陳 濤，張 敏，李更召，翟 超，邢衛(wèi)民

（天津市勘察院，天津300191）

巖土工程具有地質(zhì)條件的不確知性、土性參數(shù)的不確定性以及荷載條件的多樣性等特點［1］，加之現(xiàn)場施工環(huán)境復(fù)雜多變，從而使得巖土工程具有很強的不可預(yù)見性，對于實際工程中可能遇到的多種問題，很難單純從理論上進行預(yù)測。此時，在理論指導下有計劃地進行現(xiàn)場工程的監(jiān)測工作顯得十分必要［2-4］。監(jiān)測工作是巖土工程信息化施工中不可缺少的重要部分，及時掌握基坑開挖過程中的動態(tài)變形情況，有利于優(yōu)化施工方案，縮短施工工期，降低施工成本［5-6］。以往有學者對深基坑監(jiān)測進行了研究，總結(jié)了深基坑開挖過程中圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移、圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移、立柱豎向位移、地下水位等監(jiān)測項目的變化規(guī)律。趙慶強等［7］對深圳地鐵2號線基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，總結(jié)出了基坑開挖過程中深層水平位移、周邊建筑物沉降及支撐軸力的變化趨勢。徐中華等［8］對上海銀行大廈深基坑監(jiān)測成果進行了研究，通過對監(jiān)測結(jié)果的分析，及時掌握了基坑的變形情況和對周圍環(huán)境的影響，達到及時調(diào)整施工方案的目的。安關(guān)峰等［9］對采用放坡土釘墻支護的廣州市小谷圍島地鐵站基坑的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，土體測斜結(jié)果表明基坑開挖過程中不同位置（剖面）錨索、錨桿、土釘發(fā)揮作用具有時間效應(yīng)，錨桿軸力變化小說明良好土層中錨桿（錨索）發(fā)揮作用強。周香蓮等［10］對采用逆作法施工的北侖電廠循環(huán)水泵房基坑進行現(xiàn)場監(jiān)測，通過對監(jiān)測結(jié)果的分析，總結(jié)出了逆作法施工中基坑的變形情況。

以前的學者多對建筑基坑及地鐵深基坑施工監(jiān)測進行了較為廣泛的研究，而針對緊鄰地鐵保護區(qū)的建筑基坑的監(jiān)測研究較少，天津某深基坑工程開挖面積較大，周圍環(huán)境復(fù)雜，緊鄰地鐵，以此基坑工程為研究對象，對基坑開挖過程中基坑的支護結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境進行監(jiān)測，對類似工程具有一定的工程實踐意義。

1 工程概況

某基坑工程項目場地擬建建筑物為地下3層，地上兩棟高層住宅及商業(yè)用房，最高建筑物高度近200m，基坑最深約為18.4m，基坑面積約為8 856 m2，采用三道混凝土支撐，該基坑為一級基坑。周邊環(huán)境復(fù)雜，緊鄰地鐵，其地下室外墻線與地鐵控制線接近，其外墻距地鐵結(jié)構(gòu)最近處約9m。本文對此基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測的結(jié)果進行分析，并將理論與實踐相結(jié)合，綜合其研究成果對監(jiān)測工作進行歸納總結(jié)，為基坑的現(xiàn)場監(jiān)測工作提供重要的參考資料。

2 監(jiān)測方案

本基坑采用雙輪銑水泥擋土墻進行止水，鉆孔灌注樁進行支護，混凝土三道支撐，基坑支護剖面圖如圖1所示。

圖1 基坑支護剖面圖

2.1 基坑監(jiān)測內(nèi)容

結(jié)合基坑的具體情況，對基坑進行監(jiān)測點布點并合理選擇監(jiān)測儀器，基坑監(jiān)測項目及監(jiān)測儀器見表1，監(jiān)測點布點圖見圖2。

表1 監(jiān)測項目及監(jiān)測儀器

圖2 監(jiān)測點平面布置圖

2.2 監(jiān)測頻率

本基坑為一級基坑，根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》［11］（GB50497-2009），監(jiān)測頻率見表2。

