某基坑支護(hù)工程及周邊建筑物的監(jiān)測(cè)與分析

喬開(kāi)放

摘? 要：該文對(duì)某基坑工程本身及周邊建筑進(jìn)行了坡頂水平和豎向位移、地下水位、深層水平位移（測(cè)斜）及對(duì)周邊建、構(gòu)筑物豎向位移進(jìn)行了全面的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，分析基坑的變形規(guī)律以及周邊建筑物在基坑施工期間的變形規(guī)律，分析結(jié)果顯示：在基坑土方開(kāi)挖、降水施工階段，基坑支護(hù)變形明顯較大，通?；娱L(zhǎng)邊方向中間部位的變形情況比較大，因周邊建筑物及構(gòu)筑物采用了深基礎(chǔ)和合理的基坑支護(hù)措施，其變形位移受到基坑的影響較小，基坑支護(hù)總體變形在規(guī)范允許范圍內(nèi)，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)符合一般基坑工程變形規(guī)律。所得結(jié)論可為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：基坑施工? 監(jiān)測(cè)? 周邊建筑物? 深基礎(chǔ)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）10（b）-0000-00

Monitoring and Analysis of a Foundation Pit Support Project and Surrounding Buildings

QIAO Kaifang

（Jianyan Test Group Co.， Ltd.， Xiamen， Fujian Province， 361000 China）

Abstract： In this paper， the horizontal and vertical displacement of the slope top， the groundwater level， the deep horizontal displacement （inclinometer） and the vertical displacement of the surrounding buildings and structures of a foundation pit project itself and its surrounding buildings are monitored comprehensively and dynamically， and the deformation law of the foundation pit and the surrounding buildings during the construction of the foundation pit is analyzed. The deformation of foundation pit support is obviously large， usually the deformation of the middle part of the long side of the foundation pit is relatively large， because the surrounding buildings and structures adopt deep foundation and reasonable foundation pit support measures， their deformation and displacement are less affected by the foundation pit， the overall deformation of foundation pit support is within the allowable range of the specification， and the monitoring indicators are in line with the general deformation law of Foundation Pit Engineering. The conclusions can provide a reference for related research.

Key Words：Foundation pit; Construction monitoring; Surrounding buildings; Deep foundation

基坑監(jiān)測(cè)屬于一種信息化施工手段，即在開(kāi)挖基坑和地下工程施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)基坑的變形情況以及周?chē)h(huán)境的變化情況，然后分析監(jiān)測(cè)結(jié)果并反饋給施工，起到指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工的作用[1-2]?；颖O(jiān)測(cè)也是保證施工安全和進(jìn)度的有效措施，該文通過(guò)對(duì)某基坑工程本身及周邊建筑的全面監(jiān)測(cè)，分析基坑施工期間的變形規(guī)律，指出基坑施工過(guò)程需重點(diǎn)關(guān)注的部位，供類(lèi)似工地施工參考。

1工程介紹

某工程建設(shè)房屋為地下1層，地上5棟26～31層框剪結(jié)構(gòu)建筑群，占地面積約19 845.2 m2，總建筑面積83 245.2 m2，基坑開(kāi)挖深度4.20～5.10 m，基坑總周長(zhǎng)約580 m，基坑平面為多邊形，其中最長(zhǎng)直邊約165.00 m，基坑鄰近學(xué)校位置采用拉森鋼板樁支護(hù)，支護(hù)深度約12.0 m。該工程?hào)|側(cè)為已建公路，南側(cè)及西側(cè)為已建實(shí)驗(yàn)小學(xué)，西側(cè)及北側(cè)為菜地，按照設(shè)計(jì)，該項(xiàng)目土方開(kāi)挖期間嚴(yán)格按照分段分塊分層開(kāi)挖、開(kāi)挖一層支護(hù)一層的方案，嚴(yán)格控制基坑周邊變形情況。該項(xiàng)目場(chǎng)地勘察期間揭示場(chǎng)地初見(jiàn)水位1.00～2.80 m，穩(wěn)定水位埋深為3.50～4.40 m，場(chǎng)地地下水屬潛水類(lèi)型，在基坑施工過(guò)程中采用降水井控制地下水位，隨著基坑開(kāi)挖按需降水。

