深基坑現場監測數據分析

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０引言

基坑是目前工程建設過程中較為常見的重大危險源工程。隨著城市建設發展，地下空間開發、利用程度越來越高。為了保證施工人員的安全和周邊建筑的穩定，在基坑工程實施進行支護是十分必要的。由于巖土工程問題較為復雜，采取了基坑支護措施后，仍有較多的工程出現了基坑垮塌、周邊沉降等問題，帶來了較為嚴重的經濟損失甚至人員傷亡。因此，加強基坑工程的監測、預警工作是十分重要的［１－４］?；庸こ虒嵤┖?，加強周邊監測預警，減少基坑垮塌風險［５－７］。海上花苑項目位于城區，基坑周邊環境復雜，既有建筑、管線較多，基坑開挖深度大，為了降低基坑變形破壞風險，在基坑實施后進行了變形觀測預警。

１工程概況

海上花苑項目位于南運河南路與新三條石大街交口，項目設置２層地下室，基坑開挖深度約為９．４ｍ，周長約為３６０ｍ。根據現場調查，基坑東側為南運河、西側為海上花苑西地塊（已經建成的小區）、北側為小伙巷、南側為天津惠靈頓國際學校；根據基坑支護方案，基坑采用排樁＋內支撐支護。樁徑８００ｍｍ、樁間距１０００ｍｍ、樁長１６０００ｍｍ；內支撐采用砼支撐?；又苓叚h境較復雜，重要建筑物眾多，基坑破壞后將造成嚴重的損失。因此，為了保證周邊建筑物以及基坑自身的安全，在工程實施后采取了相關監測工作。

２監測方案布置

水位位移監測點主要布置在圍護結構頂部上，間隔８～１５ｍ布設一個觀測點，基坑水平位移監測點位示意圖見圖１。在基坑周圍３０ｍ以外的穩定區域布設３個沉降基準點。豎向（維護結構頂部）位移監測點與其水平位移監測點共用。位置參見沉降觀測點位布設示意圖見圖２。基坑周邊分布有較多的管線，因此周邊管線與地表點共用地表變形監測點，結合基坑方案和周邊管線分布情況，共布設６１個監測點，地表變形監測點位見圖３。

３基坑及周邊變形情況分析

３．１圍護結構水平變形分析

基坑圍護結構共布設４０個點（點號為１－４０）。向基坑內部方向的最大位移變形量為５４．５ｍｍ（５號點），最小位移量為２６．７ｍｍ（１６號點）；各個監測點的平均位移量為４２．１ｍｍ（向基坑內方向）。為了分析基坑的變形機制，繪制５號點（最大變化量）、１６號點（最小變化量）時間－水平位移曲線，見圖４。從圖４，可以看出，５號點水平位移大致可分為Ａ、Ｂ兩個階段：Ａ階段為２０１７年０５月０３日到２０１７年１０月２７日，累計水平位移量凈增３４．７ｍｍ，平均每天的水平位移量為０．１９６ｍｍ。Ｂ階段為２０１７年１０月２７日到２０１８年０８月１６日，累計水平位移量凈增１９．８ｍｍ，平均每天的水平位移量為０．０６８ｍｍ。由此可知，５號點水平位移速率最大的為Ａ階段，水平位移速率最小的為Ｂ階段。到２０１８年０８月１６日基礎施工完成為止，水平位移趨于穩定。

３．２圍護結構沉降變形分析

３．２．１沉降量情況

海上花苑１－８號樓工程基坑豎向（圍護結構頂）位移布設了４０個觀測點，從各次沉降觀測記錄及其曲線圖５來看，各點平均累計沉降量為１４．１ｍｍ；３７號點沉降量最大，為１９．２ｍｍ，１６號點沉降量最小，為８．６ｍｍ。

３．２．２沉降速率

從本建筑物（圍護結構頂）各觀測點，沉降量最大為３７號點（位置參見沉降觀測點位布設示意圖），現以３７號點（最大沉降點號）為代表對沉降過程及其沉降速率進行分析：海上花苑１－８號樓工程基坑豎向（圍護結構頂）沉降速率大致可分為Ａ、Ｂ兩個階段。Ａ階段為２０１７年０５月０３日到２０１７年１０月２７日，累計沉降量凈增１３．５ｍｍ，沉降速率為０．０７６ｍｍ。Ｂ階段為２０１７年１０月２７日到２０１８年０８月１６日，累計沉降量凈增５．７ｍｍ，沉降速率為０．０１９ｍｍ。

