佛山某深基坑變形監(jiān)測(cè)分析

蔣詠民(廣州大學(xué)土木工程學(xué)院)

佛山某深基坑變形監(jiān)測(cè)分析

蔣詠民
(廣州大學(xué)土木工程學(xué)院)

基坑變形監(jiān)測(cè)是對(duì)基坑的變形和周邊環(huán)境的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一門技術(shù)。以佛山某深基坑作為研究對(duì)象，首先對(duì)本監(jiān)測(cè)的目的作了闡述，接著列舉了所要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，最后通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所取得的數(shù)據(jù)，選取地下連續(xù)墻水平位移和基坑周邊土體沉降項(xiàng)目進(jìn)行解讀與分析，并總結(jié)出有益的結(jié)論。

深基坑；監(jiān)測(cè)；變形

1 引言

不斷密集的人口促使建筑物往越來(lái)越高的高度發(fā)展，同時(shí)地下空間的發(fā)展在技術(shù)的進(jìn)步下也蘊(yùn)含著巨大的潛能。當(dāng)今，特別是在一些一、二線城市，深基坑工程越來(lái)越普遍，因此得到了更多的重視與研究。深基坑的施工往往伴隨著極強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng)，基坑的開(kāi)挖勢(shì)必引起周圍土體應(yīng)力場(chǎng)的變化[1]。地基周邊的土體會(huì)受到基坑施工的影響而產(chǎn)生變形和沉降，這可能導(dǎo)致基坑周邊房屋的開(kāi)裂破壞，甚至導(dǎo)致周邊道路的沉降因而埋下交通安全隱患。

由于地下土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性,單單根據(jù)地質(zhì)勘察資料和室內(nèi)土工試驗(yàn)參數(shù)來(lái)確定設(shè)計(jì)和施工方案,往往含有許多不確定因素[2]。僅僅依靠理論上的合理性及以往工程所積累的經(jīng)驗(yàn)是不完善的。本文借助佛山某深基坑項(xiàng)目監(jiān)測(cè)工程實(shí)例，對(duì)此深基坑監(jiān)測(cè)的目的與項(xiàng)目進(jìn)行了介紹說(shuō)明，選取部分監(jiān)測(cè)項(xiàng)目代表性地進(jìn)行解讀與分析，總結(jié)出一些有益的見(jiàn)解，希望為地區(qū)類似深基坑工程提供有限的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

2 工程概況

工程基坑開(kāi)挖的面積為110×70㎡；基坑四周東西南北面分別臨近二成星棚、建設(shè)路、新桂路、振華路，且周邊馬路都比較靠近開(kāi)挖的基坑?；訑M采用樁基礎(chǔ)，開(kāi)挖深度15.59m，周長(zhǎng)約360m，設(shè)有地下室4層，底板設(shè)計(jì)標(biāo)高約為相對(duì)高程-14.70m。因開(kāi)挖深、基坑大、土層分布較差，為確?；雍椭苓叚h(huán)境的穩(wěn)定和變形要求，采用了地下連續(xù)墻+5m寬×5m深攪拌樁作坑內(nèi)加固+三道內(nèi)支撐的支護(hù)形式。地下連續(xù)墻厚800mm，進(jìn)入中風(fēng)化巖深度不少于1m，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為1年。

3 基坑監(jiān)測(cè)

3.1監(jiān)測(cè)目的

深基坑開(kāi)挖工程較其它普通工程存在著更高的風(fēng)險(xiǎn)，在基坑開(kāi)挖過(guò)程中不僅要保障基坑自身的安全，更重要的是要保證基坑周邊整體環(huán)境的穩(wěn)定。對(duì)深基坑定期監(jiān)測(cè)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異常變化時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)告相關(guān)部門，討論制定相應(yīng)的處理措施，對(duì)施工的方法進(jìn)行改進(jìn)，必要時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，力求安全化與經(jīng)濟(jì)化。

基坑監(jiān)測(cè)的目的如下：

⑴使設(shè)計(jì)中所需的各種假設(shè)以及參變量得到實(shí)踐的驗(yàn)證。在信息化手段下，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工和基坑的開(kāi)挖具有引導(dǎo)作用。

⑵異常情況能得到及早發(fā)現(xiàn)?；又苓叚h(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)都會(huì)因?yàn)榛拥拈_(kāi)挖而發(fā)生相應(yīng)的應(yīng)力變化和應(yīng)變變化，通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，利于相關(guān)部門及時(shí)采取相應(yīng)的措施，為周邊建筑及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全提供保障，確保一切處于正常。

3.2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

⑴連續(xù)墻頂部沉降及其水平位移的監(jiān)測(cè)

基坑的開(kāi)挖過(guò)程中，周圍地層、道路及建筑物位移與支護(hù)系統(tǒng)的位移是有很大內(nèi)在關(guān)聯(lián)的，所以這就使得對(duì)基坑開(kāi)挖深度和相應(yīng)位移變化量關(guān)系的掌握顯得尤為重要。將地下連續(xù)墻水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在冠梁上。

⑵連續(xù)墻深層水平位移監(jiān)測(cè)

采用專業(yè)測(cè)斜儀來(lái)測(cè)量連續(xù)墻在不同深度位置水平方向的變形，在地下連續(xù)墻體內(nèi)事先埋下測(cè)量所需管道，這種用于將來(lái)放測(cè)頭的管道長(zhǎng)度應(yīng)大于地下圍護(hù)墻的高度。從所埋管道的最低點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量。管道的最底部應(yīng)插至穩(wěn)定土體中。

⑶基坑周邊地下水位監(jiān)測(cè)

