明挖法深基坑施工變形觀測與分析

孔樂

（青島市市政工程管理處，山東 青島 266000）

隨著我國城市地鐵新建工程如火如荼地開展，明挖法深基坑的施工技術(shù)在地鐵建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用明挖法施工技術(shù)時，一般開挖的基坑深度都比較深，并且伴隨深基坑內(nèi)部土體被挖出，深基坑周邊的土層應(yīng)力發(fā)生改變，甚至整個土層移動。明挖法深基坑施工會引起表面位移發(fā)生變化，甚至會產(chǎn)生地面的沉降及圍護結(jié)構(gòu)的沉降，有時還會發(fā)生水平位移。如果地面沉降的范圍超過一定的限度，就會危及深基坑周圍地面建筑物的正常使用或者是周圍管線的正常使用，給深基坑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來不利的影響，嚴重危及施工安全。因此，我們在施工過程中必須要控制對深基坑有害的變形，在深基坑開挖過程中對深基坑的維護結(jié)構(gòu)及深基坑周圍的臨時建筑物、波及范圍內(nèi)的地下管線、深基坑周圍的土體進行科學的監(jiān)測，然后將監(jiān)測的數(shù)據(jù)作為標準，對深基坑進行動態(tài)的管理控制，用以確保施工安全。

1 相關(guān)工程概況

本工程是雙層結(jié)構(gòu)，下面是復合墻結(jié)構(gòu)，全部長度為265 m，其中，頂板的厚度約為2.5 m；采用的施工方法是明挖順作法，并且將地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的一部分進行施工。在深基坑進行施工時，將地下連續(xù)墻作為周圍的圍護結(jié)構(gòu)，其中，地下連續(xù)墻厚度約為800 mm，內(nèi)襯的厚度約為600 mm。標準段深基坑的開挖深度約為16 m，磚頭深基坑的開挖深度約為17 m，在基坑開挖時分層分段同時開挖。沿著深基坑開挖深度方向設(shè)置1道混凝土的支撐，同時設(shè)置3道鋼管支撐。在車站進行施工期間，需要重點保護距離端頭約15 m的一整棟商業(yè)住房。

2 監(jiān)測點位置的設(shè)置

我們要對施工的有害變形進行監(jiān)測，就必須在車站設(shè)置監(jiān)測點，這樣才能夠及時預報施工過程中出現(xiàn)的變形問題，并且要利用先進的信息化建設(shè)手段，用監(jiān)測出的數(shù)據(jù)科學地指導工程開挖，努力確保整個地下管線及周圍建筑物的安全，確保深基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

監(jiān)測點的布置需遵循以下幾點原則：①連續(xù)墻墻體的監(jiān)測。對于連續(xù)墻墻體的監(jiān)測，可以在維護的支撐墻內(nèi)預先埋設(shè)測斜管，測斜管的厚度與墻的厚度相同，每個測斜管的間距約為20 m，需要保證基坑每一條邊上都有相應(yīng)的監(jiān)測點。②維護墻頂位移監(jiān)測。維護墻頂?shù)奈灰票O(jiān)測點主要沿基坑的周邊布置，監(jiān)測點的距離約為20 m。③支撐的軸力監(jiān)測。支撐的軸力監(jiān)測主要依靠軸力計，選擇測試的截面不應(yīng)該產(chǎn)生拉應(yīng)力，然后沿著深基坑開挖深度的方向每3個開挖段并成一組進行實際測量。④深基坑周邊地表沉降的監(jiān)測。地表周圍沉降的監(jiān)測與維護墻頂位移監(jiān)測采用同一觀測斷面，主要針對深基坑深度2倍范圍內(nèi)的地表沉降進行監(jiān)測。⑤地下水位的監(jiān)測。地下水位的監(jiān)測點主要布置在基坑的長邊，并且數(shù)量不少于3個，同時在適當位置要進行加密監(jiān)測，確保數(shù)據(jù)的準確性。⑥深基坑周圍地表層建筑物沉降監(jiān)測。在施工范圍內(nèi)，需要對影響到的建筑物進行地表沉降監(jiān)測，監(jiān)測點需設(shè)置在建筑物之上，同時監(jiān)測點一般布置在建筑物的角點中點，每20 m左右布設(shè)一個。本工程建設(shè)的重點是位于深基坑15 m左右的一整棟商業(yè)住宅。⑦地下管線的監(jiān)測。該監(jiān)測點主要位于受到施工影響范圍內(nèi)的地下管線之處，并且監(jiān)測點之間的間距不能大于30 m。

