深基坑现场监测数据分析

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０引言

基坑是目前工程建设过程中较为常见的重大危险源工程。随着城市建设发展，地下空间开发、利用程度越来越高。为了保证施工人员的安全和周边建筑的稳定，在基坑工程实施进行支护是十分必要的。由于岩土工程问题较为复杂，采取了基坑支护措施后，仍有较多的工程出现了基坑垮塌、周边沉降等问题，带来了较为严重的经济损失甚至人员伤亡。因此，加强基坑工程的监测、预警工作是十分重要的［１－４］。基坑工程实施后，加强周边监测预警，减少基坑垮塌风险［５－７］。海上花苑项目位于城区，基坑周边环境复杂，既有建筑、管线较多，基坑开挖深度大，为了降低基坑变形破坏风险，在基坑实施后进行了变形观测预警。

１工程概况

海上花苑项目位于南运河南路与新三条石大街交口，项目设置２层地下室，基坑开挖深度约为９．４ｍ，周长约为３６０ｍ。根据现场调查，基坑东侧为南运河、西侧为海上花苑西地块（已经建成的小区）、北侧为小伙巷、南侧为天津惠灵顿国际学校；根据基坑支护方案，基坑采用排桩＋内支撑支护。桩径８００ｍｍ、桩间距１０００ｍｍ、桩长１６０００ｍｍ；内支撑采用砼支撑。基坑周边环境较复杂，重要建筑物众多，基坑破坏后将造成严重的损失。因此，为了保证周边建筑物以及基坑自身的安全，在工程实施后采取了相关监测工作。

２监测方案布置

水位位移监测点主要布置在围护结构顶部上，间隔８～１５ｍ布设一个观测点，基坑水平位移监测点位示意图见图１。在基坑周围３０ｍ以外的稳定区域布设３个沉降基准点。竖向（维护结构顶部）位移监测点与其水平位移监测点共用。位置参见沉降观测点位布设示意图见图２。基坑周边分布有较多的管线，因此周边管线与地表点共用地表变形监测点，结合基坑方案和周边管线分布情况，共布设６１个监测点，地表变形监测点位见图３。

３基坑及周边变形情况分析

３．１围护结构水平变形分析

基坑围护结构共布设４０个点（点号为１－４０）。向基坑内部方向的最大位移变形量为５４．５ｍｍ（５号点），最小位移量为２６．７ｍｍ（１６号点）；各个监测点的平均位移量为４２．１ｍｍ（向基坑内方向）。为了分析基坑的变形机制，绘制５号点（最大变化量）、１６号点（最小变化量）时间－水平位移曲线，见图４。从图４，可以看出，５号点水平位移大致可分为Ａ、Ｂ两个阶段：Ａ阶段为２０１７年０５月０３日到２０１７年１０月２７日，累计水平位移量净增３４．７ｍｍ，平均每天的水平位移量为０．１９６ｍｍ。Ｂ阶段为２０１７年１０月２７日到２０１８年０８月１６日，累计水平位移量净增１９．８ｍｍ，平均每天的水平位移量为０．０６８ｍｍ。由此可知，５号点水平位移速率最大的为Ａ阶段，水平位移速率最小的为Ｂ阶段。到２０１８年０８月１６日基础施工完成为止，水平位移趋于稳定。

３．２围护结构沉降变形分析

３．２．１沉降量情况

海上花苑１－８号楼工程基坑竖向（围护结构顶）位移布设了４０个观测点，从各次沉降观测记录及其曲线图５来看，各点平均累计沉降量为１４．１ｍｍ；３７号点沉降量最大，为１９．２ｍｍ，１６号点沉降量最小，为８．６ｍｍ。

３．２．２沉降速率

从本建筑物（围护结构顶）各观测点，沉降量最大为３７号点（位置参见沉降观测点位布设示意图），现以３７号点（最大沉降点号）为代表对沉降过程及其沉降速率进行分析：海上花苑１－８号楼工程基坑竖向（围护结构顶）沉降速率大致可分为Ａ、Ｂ两个阶段。Ａ阶段为２０１７年０５月０３日到２０１７年１０月２７日，累计沉降量净增１３．５ｍｍ，沉降速率为０．０７６ｍｍ。Ｂ阶段为２０１７年１０月２７日到２０１８年０８月１６日，累计沉降量净增５．７ｍｍ，沉降速率为０．０１９ｍｍ。

３．３立柱结构变形分析

３．３．１柱结构水平位移（同支撑水平位移）变形分析

基坑围护结构共布设１０个点（点号为１－１０）。向基坑方向最大位移量为２２．４ｍｍ（２号点），最小位移量为８．３ｍｍ（８号点）；平均位移量为１６．１ｍｍ（向基坑内方向）。水平位移速率及累计值均在正常范围以内（见图６）。

