郭小斌

(福建省地質(zhì)測(cè)繪院，福州，350011)

深基坑工程施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行常規(guī)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)，同時(shí)也要對(duì)基坑周邊環(huán)境影響范圍進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)整個(gè)基坑工程的信息化施工，并對(duì)基坑工程在開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性及其變形規(guī)律進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為后續(xù)工程建設(shè)提供可靠依據(jù)。

1 深基坑工程監(jiān)測(cè)內(nèi)容及布點(diǎn)

1.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

深基坑工程監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有圍護(hù)樁地下樁體的側(cè)向位移、沉降和水平位移；圍護(hù)樁、水平支撐的應(yīng)力變化；基坑外地下土層的分層沉降；基坑內(nèi)、外的地下水位監(jiān)測(cè)；基坑外側(cè)土體的側(cè)向位移；地下土體的土壓力和孔隙水壓力；地下管線(xiàn)、設(shè)施、地面道路和建筑物的沉降、位移；基坑坑底回彈監(jiān)測(cè)[1]。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

(1)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)依據(jù)基底地質(zhì)特征及實(shí)際需求確定[2]。

(2)位移、沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)直接安裝在被監(jiān)測(cè)的建(構(gòu))筑物上。

(3)測(cè)斜管應(yīng)按工程地質(zhì)狀況，埋設(shè)在易引發(fā)變形的位置，并靠近基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)邊沿布設(shè)，測(cè)斜管埋設(shè)時(shí)十字槽要與基坑邊垂直。

(4)開(kāi)挖基坑時(shí)會(huì)引起地下水位降低，從而引發(fā)基坑外地下水向坑內(nèi)滲漏。應(yīng)依據(jù)水文地質(zhì)條件和保護(hù)目標(biāo)，布設(shè)水位監(jiān)測(cè)管。埋設(shè)時(shí)應(yīng)要求測(cè)斜管外的銅環(huán)不能被破壞。一般每1 m放一個(gè)銅環(huán)。

(5)基坑開(kāi)挖施工中需降低基坑內(nèi)地下水位，因而導(dǎo)致基坑周邊地下水位下降，致使周邊建筑物受到影響。應(yīng)在基坑內(nèi)外設(shè)置水位觀(guān)測(cè)點(diǎn)，及時(shí)了解水位變化情況，確保周邊建筑物安全。

(6)土壓力計(jì)與基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工同時(shí)安裝，壓力計(jì)應(yīng)安裝在基坑隱患處圍護(hù)樁的側(cè)向受力點(diǎn)。應(yīng)力計(jì)是水平支撐受力變化和監(jiān)測(cè)基坑圍護(hù)樁體的儀器。安裝應(yīng)力計(jì)部位應(yīng)方便安裝，可選幾個(gè)斷面，一個(gè)斷面安裝2個(gè)壓力計(jì)。

2 監(jiān)測(cè)頻率

(1)為了保證測(cè)量精度，基坑開(kāi)挖前測(cè)讀2～3次初始數(shù)據(jù)。

(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工期間每3～7 d測(cè)量1次。

(3)基坑開(kāi)挖期間一般每天觀(guān)測(cè)1次。

(4)底板混凝土澆筑完畢后每3～7 d測(cè)量1次。

(5)樁基變位監(jiān)測(cè)視開(kāi)挖標(biāo)高及實(shí)際情況隨時(shí)監(jiān)測(cè)。

(6)實(shí)際測(cè)量頻率可根據(jù)最近2次測(cè)量情況而定，當(dāng)觀(guān)測(cè)值達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，可以適當(dāng)降低觀(guān)測(cè)頻率；遇到觀(guān)測(cè)值變化、報(bào)警速率加快時(shí)，應(yīng)加密觀(guān)測(cè)頻率及時(shí)地掌握基坑變形情況，確保基坑和周邊構(gòu)筑物的穩(wěn)定與安全。

3 動(dòng)態(tài)監(jiān)控與信息化施工

基坑開(kāi)挖過(guò)程中，分析各次的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，借助理論和數(shù)值反分析工具，及時(shí)預(yù)報(bào)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，判斷結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生變位的誘發(fā)因素，為相關(guān)單位研究對(duì)策和采取措施提供有力依據(jù)。