需要注意的是，監(jiān)測期間如遇異常情況，若日變化量較大時，需適當增加監(jiān)測頻率，直至變化穩(wěn)定為止。

2.3 監(jiān)測報警值

本基坑監(jiān)測報警值見表3。

表2 施工階段監(jiān)測頻率

表3 監(jiān)測報警值

在監(jiān)測過程中，當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過報警值時，及時通知相關(guān)部門，并采取相應(yīng)的預(yù)警措施。

2.4 監(jiān)測結(jié)果分析

2.4.1 圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移分析

基坑的圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移監(jiān)測采用滑動式測斜儀進行監(jiān)測，由于基坑距離地鐵較近，本次監(jiān)測重點是靠近地鐵一側(cè)的基坑變形情況，需對靠近地鐵一側(cè)的監(jiān)測點進行重點監(jiān)測，現(xiàn)對地鐵一側(cè)的CX8、CX9、CX10監(jiān)測點的監(jiān)測結(jié)果進行分析，深層水平位移隨時間的變化曲線見圖3～圖5（圖中，圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移朝向基坑內(nèi)側(cè)方向為正）。

圖3 CX8深層水平位移隨時間變化曲線

圖4 CX9深層水平位移隨時間變化曲線

圖5 CX10深層水平位移隨時間變化曲線

由圖3～圖5可以看出，基坑施工過程中，隨著土方開挖以及各道支撐施工的進行，基坑的深層水平位移表現(xiàn)出一定的變化。2013年3月7日，測得各監(jiān)測點的初始值，隨后，現(xiàn)場進入土方開挖階段。由監(jiān)測結(jié)果可以看出，在隨后的土方開挖過程中，各監(jiān)測點的深層水平位移呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，漲幅較大。3月17日開始第一道支撐的施工，隨后的監(jiān)測周期內(nèi)，各監(jiān)測點的深層水平位移呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，但漲幅有限。至4月12日，第一道支撐施工完畢，隨后進行第一道支撐以下的土方開挖，在土方開挖過程中，各監(jiān)測點的深層水平位移增加，5月21日開始第二道支撐的施工，至6月11日施工完畢，在支撐施工期間，各監(jiān)測點的深層水平位移漲幅有限。7月15日第三道支撐施工完畢，此時，CX8、CX9、CX10監(jiān)測點深層水平位移的最大值分別達到了32.53mm、40.82mm、35.44mm，隨后進行基坑的底板施工，8月18日底板施工完畢，CX8、CX9、CX10監(jiān)測點深層水平位移的最大值分別為34.24mm、43.21mm、41.80mm，8月25日，底板施工完畢后正在進行地下主體結(jié)構(gòu)施工，此時，CX8、CX9、CX10監(jiān)測點深層水平位移的最大值分別為35.07mm、43.79mm、42.92mm，最大位移值均朝向基坑方向，且均低于報警值。CX8、CX9、CX10均是靠近地鐵一側(cè)的監(jiān)測點，其監(jiān)測結(jié)果對于整個基坑工程而言具有代表性。并且，為了盡量減少對地鐵的影響，施工過程中應(yīng)對靠近地鐵一側(cè)的監(jiān)測點進行重點監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果顯示，在基坑施工過程中，各監(jiān)測點的深層水平位移均未達到報警值。

2.4.2 圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移分析

為了更好的了解基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形情況，需對基坑的圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移進行監(jiān)測，由于靠近地鐵一側(cè)是本次監(jiān)測工作的重點，現(xiàn)對靠近地鐵一側(cè)的水平位移監(jiān)測點JC9、JC11、JC13的監(jiān)測結(jié)果進行分析，圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移隨時間的變化曲線見圖6（圖中，圍護結(jié)構(gòu)水平位移朝向基坑內(nèi)側(cè)方向為正）。

