(gè)階段；隨著時(shí)間的推移，尤其是基坑工字鋼拔出之后，深層水平位移逐漸趨于穩(wěn)定。

5月27日～6月2日基坑開(kāi)挖期間，位移變化速率最大達(dá)到9.9 mm/d，接近10 mm/d的限值，累計(jì)位移量最大為25.5 mm，未超過(guò)50 mm的累計(jì)位移限值，但隨后基坑施工期間變化逐漸收斂，趨于穩(wěn)定。7月16日拔出北側(cè)工字鋼后，位移變化速率達(dá)到9.9 mm/d，接近10 mm/d的限值，累計(jì)位移量超出了50 mm的限差要求，同時(shí)北側(cè)地面出現(xiàn)裂縫，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，我方發(fā)布了預(yù)警，現(xiàn)場(chǎng)施工人員全部撤離，隨后我方進(jìn)行了加密觀測(cè)，連續(xù)觀測(cè)3 d，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，位移逐漸趨于穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)施工。由基坑深層水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，整個(gè)基坑開(kāi)挖期間，最大日深層水平位移變化速率為9.9 mm/d，接近10 mm/d的日位移限值，最大累計(jì)水平位移為96.9 mm，超出了50 mm的限差要求，發(fā)生在1 m深度處。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，大部分深層水平位移量都發(fā)生在工字鋼拔出后，因此在下一步的施工過(guò)程中，應(yīng)特別注意拔樁的規(guī)范性和基坑回填的壓實(shí)度要求，保證拔樁后周邊土體的安全。

3.4 周圍道路和建筑豎向位移數(shù)據(jù)分析

周圍建筑豎向位移監(jiān)測(cè)成果如圖3所示。

通過(guò)周圍建筑豎向位移數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表和累計(jì)豎向位移隨時(shí)間變化曲線可以得到各豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共同的變形規(guī)律：開(kāi)挖結(jié)束后隨著時(shí)間的推移，累計(jì)豎向位移逐漸趨于穩(wěn)定；臨近基坑位置的測(cè)點(diǎn)豎向位移較遠(yuǎn)離基坑的測(cè)點(diǎn)大。

由豎向位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，道路上累計(jì)豎向位移量分別為12 mm，10 mm和9 mm，明顯大于較遠(yuǎn)的建筑物上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)；最大日豎向位移變化速率為1 mm/d，經(jīng)整個(gè)基坑開(kāi)挖期間連續(xù)觀測(cè)，所有豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)穩(wěn)定，不存在安全隱患。

3.5 地下水位數(shù)據(jù)分析

基坑支護(hù)樁頂?shù)呢Q向位移監(jiān)測(cè)成果如圖4所示。

通過(guò)地下水位數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表和地下水位標(biāo)高隨時(shí)間變化曲線可以得到各地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)共同的變形規(guī)律：地下水位的下降主要發(fā)生在基坑的開(kāi)挖期間，人工降水使地下水位下降明顯，但隨著基坑的開(kāi)挖完畢，地下水位逐漸趨于穩(wěn)定。

由豎向位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，基坑開(kāi)挖期間，地下水位變化速率最大達(dá)到671 mm/d，這主要是由基坑開(kāi)挖期間人工降水造成的，沒(méi)有對(duì)基坑造成影響?；娱_(kāi)挖后期，地下水位趨于穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

1)本工程2014年5月開(kāi)始進(jìn)行基坑支護(hù)和開(kāi)挖，2014年7月地下結(jié)構(gòu)施工完畢，到回填土完成，未發(fā)生險(xiǎn)情和任何重大事故。本監(jiān)測(cè)工程通過(guò)合理安排，儀器布置恰當(dāng)，及時(shí)、準(zhǔn)確協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)整體工程做出正確的評(píng)價(jià)和監(jiān)控。

2)結(jié)合建筑物沉降、基坑周邊道路和位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，基坑周圍建(構(gòu))筑物整體豎向位移較小，基坑施工沒(méi)有對(duì)周邊環(huán)境造成不良影響，基坑施工較好的保護(hù)了周邊的建(構(gòu))筑物。

3)2014年5月29日，基坑開(kāi)挖后，支護(hù)樁頂ZD08號(hào)點(diǎn)位移突然增大，超過(guò)限差要求，我院根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)向監(jiān)理報(bào)警，并通知業(yè)主和施工單位，督促施工單位及時(shí)停工，保證了基坑施工的安全進(jìn)行。

4)通過(guò)本次監(jiān)測(cè)對(duì)基坑施工進(jìn)行了信息化指導(dǎo)，確保了人身、基坑及周邊環(huán)境的安全，保證了各項(xiàng)工作順利進(jìn)行。

5)拔樁期間深層水平位移變化較大，累計(jì)位移超過(guò)限差要求，在下一步施工過(guò)程中，應(yīng)特別注意拔樁的規(guī)范性和基坑回填的壓實(shí)度要求，以保證拔樁后周邊土體的安全。

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OnfoundationsupportengineeringmonitoringtechniqueatYifangNursingHomeofBinhaiNewZone

KONGQing-yuWANGGuang-luMAXi-lei

(TianjinWaterTransportationEngineeringAcademy,MinistryofTraffic,Tianjin300456,China)

Based on the foundation support project at Yifang Nursing Home in Binhai New Zone, the paper monitors the settlement of the foundation pit, horizontal displacement, underwater level and the internal force of the steel support, undertakes the timely analysis, feedback and warning, and proves by the result that, all sorts of parameter can be controlled within the scopes, so as to ensure the safety of the foundationpit project and surroundings, and realize the informationized construction at the deep foundation pit projects.

foundation pit support, monitoring, data analysis

1009-6825(2014)33-0043-03

2014-09-19

孔慶宇(1982- )，男，高級(jí)工程師； 王廣祿(1982- )，男，工程師； 馬希磊(1984- )，男，工程師

TU463

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