３．３立柱結構變形分析

３．３．１柱結構水平位移（同支撐水平位移）變形分析

基坑圍護結構共布設１０個點（點號為１－１０）。向基坑方向最大位移量為２２．４ｍｍ（２號點），最小位移量為８．３ｍｍ（８號點）；平均位移量為１６．１ｍｍ（向基坑內方向）。水平位移速率及累計值均在正常范圍以內（見圖６）。

３．３．２立柱結構沉降變形分析

海上花苑１－８號樓工程基坑豎向（立柱結構頂）位移布設了１０個觀測點，從各次沉降觀測記錄及其曲線圖來看，各點平均累計沉降量為１１．６ｍｍ；最大沉降量１７．７ｍｍ（７號點），最小沉降量５．８ｍｍ（１號點）。豎向位移速率及累計值均在正常范圍以內（見圖７）。

３．４周邊環境變形分析

３．４．１周邊地表及管線分析

１）沉降量情況周邊地表及管線沉降觀測布設了６１個觀測點，從各次沉降觀測記錄及其曲線圖來看，各點平均累計沉降量為１２．６ｍｍ；最大沉降量１９．８ｍｍ（１４號點），最小沉降量４．８ｍｍ（６１號點）。２）沉降速率從本基坑周邊地表及管線各觀測點，沉降量最大為１４號點（位置參見沉降觀測點位布設示意圖），現以１４號點（最大沉降點）為代表對沉降過程及其沉降速率進行分析：周邊地表及管線沉降速率大致可分為Ａ、Ｂ兩個階段。Ａ階段為２０１７年０５月０３日到２０１７年１０月２７日，累計沉降量凈增１５．１ｍｍ，沉降速率為０．０８５ｍｍ。Ｂ階段為２０１７年１０月２７日到２０１８年０８月１６日，累計沉降量凈增４．７ｍｍ，沉降速率為０．０１６ｍｍ。

３．４．２周邊建筑物分析

從２０１７年０５月０３日到２０１８年０８月１６日對海上花苑東地塊工程基坑的周邊建筑物共測量７２次，共布設了４１個沉降觀測點，最大沉降量為６ｍｍ（Ｓ－９號點），最小沉降量０ｍｍ（１０－８號點），沉降速率均在正常范圍以內（見圖８）。

３．４．３基坑外水位監測

水是誘發巖土體失穩破壞的一個重要因素，因此，在基坑工程實施后，對基坑周邊的地下水位進行觀測。自２０１７年０８月２８日到２０１８年０８月１６日的監測周期，對海上花苑深基坑共２２口觀測井（２１號觀測井被覆蓋無法觀測）基坑外水位監測觀測了５４次，各觀測井水位累計變化最大為－８４０ｍｍ（ＳＷ９號井），水位變化較為穩定。

３．４．４支撐軸力監測

支撐結構的軸力是反應基坑變形的另一個因素，自２０１７年７月２４日到２０１８年３月５日的監測周期，對１０組剖面軸力監測共監測５９次，根據軸力監測數據可知，各剖面鋼筋計所受應力均在正常范圍內變化，最大、最小軸力變化量與時間關系見圖９。

４結語

（１）根據獲取的基坑支護結構水平位移變形觀測數據，在基坑開挖初期，支護結構水平位移變形量較小，之后隨基坑開挖深度的增大，水平變形不斷增大，在基礎底板施工完成后，變形趨于穩定。

（２）根據基坑設計及監測方案布設２２口觀測井（２１號觀測井被覆蓋無法觀測），施工過程水位變化速率及水位變化累計值均表現正常。

（３）海上花苑１－８號樓工程基坑結構位移監測、周邊環境監測，一共觀測了７２次。通過對其監測數據分析，基坑結構累計變形值、基坑施工過程變形速率個別點位超過警戒值，大部分點位累計變形值及速率均在正常范圍以內。基坑整體變形及沉降不大，基坑結構基本安全穩定；基坑周邊臨近建筑物、構筑物安全穩定。

參考文獻

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作者:譚永華 張桂龍 單位:天津市勘察設計院集團有限公司