2監(jiān)測(cè)方案

在基坑施工過(guò)程中，測(cè)量基坑變形和其影響范圍內(nèi)的環(huán)境變形、被保護(hù)對(duì)象的變形以及其它與施工有關(guān)的項(xiàng)目或量值，從而及時(shí)了解變化情況，做到信息化施工，這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)也是評(píng)價(jià)基坑安全和環(huán)境安全情況的重要依據(jù);將在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)跟設(shè)計(jì)值（或預(yù)警值）相對(duì)比，若大于某個(gè)限值時(shí)就需要及時(shí)采取控制措施，避免支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大程度的變形與破壞，同時(shí)避免周?chē)牡缆?、建筑物產(chǎn)生較大變形或者受到損傷[3-6]。

根據(jù)該工程特點(diǎn)和對(duì)監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在基坑施工開(kāi)始及過(guò)程中對(duì)基坑的水平位移、垂直沉降、深層水平位移、地下水位和周邊道路、圍墻變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)施工進(jìn)度，觀測(cè)頻次為：當(dāng)基坑開(kāi)挖深度<2 m，2～3 d觀測(cè)1次;當(dāng)基坑開(kāi)挖深度>4 m，1～2 d觀測(cè)1次;當(dāng)基坑開(kāi)挖深度>5 m，1 d觀測(cè)2次;如底板澆筑時(shí)間<7 d，1 d觀測(cè)1次;如7 d<底板澆筑時(shí)間<14 d，3 d觀測(cè)1次;如14 d<底板澆筑時(shí)間<28 d，5 d觀測(cè)1次;如底板澆筑時(shí)間>28 d，7 d觀測(cè)1次。初始位移觀測(cè)不少于2次;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值、變化量較大或變形速率加快時(shí)，應(yīng)加密監(jiān)測(cè)頻率，監(jiān)測(cè)變化較小，則可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況降低監(jiān)測(cè)頻率。該次基坑支護(hù)施工及周邊建構(gòu)筑物平面分布相對(duì)位置和主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置情況詳見(jiàn)圖1。

3基坑施工安全的控制指標(biāo)要求

（1）基坑水平位移監(jiān)測(cè)：累計(jì)位移量大于30 mm;或位移速率大于2 mm/d;基坑豎向位移監(jiān)測(cè)：累計(jì)沉降量超過(guò)30 mm，或沉降速率超過(guò)2 mm/d。

（2）深層水平位移監(jiān)測(cè)：累計(jì)位移量大于30 mm，或沉降速率大于23 mm/d。

（3）周邊建筑物沉降監(jiān)測(cè)：累計(jì)位移量大于20 mm，或沉降速率大于2 mm/d。

（4）周邊圍墻沉降監(jiān)測(cè)：累計(jì)位移量大于20 mm，或沉降速率大于2 mm/d。

（5）地下水位監(jiān)測(cè)：累計(jì)變化大于1 000 mm，或沉降速率大于500 mm/d。

4基坑監(jiān)測(cè)分析

4.1基坑水平/豎向位移監(jiān)測(cè)

該次基坑監(jiān)測(cè)自2019年9月5日至2021年2月25日共進(jìn)行69次變形觀測(cè)，分析圖2和圖3可知，基坑共計(jì)25個(gè)坡頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)水平位移量處于7～26 mm，基坑的25個(gè)坡頂垂直沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)豎向位移量在5～27 mm之間因基坑面積大各區(qū)域施工進(jìn)度的不同，起始觀測(cè)時(shí)間以鄰近區(qū)域施工開(kāi)始為起點(diǎn)，故各觀測(cè)點(diǎn)起始時(shí)間不一致，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明基坑施工開(kāi)挖期間影響較大，隨著基坑的土方開(kāi)挖完成及地下結(jié)構(gòu)施工，變形速率漸漸下降，水平變形和豎向變形都在規(guī)范允許值內(nèi)，支護(hù)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，這也表明該次基坑施工拉森鋼板樁支護(hù)對(duì)基坑變形有較好的控制作用。

4.2深層水平位移（測(cè)斜）監(jiān)測(cè)

該次基坑監(jiān)測(cè)自2019年9月5日至2021年2月25日共對(duì)基坑周邊共12個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了47次變深層水平位移（測(cè)斜）監(jiān)測(cè)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)深層水平位移量處于3.55～18.15 mm，均未超過(guò)報(bào)警值（限于篇幅限制，該次僅給出部分測(cè)斜觀測(cè)點(diǎn)的h-曲線(xiàn)）。分析圖4和圖5可知，距離基坑頂部水平位移大，向基坑方向水平位移，呈懸臂式位移分布，隨著深度的增加水平位移逐漸減少，在距離基坑定部約12 m的位置，位移變化值可忽略不計(jì)（測(cè)斜管底板已進(jìn)入硬臺(tái)層）。同時(shí)，該基坑為多邊形，長(zhǎng)邊位置的最大變形量都比短邊位置的大，跨中的變形比拐角位置大，具體原因是短邊和角部的約束比長(zhǎng)邊更強(qiáng);基坑一側(cè)為空地的大于基坑一側(cè)有建筑物的，這主要是因?yàn)槠渲苓叺慕ㄖ锞鶠樯罨A(chǔ)，該類(lèi)別的基礎(chǔ)成型后對(duì)土體具有一定的約束作用。

