立體式監測系統在深基坑支護中的應用

馬明濤

(廣東科諾電力巖土工程有限公司，廣東 廣州 510600)

1 工程概述

某供銷社住宅樓工程場地位于南寧市桃源路西南面。該樓地上32層，建筑平面呈矩形，設二層地下室。主樓基坑設計深度12.2m，裙樓基坑設計深度11.1m。

基坑北側距供銷社4層幼兒園樓1m左右；基坑西側距離三零三醫院15層住宅樓8.6m、距煤氣管道10.9m；基坑南側距邕江300m，距老干部活動中心5.6m，距煤氣管道3.5m；基坑東側距離圍墻5.9m、距七十年代修建的5層居民樓13.8m，距自來水管及高壓電纜線2.5m。

基坑揭露土層為雜填土①、粘土②、粉質粘土③、粉砂④、圓礫夾礫砂層⑤。

2 基坑支護方案

本基坑支護采用排樁+錨索+擺噴帷幕+坑內管井抽排水方案，即先在基坑周圍進行帷幕灌漿止水，然后在坑周采用排樁、錨索進行支護，最后在開挖中進行坑內管井抽排水。

根據周邊建筑物和地下管線的分布情況，將基坑支護范圍劃分成八個分區，即Ⅰ～Ⅷ區，詳見圖1。

3 監測內容及結果分析

3.1 監測內容

監測系統由地面位移、深層位移、支護結構內應力、坑外地下水水位、周邊建筑物裂縫等監測項目組成，具體內容如下：

地面位移：支護樁頂部位移、坑邊地表沉降、周邊建筑物沉降監測。

深層位移：坑周20m深度內各深層土體的位移，在西、北、東三個方向各布置一個測斜孔。

支護結構內應力：支護樁的三個截面、每個截面布置兩個應力計，在Ⅰ區、Ⅲ區、Ⅴ區各選一個樁，每根樁中間截面為設計最大彎矩位置處，進行錨桿應力、錨索應力監測。

坑外地下水位監測。

周邊建筑物裂縫監測：周圍建筑物原有裂縫監測、周圍墻體裂縫監測。

具體監測布置情況見圖1。

圖1 基坑支護及監測情況布置圖

3.2 監測報警情況

⑴ 各項報警值如下：

①水平位移、深層位移速率≥2.5mm/d；累計位移量≥5‰的開挖深度，深度為12.2m的基坑報警值為61mm，深度為11.1m的基坑報警值為55.5mm；

②建筑物的沉降速率≥1mm/d，累計沉降量≥15mm；

③建筑物差異沉降≥1/1000；

④錨桿及支護樁內鋼筋應力超過設計值的80%；

⑤坑外地下水位的下降速率≥0.5m/d，水位高程高于67.8m，累計下降量≥1.5m，水位高程低于61.5m。

⑵ 基坑開挖期間各項目報警情況：

本工程支護樁頂部位移、深層土體位移都沒有達到報警值；基坑東側地表及建筑物的沉降觀測點在帷幕灌漿期間有隆起現象，詳見表1；部分錨索(桿)應力超過報警值，具體見表2；支護樁內應力未達到報警值，詳見表3；東面圍墻在灌漿期間產生裂縫；地下水位未出現報警值。

表1 沉降觀測點隆起情況

表2 錨索(桿)應力計報警情況

表3 錨索應力計報警情況

3.3 監測結果分析及建議

⑴ 帷幕灌漿期間基坑東側地面隆起，且坑邊圍墻出現裂縫，停止該位置帷幕灌漿并加強該位置排水措施后，地面不再隆起，裂縫不再發展。

⑵ Ⅲ、Ⅷ區錨桿拉力出現報警，但由于該區33#支護樁內應力最大值遠小于報警值，且地面位移觀測點未達到報警值，對此次報警不采取措施，至基坑回填前未出現危險。

⑶ Ⅰ、Ⅱ區范圍10#支護樁內應力最大值遠小于報警值，且該區M80047、M80059錨桿內應力未達到報警值，同時地表位移觀測點及深層土體位移都未達到報警值，故取消第三排錨索，至基坑回填前未出現危險。

4 結論

⑴ 基坑支護設計所采用的各項參數基于經驗成分較大，有時導致基坑失穩，這些參數往往無法反映土壓力的真實變化情況，所以對基坑進行實時立體監測對安全施工是必要的；

⑵ 如基坑周邊地表出現明顯破壞，建議分析原因后馬上采取措施進行處理；

⑶ 由于土體破壞一般要經歷應力改變、內部結構破壞、內部位移，最終使支護結構內應力改變、基坑失穩，故當某項監測項目出現報警時，需進一步綜合分析其它監測項目的結果，未得出科學結論前，一般不宜向施工方提出報警；

⑷ 當各監測項目均未出現報警時，并經綜合分析確認基坑處于安全狀態后，可根據實際情況建議適當減少支護項目，并保證基坑是安全的，以便節約開支、縮短工期。

[1]馬明濤.廣西區供銷合作社住宅樓基坑工程監測報告[R].南寧：廣西電力工業勘察設計研究院，2007.

[2]林宗元.巖土工程治理手冊[K].北京：中國建筑工業出版社， 2005.

[3]夏才初，潘國榮.土木工程監測技術[M].北京：中國建筑工業出版社， 2001.

[4]林宗元.巖土工程試驗監測手冊[K].北京：中國建筑工業出版社 ，2005.