某深基坑工程基于監(jiān)測(cè)成果的變形分析

代雪梅

（重慶科融建筑工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，重慶 400054）

0 引言

為滿足持續(xù)增長(zhǎng)的市民住宅、出行、停車、商業(yè)等功能的需要，在用地日益緊張的密集城市中心，加大了對(duì)地下空間的開(kāi)發(fā)和利用，開(kāi)挖深度超過(guò)30m、長(zhǎng)度達(dá)1000m、護(hù)壁樁打入地下超40m深的基坑已屢見(jiàn)不鮮。為保證深基坑工程安全順利地進(jìn)行，對(duì)在基坑開(kāi)挖和結(jié)構(gòu)砌筑施工期間引發(fā)的土體性狀、鄰近建筑、周邊環(huán)境、地下設(shè)施等的變化開(kāi)展嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)深基坑動(dòng)態(tài)施工?；颖O(jiān)測(cè)技術(shù)[1]在深基坑工程中的應(yīng)用，便于及時(shí)掌握基坑施工狀況，以及提前采取有效的防護(hù)手段以減小變形對(duì)基坑施工的不利影響，同時(shí)可以盡量避免可能產(chǎn)生的安全隱患，提高施工作業(yè)的安全性，使城市建設(shè)能夠更加安全高效。

1 工程概況

如表1所示，該工程位于重慶市某商圈核心地段，建成后將作為地下室停車庫(kù)、商業(yè)賣場(chǎng)和辦公樓，建筑紅線占地面積約6250m2，基坑開(kāi)挖面積約5100m2，開(kāi)挖深度約22m，為一級(jí)基坑。新建場(chǎng)地四周環(huán)繞道路，場(chǎng)地內(nèi)部地形平坦、交通便利，原始地形屬剝蝕淺丘地貌，原有磚混結(jié)構(gòu)住房，后被拆除，現(xiàn)場(chǎng)地為雜填土回填平場(chǎng)后形成的臨時(shí)停車場(chǎng)，場(chǎng)地周圍已建高約2m圍墻，現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)地形呈臺(tái)地形，上部平臺(tái)標(biāo)高約333.00m，平臺(tái)上隱約可見(jiàn)原有住房殘留的墻體線、鋼筋混凝土橫梁線，在西側(cè)為一雜填土拋填形成的斜坡，斜坡坡度約30°，場(chǎng)地最大高差約5m。該場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造單元位于龍王洞背斜東南翼，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，勘察場(chǎng)區(qū)內(nèi)部未見(jiàn)基巖出露，在場(chǎng)地西北角直線距離150m遠(yuǎn)處基巖出露段測(cè)得巖層產(chǎn)狀為135°∠12°，層面結(jié)合差，屬硬性結(jié)構(gòu)面，巖體較完整，呈大塊狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，區(qū)內(nèi)及鄰近地段未發(fā)現(xiàn)斷層，場(chǎng)地巖體裂隙較發(fā)育。據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪及鉆探揭露，場(chǎng)地地層有第四系全新統(tǒng)雜填土、粉質(zhì)粘土和侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖和砂巖。

表1 工程概況表

2 場(chǎng)地影響分析

（1）場(chǎng)地穩(wěn)定性與適宜性

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，新建建筑場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)任何崩塌、滑坡、斷層及危巖等不良地質(zhì)現(xiàn)象，水文、構(gòu)造地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，地下水不發(fā)育且無(wú)斷層通過(guò)。

（2）新建工程施工與周邊相鄰建構(gòu)筑物影響

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，擬建場(chǎng)地周邊建筑較多，不乏重要高層建筑，且距新建建筑地下車庫(kù)邊線較近，場(chǎng)地用地紅線周圍及場(chǎng)區(qū)內(nèi)部管線密集，地下車庫(kù)的平場(chǎng)開(kāi)挖可能對(duì)周邊建筑、管線等造成影響，因此在平場(chǎng)開(kāi)挖前應(yīng)采取有效措施對(duì)基坑邊坡進(jìn)行支護(hù)，對(duì)管線進(jìn)行保護(hù)。

（3）地下水及地表水對(duì)建筑物的影響

新建場(chǎng)地為剝蝕淺丘地貌，場(chǎng)地地下水貧乏，但雨季雜填土中存在上層滯水，施工中應(yīng)加強(qiáng)場(chǎng)地排水工作，同時(shí)，地下車庫(kù)基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)采取防水排水措施。

3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及頻率

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及基坑周邊環(huán)境，結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，該基坑工程進(jìn)行以下項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)工期分別為：施工階段監(jiān)測(cè)工期為270d，項(xiàng)目竣工后進(jìn)行運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)工期為2年。本文只對(duì)基坑開(kāi)挖及地下結(jié)構(gòu)施工階段的監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行介紹。監(jiān)測(cè)內(nèi)容及頻率[2]如表2，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置如圖1。

表2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及頻率

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置示意圖

3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

1）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，基坑抗滑樁施工、基坑開(kāi)挖及地下結(jié)構(gòu)施工期間，周邊地表、管線及建筑各監(jiān)測(cè)點(diǎn)整體差異沉降較小，變形曲線較為平緩、變化均勻，在地下結(jié)構(gòu)施工完成后，各點(diǎn)位沉降變化逐漸趨于穩(wěn)定，說(shuō)明抗滑樁對(duì)基坑施工控制周邊附屬設(shè)施及結(jié)構(gòu)變形具有重要的工程意義。但基坑開(kāi)挖時(shí)期周邊地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)位JF04和JF13存在沉降急劇增大現(xiàn)象，最大變化達(dá)16.62mm，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位造成破壞。JF04位于基坑?xùn)|側(cè)抗滑樁外地表、JF13位于基坑北側(cè)抗滑樁外地表，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及施工進(jìn)度分析，該點(diǎn)位沉降突變主要是由于擋板工程施工相對(duì)滯后造成樁間土體流失引起，施工單位及時(shí)采取措施，使得土體流失得到有效控制，并對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行恢復(fù)，繼續(xù)測(cè)量。周邊地表、管線及建筑豎向位移如圖2所示。