4.3地下水位監(jiān)測(cè)

該次地下水位監(jiān)測(cè)自2019年9月5日至2021年2月25日共對(duì)4個(gè)水位觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了40次地下水位觀測(cè)，考慮到水位變化將會(huì)導(dǎo)致水土流失，從而影響到建筑物的安全，該次水位觀測(cè)點(diǎn)主要布置在有周邊有建筑物的西南側(cè)。圖6顯示，該次4個(gè)地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)變化量在207～484 mm之間，顯然基坑的施工確實(shí)對(duì)水位變化有一定的影響，但是有效的措施可確保其不超過(guò)規(guī)范限值，從而保護(hù)周邊建筑物的安全。

5周邊道路、圍墻及建筑物變形監(jiān)測(cè)分析

5.1道路及建筑物變形監(jiān)測(cè)

該次道路及建筑物變形監(jiān)測(cè)自2019年8月2日至2021年6月29日共對(duì)41個(gè)道路、24個(gè)建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行82次變形觀測(cè)。圖7、圖8表明，在基坑施工初期系開(kāi)挖階段對(duì)道路及建筑物的影響較大，隨著基坑開(kāi)挖完成，地下室結(jié)構(gòu)施工的推進(jìn)，變形雖然有所增加，但增長(zhǎng)平穩(wěn)且緩慢，在整個(gè)地下室基坑支護(hù)施工期間變化速率和累計(jì)沉降量在6～8 mm之間，也就是說(shuō)拉森鋼板樁對(duì)土體的約束作用的有效性以及將長(zhǎng)條形的基坑按比較短的邊分層開(kāi)挖，有利于降低地表及建筑物沉降位移。

5.2圍墻沉降監(jiān)測(cè)

該次道路變形監(jiān)測(cè)自2019年8月2日至2021年6月29日對(duì)10個(gè)圍墻沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了82次變形觀測(cè)，圖8顯示，累計(jì)沉降量在11.4～13.8 mm，均未超過(guò)規(guī)范限值，證明本項(xiàng)目采取的措施可降低地面沉降位移。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。

（1）基坑施工開(kāi)挖期間影響較大，隨著基坑底板施工、結(jié)構(gòu)施工完成，變形速率變小，在整個(gè)基坑開(kāi)挖回填期間，基坑的水平、豎向位移及深層水平位移（測(cè)斜）均未超過(guò)規(guī)范允許值，水平位移呈懸臂式分布，符合基坑變形規(guī)律，這也表明該次基坑施工拉森鋼板樁支護(hù)是有效的，按比較短的邊分層開(kāi)挖長(zhǎng)條形基坑，將大基坑分塊分段開(kāi)挖留土的空間作用，可以有效控制和減少基坑及周邊環(huán)境變形。

（2）基坑施工，當(dāng)基坑呈多邊形時(shí)，長(zhǎng)邊位置的最大變形量均大于短邊位置，跨中的變形大于拐角位置的，這是由于短邊或角部約束相對(duì)更其長(zhǎng)邊會(huì)更強(qiáng);其次，基坑一側(cè)為空地的大于基坑一側(cè)有建筑物的，這主要是因?yàn)槠渲苓叺慕ㄖ锞鶠樯罨A(chǔ)，該類(lèi)別的基礎(chǔ)成型后對(duì)土體具有一定的約束作用。

（3）通過(guò)觀測(cè)基坑工程地下水水位來(lái)控制周?chē)叵滤幌陆档挠绊懛秶统潭?，防止基坑周邊水土流失并檢驗(yàn)降水效果，該項(xiàng)目采取按需降水，合理控制水位，地下水隨著開(kāi)挖深度的增加逐步下降，使降水對(duì)周邊建筑物和環(huán)境的影響減少到最低限度，確保其不超過(guò)規(guī)范限值，從而保護(hù)周邊建筑物的安全。

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