基坑施工監(jiān)測(cè)與信息化施工要以施工監(jiān)測(cè)、變形、沉降計(jì)算、滲流和經(jīng)驗(yàn)方法相結(jié)合[3]。在前期地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)方法或通過(guò)力學(xué)計(jì)算進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，選定支護(hù)參數(shù)。后期在施工過(guò)程中依據(jù)監(jiān)測(cè)中獲取的地層穩(wěn)定性、支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)、工作狀態(tài)及對(duì)周?chē)h(huán)境影響程度的相關(guān)信息，對(duì)施工過(guò)程和支護(hù)參數(shù)進(jìn)行合理有效的調(diào)整。

4 監(jiān)測(cè)報(bào)警指標(biāo)

(1)基坑圍護(hù)墻水平位移和沉降累計(jì)不超過(guò)30 mm，每天發(fā)展不得超過(guò)2 mm。

(2)基坑外地面沉降累計(jì)不超過(guò)30 mm，每天發(fā)展不得超過(guò)2 mm。

(3)基坑圍護(hù)墻和周?chē)馏w測(cè)斜。對(duì)基坑本身安全的測(cè)試，最大位移一般為50 mm，每天發(fā)展不超過(guò)3 mm。若測(cè)斜曲線(xiàn)出現(xiàn)明顯的折點(diǎn)變化，也應(yīng)作報(bào)警處理。

(4)樁基位移應(yīng)視樁基允許位移確定。

(5)鄰近建筑物沉降或水平位移累計(jì)均不超過(guò)30 mm，每天發(fā)展不得超過(guò)2 mm。

5 監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析

(1)豎直及水平位移觀(guān)測(cè)成果匯總表及代表性測(cè)點(diǎn)位移-時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)圖、代表性剖面位移分布曲線(xiàn)圖；土層水平位移總表及水平位移-深度關(guān)系曲線(xiàn)圖；鄰近建筑物觀(guān)測(cè)點(diǎn)豎直位移總表及豎直位移-時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)圖。

(2)根據(jù)監(jiān)測(cè)資料，結(jié)合反分析原理，每個(gè)開(kāi)挖工況后對(duì)下一階段的變形情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，當(dāng)有危險(xiǎn)時(shí)及時(shí)向業(yè)主及施工方提交計(jì)算報(bào)告并提出合理化建議。

6 深基坑施工監(jiān)測(cè)實(shí)例

福州市光明港兩岸綜合整治工程安置房一期基坑支護(hù)工程施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目*福建省現(xiàn)代工程勘察院,福州市光明港兩岸綜合整治工程安置房一期基坑開(kāi)挖監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,2015。位于福州市鼓山鎮(zhèn)六一村，光明港支河北側(cè)，水岸華庭東側(cè)，鰲港路西側(cè)。該工程為北岸部分，由15棟高層住宅(下設(shè)1層地下室)及部分商業(yè)裙樓組成。

圖1 基坑監(jiān)測(cè)沉降點(diǎn)布置總平面圖Fig.1 The total plan of the foundation pit monitoring settlement

場(chǎng)地巖土層自上而下分布有雜填土、淤泥、中沙、淤泥、淤泥質(zhì)土?；尤箻情_(kāi)挖深度為3.90 m，主樓開(kāi)挖深度為5.60 m。坑內(nèi)土方開(kāi)挖后處于失穩(wěn)狀態(tài)，易產(chǎn)生滑塌引發(fā)變形，需進(jìn)行基坑支護(hù)。根據(jù)場(chǎng)地條件，在基坑南側(cè)、西北側(cè)采用雙排SMW工法樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，東側(cè)采用單排SMW工法樁+錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)，其它方向則采用懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)。場(chǎng)地止水(泥)幃幕采用φ650@450三軸水泥攪拌樁。