圖2 周邊地表、管線及建筑豎向位移-時(shí)間曲線圖

2）冠梁上監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置于冠梁施工完成后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明冠梁頂部水平位移和豎向位移均隨基坑開(kāi)挖深度的增加而增大，豎向位移變化更為明顯，累計(jì)最大水平位移為JC03點(diǎn)2.51mm、累計(jì)最大豎向位移為JC01點(diǎn)2.22mm。地下結(jié)構(gòu)施工期間，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明冠梁頂部水平位移和豎向位移變化很小并逐漸趨于穩(wěn)定。整個(gè)基坑開(kāi)挖和地下結(jié)構(gòu)施工期間，冠梁頂部位移變形趨勢(shì)平滑、均勻，無(wú)突變等異?，F(xiàn)象，基坑底部墊層、底板澆筑完成后，支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部變形得到了有效抑制，變化速率明顯減小并逐漸趨于穩(wěn)定，在較短時(shí)間內(nèi)變形得到了收斂。冠梁水平位移如圖3所示，冠梁豎向位移如圖4所示。

3）地下水位監(jiān)測(cè)時(shí)間始于基坑開(kāi)挖前，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及日期，基坑開(kāi)挖前期地下水位較為穩(wěn)定，在一定范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)，開(kāi)挖后期和地下結(jié)構(gòu)施工階段，由于枯水期的到來(lái)，水位呈逐漸下降趨勢(shì)，變化均勻。一般來(lái)說(shuō)，地下水的影響是基坑周邊土體發(fā)生變形的因素之一，在基坑監(jiān)測(cè)中，地下水位的監(jiān)測(cè)應(yīng)該作為其中重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，主要是對(duì)基坑開(kāi)挖過(guò)程中或開(kāi)挖后圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控是否存在圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水引起坑外大量水土向坑內(nèi)流動(dòng)。該基坑工程監(jiān)測(cè)中，地下水位監(jiān)測(cè)孔共4個(gè)，地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)D02及其鄰近地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)JF11的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最為完整，所以本文選取D02和JF11兩點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析其變化規(guī)律來(lái)分析地下水位與地表沉降的相關(guān)性。根據(jù)由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的地下水位——地表沉降曲線圖（圖5），基坑開(kāi)挖過(guò)程中地表沉降持續(xù)增長(zhǎng)，地下水位前期波動(dòng)較為穩(wěn)定，然后持續(xù)下降；地下結(jié)構(gòu)施工階段，地表沉降逐漸趨于穩(wěn)定，地下水位仍持續(xù)下降。在基坑工程具有良好的止水效果時(shí)，地下水位和地表沉降無(wú)明顯相關(guān)性。

圖3 冠梁水平位移-時(shí)間曲線圖

圖4 冠梁豎向位移-時(shí)間曲線圖

圖5 地下水位-地表沉降曲線圖注：圖中地下水位為首次監(jiān)測(cè)的相對(duì)水位高度

4）深層水平位移的監(jiān)測(cè)時(shí)間與地下水位監(jiān)測(cè)相同，監(jiān)測(cè)孔共4個(gè)，選取具有代表性的S02和S04監(jiān)測(cè)孔進(jìn)行分析，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明深層水平位移隨基坑開(kāi)挖和地下結(jié)構(gòu)施工發(fā)生變化，通常淺部較深部向坑內(nèi)水平位移變化大，累計(jì)位移最大量均發(fā)生在樁身上部1/3范圍內(nèi)，該工程累計(jì)位移最大量發(fā)生在S04監(jiān)測(cè)孔距地表約7m處。深度-水平位移如圖6所示。

圖6 深度-水平位移曲線圖

4 結(jié)語(yǔ)

深基坑工程施工過(guò)程中，應(yīng)確保其支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境體系受施工影響程度在可控制的范圍，制定詳細(xì)的監(jiān)測(cè)方案并嚴(yán)格、靈活按其執(zhí)行是必要的手段之一，從而及時(shí)掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境體系變形情況，保證基坑施工安全。根據(jù)該工程監(jiān)測(cè)結(jié)果分析基坑變形規(guī)律[3]得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1）在基坑開(kāi)挖階段，周邊地表[4]、管線沉降趨勢(shì)明顯，在地下結(jié)構(gòu)施工期間變化趨勢(shì)有所減緩但仍較明顯，直到地下工程結(jié)束沉降趨勢(shì)慢慢趨于穩(wěn)定；

2）在基坑開(kāi)挖階段，支護(hù)結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)位移趨勢(shì)非常明顯，在地下結(jié)構(gòu)施工期間，支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移趨于平緩，直至趨于穩(wěn)定，最大變形位置與基坑開(kāi)挖完成時(shí)保持一致；

3）在整個(gè)基坑施工過(guò)程中，地下水位變化較為規(guī)律，說(shuō)明其受基坑開(kāi)挖影響較小，同時(shí)也說(shuō)明地下水位并非為影響支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、周邊環(huán)境體系沉降的重要原因；

4）基坑監(jiān)測(cè)工作在本次深基坑施工的變形預(yù)警中起到了重要作用，由于反饋及時(shí)，有效降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，確保了作業(yè)安全。