監(jiān)測(cè)技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用研究

鄭漢欽

摘要：在深基坑開挖施工過程中，基坑周邊土體應(yīng)力狀態(tài)改變引起土體及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，由于土體的不均勻性，理論設(shè)計(jì)模型無法完全真實(shí)反映土體實(shí)際應(yīng)力及變形情況.因此，在深基坑開挖施工過程中，需對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍土體及建（構(gòu)）筑物進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，以全面了解工程實(shí)際變形情況及變形趨勢(shì)，進(jìn)而驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)，修正施工方法，確保工程順利進(jìn)行.本文結(jié)合具體工程實(shí)例，介紹監(jiān)測(cè)技術(shù)在深基坑工程施工中的應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：深基坑;支護(hù)結(jié)構(gòu);監(jiān)測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU473? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2019）01-0103-03

基坑工程是一個(gè)涉及地質(zhì)、水文、氣象等條件及土力學(xué)、結(jié)構(gòu)、施工組織和管理等學(xué)科的系統(tǒng)工程.隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市土地資源越來越緊張，基坑工程呈現(xiàn)出了開挖面積大、深度深等特點(diǎn)，且在基坑開挖過程中，土體性狀和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)都在不斷變化，顯然用傳統(tǒng)的固定不變的計(jì)算模型和參數(shù)來描述不斷變化的土體性狀是不合適的.為確?；庸こ痰捻樌┕?，需要對(duì)基坑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，利用監(jiān)測(cè)結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，進(jìn)行信息反饋優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工便捷的目的[1].

1 工程概況

某基坑位于福州溫泉公園路北側(cè)、福壽巷東側(cè).整個(gè)場(chǎng)地設(shè)2層地下室，寬約63m，長約68m，開挖深度為9.200～9.600m，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為Ⅰ級(jí).采用圍護(hù)樁+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護(hù)型式，圍護(hù)樁采用SMW工法樁（詳見圖1）.

場(chǎng)地土自上而下依次為：①雜填土：松散、層厚約3.2m;②淤泥：流塑性、層厚約16.6m;③粉質(zhì)粘土：可塑、層厚約5m;④卵石：中密～密實(shí)、層厚約15m.

基坑開挖范圍內(nèi)的地下水主要為，上部雜填土層中的孔隙潛水，總體透水性較強(qiáng)，富水性較好，直接受大氣降水和相鄰地表水滲流補(bǔ)給，混合穩(wěn)定水位埋深為1.40～1.80m.基坑采用明挖法施工，施工期約6個(gè)月.

2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)頻率及設(shè)計(jì)預(yù)警值

2.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容（詳見圖2）

在深基坑開挖施工過程中，針對(duì)基坑實(shí)際情況，主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容為：

（1）深層水平位移（測(cè)斜）監(jiān)測(cè)：采用鉆孔埋入法埋設(shè)測(cè)斜管，測(cè)斜管埋入土體深度大于圍護(hù)樁埋深，約為20～23m.采用測(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè).

（2）坡頂沉降、立柱沉降監(jiān)測(cè)：在基坑維護(hù)樁樁頂每15～20m水平位移監(jiān)測(cè)，在基坑維護(hù)樁樁頂每15～20m布置一個(gè)觀測(cè)標(biāo)志，用精密水準(zhǔn)儀配合2米銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行沉降觀測(cè)，用全站儀進(jìn)行坡頂水平位移監(jiān)測(cè).

（3）地下水位監(jiān)測(cè)：采用鉆孔埋入法埋設(shè)水位觀測(cè)管，管壁中下部采用礫石回填，上部采用粘土填實(shí)止水.采用SC型鋼尺水位分層沉降儀進(jìn)行觀測(cè).

（4）立柱沉降監(jiān)測(cè)：在支撐立柱上布置沉降觀測(cè)點(diǎn)，用精密水準(zhǔn)儀配合2米銦鋼水準(zhǔn)尺觀測(cè)其在基坑開挖過程中的沉降（回彈）變形量.

2.2 監(jiān)測(cè)頻率及設(shè)計(jì)預(yù)警值

根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)說明及《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB 50497-2009）相關(guān)條文要求，本工程監(jiān)測(cè)頻率及報(bào)警指標(biāo)如下表1、表2.

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 深層水平位移（測(cè)斜）監(jiān)測(cè)

在基坑開挖過程中，深層土體側(cè)向變形曲線整體均呈現(xiàn)上下小、中間大即“臌脹型”的變化規(guī)律，詳見下圖3.土體深層水平位移速率增大主要在土體開挖過程中和支撐拆除期間，而后均呈現(xiàn)收斂狀.施工期間由于周邊居民阻撓施工，第二道支撐未能及時(shí)跟進(jìn)支護(hù)，導(dǎo)致基坑中下部土體側(cè)向變形未能得到有效控制，各測(cè)點(diǎn)累計(jì)變形量最大值為29.30～78.18mm，均超出預(yù)警值，經(jīng)與設(shè)計(jì)、業(yè)主、施工、監(jiān)理溝通后，施工方采取緊急措施，如坡頂禁止車輛及建筑材料壓載、坑底回填土反壓等，減緩變形速度，至第二道支撐施工完成后，監(jiān)測(cè)數(shù)值逐漸趨于穩(wěn)定.