6.1 沉降觀(guān)測(cè)流程

6.1.1 沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)的選定

在距施工現(xiàn)場(chǎng)60～150 m選定9個(gè)混凝土或墻角固定點(diǎn)作為沉降觀(guān)測(cè)參考點(diǎn)。根據(jù)規(guī)范、設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)情況及合同要求，在基坑坑頂、基坑周邊道路、管線(xiàn)及建筑物共設(shè)置163個(gè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)(圖1)。

6.1.2 儀器設(shè)備

觀(guān)測(cè)儀器采用Wild N3水準(zhǔn)儀及線(xiàn)條式銦鋼瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺，觀(guān)測(cè)前水準(zhǔn)儀、標(biāo)尺均按要求進(jìn)行檢查、校正，作業(yè)方法按規(guī)范執(zhí)行。

6.1.3 數(shù)據(jù)處理

6.1.4 主要成果

主要成果為外業(yè)觀(guān)測(cè)記錄手簿、沉降水準(zhǔn)觀(guān)測(cè)平差計(jì)算成果、沉降觀(guān)測(cè)高程成果表及各觀(guān)測(cè)點(diǎn)總沉降量曲線(xiàn)圖。

6.2 水平位移觀(guān)測(cè)

6.2.1 觀(guān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)及施測(cè)

為觀(guān)測(cè)基坑坑頂、冠梁，周邊道路、管線(xiàn)及建筑物傾斜共設(shè)置161個(gè)水平位移觀(guān)測(cè)點(diǎn)。為觀(guān)測(cè)在基坑開(kāi)挖施工期間產(chǎn)生的水平位移，在距施工現(xiàn)場(chǎng)外50～200 m，布設(shè)12個(gè)四等導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)控制點(diǎn)，作為水平位移觀(guān)測(cè)的首級(jí)控制。原始觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)采用全站儀記錄，導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)平差采用軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差計(jì)算，計(jì)算結(jié)果精度最大點(diǎn)位誤差為0.008 6 m，最大點(diǎn)間誤差為0.003 2 m，測(cè)角中誤差為1.3″，方向閉合差為-1.0″～+8.0″,測(cè)量誤差符合規(guī)范要求。

6.2.2 位移觀(guān)測(cè)

基坑坑頂、冠梁，周邊道路、管線(xiàn)及建筑物的水平位移觀(guān)測(cè)點(diǎn)，均以四等導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ)，每次盡量在同一基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)站，觀(guān)測(cè)、記錄、限差要求嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范相應(yīng)規(guī)定。

6.3 基坑支護(hù)樁外深層土體位移觀(guān)測(cè)

為監(jiān)測(cè)基坑坑壁的穩(wěn)定性及現(xiàn)場(chǎng)施工具體情況設(shè)置22個(gè)測(cè)斜孔，埋設(shè)測(cè)斜管374 m。測(cè)斜儀傳感器靈敏度每500 mm為±0.02 mm，耐水壓850 kpa。每隔500 mm采集一組數(shù)據(jù)，外業(yè)記錄及取值精確到0.01 mm?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)斜儀測(cè)出的讀數(shù)直接輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算出差值、變化值及位移值，并繪制各測(cè)點(diǎn)的測(cè)斜曲線(xiàn)。

6.4 水位觀(guān)測(cè)

在基坑外影響范圍設(shè)置8個(gè)水位觀(guān)測(cè)孔,梅花形埋設(shè)水位觀(guān)測(cè)管128 m。將觀(guān)測(cè)儀的探頭沿管壁緩慢下移，待蜂鳴器發(fā)出叫聲時(shí)，讀取電子測(cè)量尺上的讀數(shù)，并輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算出實(shí)際水位深度，最終計(jì)算出基坑外周邊地下水位標(biāo)高均值。

6.5 基本分析

6.5.1 垂直沉降量

通過(guò)基坑坑頂58次(52個(gè)點(diǎn))，基坑周邊道路、管線(xiàn)30次(39個(gè)點(diǎn))，基坑周邊建筑物30次(72個(gè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn))的觀(guān)測(cè)，沉降情況如下。

(1)基坑坑頂西北側(cè)與西南側(cè)沉降量多數(shù)大于30 mm， 其中J46沉降量高達(dá)39.0 mm。主要原因?yàn)榛娱_(kāi)挖引起水土流失及其壓縮模量增大等影響所致(圖2)。

