南京某住宅樓深基坑開(kāi)挖安全監(jiān)測(cè)分析

施勝挺顧小鋒

(1江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院 南通 226000 2南通市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 南通 226000)

南京某住宅樓深基坑開(kāi)挖安全監(jiān)測(cè)分析

施勝挺1顧小鋒2

(1江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院 南通 226000 2南通市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 南通 226000)

通過(guò)對(duì)南京某住宅樓深基坑從基坑頂部水平位移、周邊道路管線沉降、周邊建筑物沉降、基坑外水位變化等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：基坑頂部水平位移僅一個(gè)部位超過(guò)報(bào)警值；由于基坑所處位置地質(zhì)條件較差，基坑開(kāi)挖深度較深，對(duì)周邊建筑物及道路管線的變形影響較大；深層位移、支撐軸力變化均在允許范圍內(nèi)，從整體上來(lái)看，基坑是穩(wěn)定的。

深基坑監(jiān)測(cè)；水平位移；沉降變化

1 工程概況

某住宅樓基坑開(kāi)挖深度約14.5米，三層地下室，支護(hù)形式采用三軸深攪樁止水，鉆孔灌注樁擋土加三層鋼筋混凝土內(nèi)支撐?；觽?cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)?；娱_(kāi)挖涉及土層為填土層、粉砂夾粉土層以及粉土層，底板標(biāo)高位于粉土層中。場(chǎng)地地形較平坦，對(duì)本工程有影響的地下水類型為孔隙潛水，埋深1.01～1.95米，水量豐富，易造成管涌、流砂工程事故?；?xùn)|側(cè)為一棟3層、一棟2層淺基礎(chǔ)低層房屋，距基坑約5米，一棟樁基礎(chǔ)建筑距基坑約10米；基坑南側(cè)為馬臺(tái)街，道路中心距基坑約12米；基坑西側(cè)為新模范馬路，道路中心距基坑約25米；基坑北側(cè)為一棟6層樁基礎(chǔ)居民樓，距基坑邊約10米。道路上管線眾多，基坑周邊環(huán)境復(fù)雜。

2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容、方法及監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程、建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范，監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括：（1）支護(hù)樁頂圈梁水平位移監(jiān)測(cè)（D1-D16）；（2）道路（管線）沉降（R1-R17）；（3）周邊建筑物沉降監(jiān)測(cè)（H1-H21）（4）支撐立柱沉/隆觀測(cè)（LZ1-LZ7）；（5）坑外地下水位的監(jiān)測(cè)（SW1-SW12）；（6）支護(hù)結(jié)構(gòu)深層位移監(jiān)測(cè)（CX1-CX8）；（7）支撐軸力的監(jiān)測(cè)（ZC1-1-ZC3-8）。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1。

本工程水平位移監(jiān)測(cè)方法采用小角度法，使用全鉆儀以及配套棱鏡組等進(jìn)行觀測(cè)；沉降監(jiān)測(cè)（周邊建筑物沉降、道路管線沉降、立柱沉/?。┎捎枚人疁?zhǔn)測(cè)量，在基坑周圍選埋4個(gè)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，與沉降觀測(cè)點(diǎn)、工作基點(diǎn)構(gòu)成沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)，在第一次施測(cè)結(jié)束后每?jī)蓚€(gè)月進(jìn)行一次復(fù)測(cè)，工作基點(diǎn)的復(fù)測(cè)周期為每月一次；深層水平位移（測(cè)斜）監(jiān)測(cè)采用測(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè)；支撐軸力監(jiān)測(cè)采用合適量程的鋼筋應(yīng)力計(jì)；地下水位的監(jiān)測(cè)采用SWJ90鋼尺水位儀。