對(duì)基坑外地下水位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能很好地反映基坑結(jié)構(gòu)的止水性能，同時(shí)地下水是否流失的情況也能有效地反映出來(lái)。

⑷基坑水平支撐軸力監(jiān)測(cè)

使用振弦式鋼筋測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量混凝土內(nèi)支撐的支撐軸力。

⑸立柱的沉降監(jiān)測(cè)

在柱子所支撐相應(yīng)的支撐梁頂部位置布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

⑹基坑周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)

對(duì)周邊房屋、道路的沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.3部分項(xiàng)目監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

表1 工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和預(yù)計(jì)工作量統(tǒng)計(jì)

圖1 基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖

⑴連續(xù)墻深層水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明基坑北部和南部測(cè)斜值較大，應(yīng)引起警戒，并提前做好預(yù)警措施。CX01在2013/11/26累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，截至2014年4月27日基坑底板澆筑完成時(shí)的累計(jì)值為74.96mm；CX02在2013/12/1累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為68.78mm；CX04在2013/11/25累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為64.97mm；CX05在2013/11/25累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為64.68mm；CX06在2013/12/12累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為45.19mm；CX07在2013/12/1累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為49.28mm；CX08在2013/11/29累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為37.02mm；CX09在2013/11/18累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為91.68mm；CX10 在2013/11/18累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為70.75mm；CX12在2014/3/4累計(jì)值達(dá)報(bào)警值，累計(jì)值為48.14mm；其他深測(cè)孔均顯示正常。選取1號(hào)和9號(hào)測(cè)斜孔代表性的進(jìn)行分析，繪出其在不同時(shí)間段測(cè)斜的水平位移值隨深度的變化，如圖2，可以看出不同孔的基坑圍護(hù)水平位移具有相似特征，即地下連續(xù)墻累計(jì)最大位移的區(qū)域是隨挖深的不斷增加從基坑上部往基坑下部移動(dòng)的，且上部與下部的變形差量逐漸增大。連續(xù)墻水平方向最大變形發(fā)生在基坑的底面附近，即深度15m左右。

圖2 連續(xù)墻深層水平位移-深度變化曲線

⑵周邊土體沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

對(duì)已布設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)在未施工前就開(kāi)始進(jìn)行監(jiān)測(cè)，設(shè)定初始高程和坐標(biāo)值。直至2014年4月基坑底板澆筑完成時(shí)，基坑西側(cè)新桂路最大沉降點(diǎn)為CJ14，累積沉降量為10.38mm?；?xùn)|側(cè)二層星棚附近最大沉降點(diǎn)為CJ03，累積沉降量為41.03mm。基坑北側(cè)振華路最大沉降點(diǎn)為CJ23，累積沉降量為66.83mm?；幽蟼?cè)建設(shè)路最大沉降點(diǎn)為CJ06，累積沉降量為66.04mm。整體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，基坑南側(cè)與北側(cè)部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降較大，其中CJ06、CJ07、CJ22、CJ23的沉降值均已達(dá)到50mm以上，可能與兩側(cè)建筑物較密集有關(guān)，應(yīng)予以重視。將部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)至2014年8月17日累計(jì)沉降值隨時(shí)間變化繪制得到圖3，由圖可以看出這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)隨時(shí)間變化沉降量是不斷增加的。前3個(gè)月由于基坑挖深較淺及第1、2道支撐的澆筑對(duì)周圍土體變形有抑制作用的原因，基坑周圍的土體沉降較緩慢。而之后隨著深度增加及開(kāi)挖速度的加快，累計(jì)沉降速率較前期增快，而在2013年12月基坑開(kāi)挖到底后，周圍土體沉降增長(zhǎng)速率依舊很高。2014年4月隨著底板澆筑的完成，此后基坑周圍土體漸漸趨于穩(wěn)定，沉降速率開(kāi)始趨于平緩。

圖3 周邊土體沉降-時(shí)間變化曲線

4 結(jié)語(yǔ)

⑴該基坑主要采用連續(xù)墻+深攪拌樁+三道內(nèi)支撐的支護(hù)形式，對(duì)基坑周圍土體的地表沉降和水平位移起到了有效控制，而且還加強(qiáng)了基坑底板的抗隆起性。由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，盡管一些數(shù)據(jù)值大于工程所要求的控制值，但是沒(méi)有對(duì)周邊道路、建筑物造成不利影響。

⑵監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，從基坑開(kāi)挖到底到基坑底板的澆筑完成這段時(shí)間里，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)值的波動(dòng)仍然很大，說(shuō)明時(shí)間效應(yīng)對(duì)深基坑支護(hù)工程的影響不可忽略，在基坑開(kāi)挖卸載還沒(méi)有支撐的情況下，越長(zhǎng)時(shí)間的暴露，基坑的變形就越大。那么對(duì)于一些對(duì)變形要求比較嚴(yán)格的項(xiàng)目，我們可以考慮使用鋼結(jié)構(gòu)支撐。

⑶地下工程中的深基坑工程較其它普通工程風(fēng)險(xiǎn)要大，所以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和反饋比較重要?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的位移、沉降都應(yīng)盡量控制在允許的范圍內(nèi)。在掌控基坑變形的同時(shí)，預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，必要時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案，轉(zhuǎn)被動(dòng)為主動(dòng)，使基坑工程更加效率化，經(jīng)濟(jì)化。

［1］沙愛(ài)敏，呂凡任，邵紅才.某商業(yè)中心深基坑變形監(jiān)測(cè)與分析［J］.施工技術(shù)，2014，43(4):101-104．

［2］姚黔貴.城市深基坑變形監(jiān)測(cè)的實(shí)施［J］.貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,34(2):96-99.