圖2 基坑坑頂總沉降變化量曲線(xiàn)圖Fig.2 Curves of total settlement variation of the foundation pit top

(2)基坑周邊道路、管線(xiàn)沉降量均小于20 mm，主要原因?yàn)榛娱_(kāi)挖導(dǎo)致周邊水土流失，及其壓縮模量增大等影響所致。

(3)基坑周邊建筑物垂直沉降量均小于5 mm。

6.5.2 水平偏移測(cè)量

通過(guò)基坑坑頂58次(52個(gè)點(diǎn))，基坑冠梁45次(52個(gè)點(diǎn))，基坑周邊管線(xiàn)、道路30次(39個(gè)點(diǎn))，基坑周邊建筑物30次(18個(gè)點(diǎn))的觀(guān)測(cè)，各點(diǎn)變化如下。

(1)基坑坑頂四周均向基坑內(nèi)水平位移?？禹斘鱾?cè)、西北側(cè)往基坑內(nèi)偏移量多數(shù)大于20 mm，其中S14偏移量達(dá)33 mm。在基坑開(kāi)挖時(shí)，水平位移向基坑內(nèi)位移較明顯，后逐漸趨向緩慢(圖 3)。

(2)基坑冠梁西側(cè)、北側(cè)位移量多數(shù)大于20 mm，其中S17位移量最大為25 mm。主要原因是基坑開(kāi)挖后導(dǎo)致周邊水土流失和基坑開(kāi)挖后形成懸臂梁等產(chǎn)生的影響(圖4)。

圖3 基坑坑頂平面位移曲線(xiàn)圖Fig.3 Plane displacement curve of the foundation pit top

圖4 基坑冠梁總位移變化量曲線(xiàn)圖Fig.4 Curves of total displacement variation of the foundation pit beams

(3)基坑周邊道路、管線(xiàn)位移量均小于20 mm，周邊建筑物位移量均小于10 mm。

6.5.3 深層土體位移測(cè)量及水位測(cè)試

(1)深層土體位移曲線(xiàn)基本呈現(xiàn)為中間鼓出、兩端小，土體水平位移最大值對(duì)應(yīng)的深度為基坑開(kāi)挖的深度。在基坑支護(hù)施工期間其位移量都較小，基坑開(kāi)挖時(shí)位移較明顯，深層水平位移量均小于40 mm(圖5)。

(2)基坑支護(hù)樁外的水位變化約1.8 m,該工程采用SMW工法樁截水，坑外與坑內(nèi)的水位變化不相關(guān)，主要原因是降雨引發(fā)的潛水位變化(圖6)。

圖5 22#深層土體位移剖面圖Fig.5 Profile of NO.22 deep soil displacement

圖6 基坑坑頂支護(hù)樁外的水位曲線(xiàn)圖Fig.6 Water level curve chart outside the foundation pit of the foundation pit top

7 深基坑監(jiān)測(cè)結(jié)果

根據(jù)上述各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)值均在設(shè)計(jì)單位規(guī)定的變形預(yù)警限值內(nèi)，處于正常范圍，周邊建筑沉降量都在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)成果配合建設(shè)、監(jiān)理、施工單位進(jìn)行基坑開(kāi)挖施工，基坑回填后，周邊沉降和變形即停止，基坑開(kāi)挖施工未對(duì)周邊建構(gòu)筑物產(chǎn)生不良影響。

8 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)深基坑周邊的土體深層位移、基坑坑頂?shù)乃脚c垂直沉降、周邊建構(gòu)筑物的沉降觀(guān)測(cè)、基坑周?chē)叵滤乃槐O(jiān)測(cè)，基本能夠滿(mǎn)足基坑監(jiān)測(cè)規(guī)程的要求，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)客觀(guān)真實(shí)，反映了該工程支護(hù)結(jié)構(gòu)各種變形及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠。

1 JGJ8-2007 建筑變形測(cè)量規(guī)范.

2 GB 50497-2009 建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范.

3 郭波.建筑工程深基坑施工需要注意的幾個(gè)問(wèn)題.中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2012(09).