3 對于變形監(jiān)測的結(jié)果分析

本工程端頭開挖土地主要分為4層，一共架設(shè)了5道支撐，其中，第一道支撐的結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一起共同澆筑，另外4道圍護結(jié)構(gòu)為鋼支撐。

3.1 地下連續(xù)墻的監(jiān)測結(jié)果

我們通過觀察每一個施工階段地下連續(xù)墻的側(cè)向位移變化量，并且對變化量進行仔細分析，可以發(fā)現(xiàn)在深基坑開挖的初期，地下連續(xù)墻變化范圍很小，產(chǎn)生的側(cè)向形變在底板澆筑之前就已經(jīng)發(fā)生，在底板澆筑之后地下連續(xù)墻的側(cè)向形變變化很小。

3.2 支撐軸力的監(jiān)測結(jié)果

通過觀察支撐阻力的變化圖像并且結(jié)合實際的施工情況，我們可以得到這樣的結(jié)論：隨著開挖深度的增加，第一道支撐阻力的變化一直不大，后期還可能有所降低。但是，由于本工程第一道支撐采用的是鋼筋混凝土支撐，因此可以有效避免掉撐稱的現(xiàn)象，這對約束深基坑的位移變化也起到了積極的作用。

3.3 建筑物的沉降監(jiān)測結(jié)果

我們主要觀測位于基坑15 m處的建筑物，這也是本基坑開挖中監(jiān)測的重點。通過觀察建筑物沉降觀測點的累計沉降，我們可以發(fā)現(xiàn)建筑物受到基坑開挖的影響比較小，在開挖7天以后，進度已經(jīng)基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)，并沒有發(fā)生特別大的沉降變化，并且沉降的變化量不大，沒有超過20 mm。這些情況反映了建筑物整體結(jié)構(gòu)性較好，同時每一個監(jiān)測點監(jiān)測結(jié)果差異很小。

3.4 管線的沉降

本工程施工范圍內(nèi)管線情況比較復雜，東部有600 mm的雨水管和400 mm的污水管，南部有1 400 mm的雨水管和500 mm的污水管，同時有28孔通信管及500，600，700 3根上水管，300和600兩根煤氣管及3根地下電纜，在施工的過程中都需要重點監(jiān)測和保護。這些管線在深基坑施工過程中反映的規(guī)律都比較相似，就是在底板澆筑完成1周以后便不再發(fā)生大的變形。從總體來看，所有管線的變形量都沒有超過10 mm，也就是不在預警的范圍之內(nèi)，所以累計的沉降量也比較小。

4 結(jié)束語

通過對本工程深基坑開挖所產(chǎn)生的變形進行監(jiān)測，我們可以得出以下幾點結(jié)論：①深基坑開挖具有明顯的時空效應(yīng)，快速開挖可以有效減小深基坑的變形；②當深基坑開挖到臨界的限度之后，圍護結(jié)構(gòu)對整個深基坑的變形作用減弱，這是加快底板的施工才是控制變形的關(guān)鍵所在；③在深基坑井坑周邊進行旋噴加固，不僅能夠減弱土體的沉降效應(yīng)，還能夠減少建筑物和管線的地表沉降；④在施工過程中，我們需要加強對施工影響范圍內(nèi)建筑物和地下管線的變形監(jiān)測，確保整個施工過程的安全。

參考文獻：

［1］朱文中.南京地鐵明挖法深基坑工程監(jiān)測技術(shù)［J］.山西建筑，2004，30（20）：67-68.