圖1 基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖

3 監(jiān)測(cè)工況及頻率

監(jiān)測(cè)工作貫穿基坑土方開(kāi)挖到地下室側(cè)壁回填的全過(guò)程。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)于2011年11月11日開(kāi)始布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)并逐步完成初測(cè)，至2014年07月01日進(jìn)行最后一次監(jiān)測(cè)，歷時(shí)963天?；颖O(jiān)測(cè)進(jìn)程：2011年11月11日～2013年03月05日基坑開(kāi)挖表層土至第一層支撐澆注完畢階段；2013年03月05日～2013年04月22日基坑開(kāi)挖第一層支撐以下土方至第二層支撐澆筑完畢；2013年04月22日～2013年07月30日基坑開(kāi)挖第二層支撐以下土方至第三層支撐澆筑完畢；2013年07月30日～2013年12月07日基坑地板施工；2013年12月07日～2013年12月26日基坑第三層支撐拆除完畢；2013年12月26日～2014年02月20日基坑第二層支撐拆除完畢；2014年02月20日～2014年05月07日基坑第一層支撐拆除完畢；2014年05月07日～2014年07月01日施工至正負(fù)零及上部結(jié)構(gòu)施工。由于文章篇幅限制，筆者僅選取若干代表性監(jiān)測(cè)點(diǎn)變化情況加以分析。

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

4.1樁頂水平位移變形分析

圖2為部分代表性監(jiān)測(cè)點(diǎn)樁頂水平位移隨時(shí)間變化曲線。本次監(jiān)測(cè)中，基坑水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)D14的累計(jì)水平位移量最大，其累計(jì)位移量為35.1mm，略超過(guò)報(bào)警值（35mm），該點(diǎn)位于基坑南側(cè)，兩棟淺基礎(chǔ)建筑物旁，其余各點(diǎn)變化均小于D14，支護(hù)結(jié)構(gòu)總體基本有效的抑制了周邊土體的變形。在土方開(kāi)挖期間，由于表層土方開(kāi)挖，土壓力釋放較快，水平位移變化量隨基坑開(kāi)挖深度的加深而逐步加大，水平位移曲線呈連續(xù)上升的趨勢(shì)，水平位移累計(jì)變化量持續(xù)增加，變化最大點(diǎn)D10累計(jì)值達(dá)到21.7mm，變化速率平均0.16mm/d；在底板澆筑完成后，位移曲線逐步收斂，這個(gè)時(shí)期基坑水平位移逐步減小，這說(shuō)明墊層和底板的澆筑對(duì)抑制水平位移的發(fā)展起到了重要的作用，變化速率穩(wěn)定在0.02mm/d；在支撐拆除階段，應(yīng)力突然釋放，位移量有突變的趨勢(shì)，變化量逐步增加，變化速率達(dá)到0.5mm/d。支撐拆除后幾天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線趨于平穩(wěn)，說(shuō)明基坑已處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖2 水平位移隨時(shí)間變化曲線

4.2沉降變形分析

沉降變形監(jiān)測(cè)包括基坑周邊道路沉降監(jiān)測(cè)以及周邊建筑物沉降監(jiān)測(cè)。圖3為部分基坑周邊道路沉降隨時(shí)間變化曲線，其中，道路沉降觀測(cè)點(diǎn)R15的累計(jì)沉降量最大，其值為28.6mm，未超過(guò)報(bào)警值（30mm），此點(diǎn)位于基坑西南角上。主要原因是由于基坑開(kāi)挖初期進(jìn)行大面積強(qiáng)降水，坑外水位下降變化較大，導(dǎo)致道路沉降點(diǎn)下沉速率加快，基坑外水土平衡后，道路沉降速率有了明顯的減緩，最終整個(gè)基坑施工期間未對(duì)周邊道路造成大影響?；幽蟼?cè)三層建筑沉降觀測(cè)點(diǎn)H27的累計(jì)沉降量最大，其值為64.4mm，此棟建筑其他沉降觀測(cè)點(diǎn)變化同樣較大，分別為H29(60.5mm)、H31(53.5mm)、H28(54.5mm)。這主要是由于建筑物距離基坑較近，且為淺基礎(chǔ)，隨著表層土方開(kāi)挖并不斷加深，周邊土體固結(jié)沉降，導(dǎo)致地表下沉，建筑物受到影響，但隨著后期底板澆筑完畢后，周邊建筑物沉降趨勢(shì)也趨于穩(wěn)定。雖然此棟建筑沉降較大，但其最大差異沉降量H27-H28為1.03‰，低于報(bào)警值1.6‰。