３．３．２立柱结构沉降变形分析

海上花苑１－８号楼工程基坑竖向（立柱结构顶）位移布设了１０个观测点，从各次沉降观测记录及其曲线图来看，各点平均累计沉降量为１１．６ｍｍ；最大沉降量１７．７ｍｍ（７号点），最小沉降量５．８ｍｍ（１号点）。竖向位移速率及累计值均在正常范围以内（见图７）。

３．４周边环境变形分析

３．４．１周边地表及管线分析

１）沉降量情况周边地表及管线沉降观测布设了６１个观测点，从各次沉降观测记录及其曲线图来看，各点平均累计沉降量为１２．６ｍｍ；最大沉降量１９．８ｍｍ（１４号点），最小沉降量４．８ｍｍ（６１号点）。２）沉降速率从本基坑周边地表及管线各观测点，沉降量最大为１４号点（位置参见沉降观测点位布设示意图），现以１４号点（最大沉降点）为代表对沉降过程及其沉降速率进行分析：周边地表及管线沉降速率大致可分为Ａ、Ｂ两个阶段。Ａ阶段为２０１７年０５月０３日到２０１７年１０月２７日，累计沉降量净增１５．１ｍｍ，沉降速率为０．０８５ｍｍ。Ｂ阶段为２０１７年１０月２７日到２０１８年０８月１６日，累计沉降量净增４．７ｍｍ，沉降速率为０．０１６ｍｍ。

３．４．２周边建筑物分析

从２０１７年０５月０３日到２０１８年０８月１６日对海上花苑东地块工程基坑的周边建筑物共测量７２次，共布设了４１个沉降观测点，最大沉降量为６ｍｍ（Ｓ－９号点），最小沉降量０ｍｍ（１０－８号点），沉降速率均在正常范围以内（见图８）。

３．４．３基坑外水位监测

水是诱发岩土体失稳破坏的一个重要因素，因此，在基坑工程实施后，对基坑周边的地下水位进行观测。自２０１７年０８月２８日到２０１８年０８月１６日的监测周期，对海上花苑深基坑共２２口观测井（２１号观测井被覆盖无法观测）基坑外水位监测观测了５４次，各观测井水位累计变化最大为－８４０ｍｍ（ＳＷ９号井），水位变化较为稳定。

３．４．４支撑轴力监测

支撑结构的轴力是反应基坑变形的另一个因素，自２０１７年７月２４日到２０１８年３月５日的监测周期，对１０组剖面轴力监测共监测５９次，根据轴力监测数据可知，各剖面钢筋计所受应力均在正常范围内变化，最大、最小轴力变化量与时间关系见图９。

４结语

（１）根据获取的基坑支护结构水平位移变形观测数据，在基坑开挖初期，支护结构水平位移变形量较小，之后随基坑开挖深度的增大，水平变形不断增大，在基础底板施工完成后，变形趋于稳定。

（２）根据基坑设计及监测方案布设２２口观测井（２１号观测井被覆盖无法观测），施工过程水位变化速率及水位变化累计值均表现正常。

（３）海上花苑１－８号楼工程基坑结构位移监测、周边环境监测，一共观测了７２次。通过对其监测数据分析，基坑结构累计变形值、基坑施工过程变形速率个别点位超过警戒值，大部分点位累计变形值及速率均在正常范围以内。基坑整体变形及沉降不大，基坑结构基本安全稳定；基坑周边临近建筑物、构筑物安全稳定。

参考文献

［１］阴红宇，唐延贵．某回填土基坑边坡坍塌成因分析［Ｊ］．四川建筑．２０２１．４１（０５）：１３１－１３３．

［２］杨鹏，张世华．某软土地区深基坑坍塌事故原因分析与建议［Ｊ］．土工基础．２０２０．３４（０３）：２７７－２８０．

［３］李玲．叫停不停擅自挖坑防护不力人被埋坑—江苏省扬州市广陵区古运新苑农民拆迁安置小区四期Ｂ２地块项目“４．１０”基坑局部坍塌事故分析［Ｊ］．吉林劳动保护．２０１９（１０）：４３－４５．

［４］陈伟波．软土地质基坑支护坍塌事故探析—以福州亭江项目为例［Ｊ］．福建建材．２０１９（０７）：５０－５１＋１１０．

［５］汪林，杨玉龙．基于监测数据的深基坑开挖对临近建筑物影响研究［Ｊ］．东北水利水电．２０２２．４０（０３）：５－７＋７１．

［６］乔丽平，李韵迪，杨超．填海区临地铁超大直径圆环撑基坑变形控制及监测分析［Ｊ］．科学技术与工程．２０２２．２２（０７）：２８３８－２８４７．

［７］黄河，梁东，聂棒，等．某复合土钉墙支护基坑的变形监测与数值模拟研究［Ｊ］．水利与建筑工程学报．２０２２．２０（０１）：１２０－１２４．

作者:谭永华 张桂龙 单位:天津市勘察设计院集团有限公司