3.2 坡頂沉降與水平位移監(jiān)測(cè)

（1）基坑坡頂沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用測(cè)量釘埋置于冠梁上，其沉降變形量主要受樁體自重、施工荷載及基坑開挖引起的樁周摩阻力變化及樁底持力層影響，監(jiān)測(cè)期間坡頂沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)變化正常，累計(jì)沉降量為11.4～17.7mm，最大變化速率為0.43～1.63mm，均未超過設(shè)計(jì)預(yù)警值.

（2）基坑第一道支撐設(shè)計(jì)施工合理，基坑開挖過程中，坡頂土體向坑內(nèi)位移受到有效的控制，開挖施工期間，坡頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)水平位移量為14.7～20.1mm，最大變化速率為1.1～2.3mm，變形速率及累計(jì)變形量均未超過設(shè)計(jì)預(yù)警值.內(nèi)支撐拆除期間，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)由支撐式變?yōu)閼冶凼剑瑧?yīng)力釋放，圍護(hù)樁頂變形速度急劇加大，而后幾天即趨于收斂穩(wěn)定，說明圍護(hù)樁本身剛度有效發(fā)揮作用，較好的控制了基坑的側(cè)向變形[2].

3.3 地下水位監(jiān)測(cè)

本基坑開挖影響范圍內(nèi)主要土層為淤泥，其透水性差，采用集水明排方式排水，施工區(qū)間，地下（地表）水位變幅在223～437mm，未對(duì)基坑開挖產(chǎn)生不利影響.

3.4 立柱沉降監(jiān)測(cè)

影響立柱豎向位移的所有因素中，基坑坑底隆起與豎向荷載是最主要的兩個(gè)方面.基坑內(nèi)土方的開挖直接作用引起土體的隆起變形，坑底隆起引起立柱樁的上浮;而豎向荷載主要引起立柱的下沉.立柱與支撐之間以及支撐與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間形成剛度較大的整體，共同協(xié)調(diào)不均勻變形.本項(xiàng)目立柱沉降很小，累計(jì)最大沉降4.26mm，累計(jì)最小沉降2.87mm.

4 監(jiān)測(cè)小結(jié)

（1）由于場(chǎng)地及地質(zhì)條件情況復(fù)雜，應(yīng)在充分了解場(chǎng)地地質(zhì)條件、施工工藝、周邊環(huán)境因素及支護(hù)設(shè)計(jì)方案的情況下，編制可行、有效、經(jīng)濟(jì)的監(jiān)測(cè)方案.

（2）通過本基坑工程監(jiān)測(cè)分析，基坑安全存在隱患的主要階段為基坑開挖階段和支護(hù)結(jié)構(gòu)拆除階段.基坑的開挖對(duì)周圍土體影響最大，開挖過程中工期的拖延對(duì)基坑有很不利的影響.本基坑開挖量大，但進(jìn)度緩慢，造成土體變形速率收斂慢，累計(jì)值超出預(yù)警值.

（3）本基坑工程監(jiān)測(cè)工作頻率合理，監(jiān)測(cè)結(jié)果較好地反應(yīng)了基坑支護(hù)的變形情況，監(jiān)測(cè)工作能緊密配合施工，達(dá)到了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)安全施工的目的.說明監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的布設(shè)科學(xué)合理，技術(shù)措施恰當(dāng)，監(jiān)測(cè)過程和結(jié)果的質(zhì)量較高.

5 結(jié)束語

深基坑施工質(zhì)量直接影響整個(gè)高層建筑的主體質(zhì)量，為了防止由于設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)而導(dǎo)致的深基坑工程事故，應(yīng)切實(shí)做好深基坑在施工開挖過程中的變形監(jiān)測(cè)，全面反映基坑安全狀況，最大限度地保障深基坑工程施工安全、減免不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失[3].

參考文獻(xiàn)：

〔1〕張學(xué)文.建筑密集區(qū)地鐵車站深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中外公路，2018，38（02）：40-44.

〔2〕趙慶強(qiáng).深基坑混凝土內(nèi)支撐拆除技術(shù)在城市復(fù)雜地形條件下的應(yīng)用[J].中國建設(shè)信息化，2018（07）：76-78.

〔3〕時(shí)綠艷，包榮萍等.測(cè)技術(shù)在地下室基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，39：37-39.