圖6 圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移隨時間變化曲線

由圖6可以看出，在基坑施工過程中，圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移呈現(xiàn)出波浪式上揚趨勢。土方開挖是一個卸荷的過程，圍護結(jié)構(gòu)頂部的水平位移逐漸增大，而各道支撐的施工抑制了水平位移增大的趨勢。在基坑底板施工完畢后，圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移逐漸趨于穩(wěn)定，JC9、JC11、JC13監(jiān)測點水平位移的最大值分別為13.9mm、19.0mm、6.5mm（朝向基坑內(nèi)側(cè)），均未超出報警值。

2.4.3 立柱豎向位移分析

選取基坑的立柱豎向位移監(jiān)測點LZ5、LZ6、LZ7的監(jiān)測結(jié)果進行分析，立柱豎向位移隨時間的變化曲線見圖7（圖中，立柱豎向位移上升為正）。

圖7 立柱豎向位移隨時間變化曲線

由圖7可以看出，隨著基坑施工的進行，立柱的豎向位移逐漸增加，在基坑開挖過程中，土體的開挖即是卸荷的過程，從而坑底土體出現(xiàn)了一定的回彈，隨著開挖的進行，坑底土體的回彈逐漸增加，而各道支撐會從一定程度上抑制其變形，從而出現(xiàn)了圖8中較平緩曲線段，但從總體上來看，坑底土體出現(xiàn)了一定的回彈，底板施工完畢后，LZ5、LZ6、LZ7監(jiān)測點豎向位移的最大上升量分別為21.4mm、22.7 mm、23.3mm，均未超出報警值。

2.4.4 地下水位分析

選取靠近地鐵一側(cè)的地下水位監(jiān)測點SW8、SW9、SW10的監(jiān)測結(jié)果進行分析，地下水位隨時間的變化曲線見圖8（圖中，負值表示地下水位下降）。

圖8 地下水位隨時間變化曲線

由圖8可以看出，在基坑施工過程中，基坑周邊地下水位未有較大變化，當監(jiān)測至48d時，基坑周邊地下水位出現(xiàn)小幅下降，可能是由于基坑土體滲水或現(xiàn)場抽水而致，之后，其水位變化幅度不大，并維持在一個較穩(wěn)定值附近。底板施工完畢后，SW8、SW9、SW10監(jiān)測點地下水位累計下降量的最大值分別為0.423m、0.239m、0.347m，均未超出報警值。

3 結(jié) 論

本文以某深基坑工程為例，介紹了基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的過程，通過對基坑的圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移、圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移、立柱豎向位移以及地下水位監(jiān)測結(jié)果的分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）基坑的深層水平位移隨著基坑土體的開挖而呈現(xiàn)出波動性，土方開挖會使得基坑圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移增加，而支撐會抑制這種變形，但仍會出現(xiàn)較小漲幅，在開挖與支撐施工的同時，圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移沒有超出報警值。

（2）土方開挖和支撐施工使得基坑圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移出現(xiàn)了波浪式上揚趨勢，開挖卸荷后，水平位移增幅明顯，在底板完成后，這種變形趨于穩(wěn)定。

（3）在土方開挖卸荷的過程中，坑底土體出現(xiàn)了不同程度的回彈，從而使得在基坑施工過程中，立柱豎向位移呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，而在支撐的作用下，這種變形漲幅有限，底板施工完成后，趨于穩(wěn)定。

（4）基坑周邊的地下水位會隨著基坑土體的滲水以及現(xiàn)場抽水而出現(xiàn)變化，當現(xiàn)場抽水時，基坑周邊地下水位會出現(xiàn)明顯降低的變化趨勢。

（5）通過對基坑的深層水平位移、圍護結(jié)構(gòu)水平位移、立柱豎向沉降以及地下水位的監(jiān)測可以看出，監(jiān)測工作對于基坑施工而言，是非常有必要的，為基坑信息化施工提供了基本手段［12-13］，將變形控制在安全的范圍內(nèi)，當出現(xiàn)超過報警值的情況時，及時報警，采取相應(yīng)的措施，能夠很好的保證工程的安全進行。

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