圖3 基坑周邊道路和建筑物沉降隨時(shí)間變化曲線

4.3深層位移變形分析

圖4表示了在不同工況下基坑CX06監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)斜曲線，該點(diǎn)位于基坑南側(cè)中部位置。由圖可知，隨著基坑的開(kāi)挖，水平位移的最大值逐漸下移，深層位移觀測(cè)點(diǎn)最大值出現(xiàn)在CX06測(cè)點(diǎn)7m深度處其值為44.6mm，未超過(guò)報(bào)警值（50mm）。曲線在工程開(kāi)展期間呈“鼓肚型”特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)回筑期間受拆撐影響較大，距頂端0～5m范圍內(nèi)位移增大，累計(jì)值最終呈現(xiàn)上大下小的狀態(tài)。分析數(shù)據(jù)得知，該基坑在施工過(guò)程中深層位移受拆撐影響最大，其他期間屬于正常范圍。

4.4支撐軸力分析

各支撐在土方開(kāi)挖階段受力值整體持續(xù)增加，當(dāng)?shù)装鍧仓戤吅筝S力有所平緩甚至下降，底板的澆筑能有效地減小支撐受力。圖5表示了三層支撐軸力最大值的變化情況，如圖所示，一層混凝土支撐軸力最大值發(fā)生在基坑陽(yáng)角的ZC1-7測(cè)點(diǎn)，其值為4345.0kN，未超過(guò)報(bào)警值(4500kN)；二層混凝土支撐軸力最大值發(fā)生在東北角的ZC2-5測(cè)點(diǎn)，其值為6192.3kN，低于報(bào)警值（10352 kN）；三層混凝土支撐軸力最大值發(fā)生在西北角的ZC3-1測(cè)點(diǎn)，其值為3967.7kN，低于報(bào)警值（5756 kN）。說(shuō)明整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。

圖4 基坑CX06測(cè)斜曲線

圖5 支撐軸力變化曲線

4.5立柱沉隆變形分析

基坑內(nèi)土方開(kāi)挖導(dǎo)致土層隆起變形，坑底隆起變形導(dǎo)致立柱樁上浮，而豎向荷載會(huì)引起立柱樁的下沉。本工程中各沉/隆曲線在土方開(kāi)挖過(guò)程中變化不大，立柱沉/隆最大點(diǎn)為L(zhǎng)Z2，其下沉值為9.5mm，遠(yuǎn)低于報(bào)警值（12.0mm），基坑施工過(guò)程中立柱樁比較穩(wěn)定。

4.6基坑外地下水位變化分析

整個(gè)觀測(cè)期間，基坑在開(kāi)挖前進(jìn)行大面積強(qiáng)降水，周邊水位下降變化速率較大最大變化速率達(dá)到40mm/d，之后在工程進(jìn)行過(guò)程中，坑外水位隨著坑內(nèi)降水強(qiáng)度的變化而上下起伏?？傮w而言，除基坑南側(cè)SW11、SW12受回灌影響外，基坑土方開(kāi)挖對(duì)坑外地下水位影響較小，變化量處于報(bào)警值以內(nèi)。

5 主要結(jié)論

通過(guò)對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的分析，可以得到以下結(jié)論：

（1）水平位移除監(jiān)測(cè)點(diǎn)D14的累計(jì)水平位移量較大外，其他點(diǎn)均小預(yù)警報(bào)值，支護(hù)結(jié)構(gòu)總體基本有效的抑制了周邊土體的變形。

（2）由于基坑所處位置地質(zhì)條件較差，基坑開(kāi)挖深度較深，對(duì)周邊建筑物及道路管線的變形影響較大，但基坑底板澆筑后周邊建筑物及周邊道路沉降速率均有所減小，說(shuō)明底板的澆筑對(duì)基坑變形能起到很好的抑制作用。

[1] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). JGJ 120-2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社. 2012.

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). GB 50497-2009 建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京： 中國(guó)計(jì)劃出版社. 2009.

[3]劉國(guó)彬, 王衛(wèi)東. 基坑工程手冊(cè)（第二版）[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2009

TU473.1

A

1007-6344（2017）05-0267-02

岑森裕，1990年11月19日，雅化集團(tuán)三臺(tái)有限公司，爆破工程技術(shù)