深基坑工程變形監(jiān)測的應(yīng)用

深圳市長勘勘察設(shè)計有限公司

摘要：本文結(jié)合工程實(shí)際，對其基坑工程發(fā)生的狀況進(jìn)行實(shí)時動態(tài)變形監(jiān)測，并及時為施工技術(shù)人員提供處理依據(jù)，調(diào)整和補(bǔ)充施工方案，保證基坑及周圍建筑的安全。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測；深基坑

1 工程概況

某住院綜合樓院內(nèi)，地下二層，地上20層，總建筑面積約65000m2，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑物高度約86 m，基礎(chǔ)采用筏式基礎(chǔ)。基坑長約83m寬81m，周長約330m，本基坑工程開挖深度為14.4 m屬于一級基坑，采用預(yù)應(yīng)力鋼桿鋼管樁復(fù)合土釘墻+樁錨聯(lián)合支護(hù)的二級支護(hù)形式。

2 基坑監(jiān)測

由于基坑采取二級支護(hù)形式，分3批次完成整個基坑鋼管樁頂部水平位移監(jiān)測點(diǎn)SWG1一SWG33（SWG為鋼管樁水平位移監(jiān)測點(diǎn)），以及基坑支護(hù)樁樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)SWZl一SWZll（SWZ為支護(hù)樁水平位移監(jiān)測點(diǎn)）的布設(shè)。監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)原則如下：

（1）基坑圍護(hù)樁頂面布設(shè)水平位移監(jiān)測點(diǎn)，周邊中部、陽角處應(yīng)布置監(jiān)測點(diǎn)；

（2）監(jiān)測點(diǎn)水平間距為15m左右，每邊監(jiān)測點(diǎn)數(shù)目根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定，一般不宜少于3個[2]。

（3）均采用20中以上球形頂端的鋼質(zhì)標(biāo)芯，上面刻有孔槽，便于插入瞄準(zhǔn)標(biāo)志固定，控制對中誤差。

基坑監(jiān)測采用任意設(shè)站極坐標(biāo)法[3]對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行觀測，所用儀器為TOPCON公司GPT7051型全站儀，觀測方法參照《建筑變形測量規(guī)范》二級精度要求進(jìn)行[2]。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況架設(shè)儀器，通過觀測在基坑四周穩(wěn)定區(qū)域布設(shè)3個以上工作基點(diǎn)，通過后方交會確定基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)。水平角觀測采用按照兩個測回測定，距離4測回測定，初始觀測時如不穩(wěn)定可適當(dāng)增加觀測的測回數(shù)，平差后基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位坐標(biāo)中誤差滿足規(guī)范要求[4]。

通過極坐標(biāo)法對埋設(shè)于支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移標(biāo)志進(jìn)行觀測，每次觀測所得的各個監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)與前期監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)之差，得出期坐標(biāo)增量。再通過期坐標(biāo)增量計算出各水平位移監(jiān)測點(diǎn)垂直于基坑方向的期位移變化值，即為本觀測周期內(nèi)的水平位移監(jiān)測點(diǎn)期位移變化值。每次觀測所得的各個監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)與基坑開挖前各個監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)的初始觀測相比較，并通過計算得到各個監(jiān)測點(diǎn)垂直于基坑方向的累計位移變化值。

3 實(shí)例

某住院綜合樓基坑由于地層中主要為卵石層和強(qiáng)風(fēng)化層，使得施工進(jìn)度滯后，擬建場地地下水系豐富，基坑長時間暴露造成裂隙水不斷從基坑壁滲漏。雖經(jīng)施工方的封堵，但不能確定地下水走向和受水泵房長時間抽水影響，基坑支護(hù)樁樁頂部分水平位移監(jiān)測點(diǎn)在2012年2月14日第61期監(jiān)測開始出現(xiàn)較大的位移量，且不同程度地超出預(yù)警值。基坑工程經(jīng)過冬春交季的凍融影響，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)部分存存失穩(wěn)隱患（見圖2）。

圖2監(jiān)測點(diǎn)累計位移值變化曲線圖

針對上述突發(fā)情況，建設(shè)單位組織基坑設(shè)計單位、基坑支護(hù)設(shè)計單位、勘察單位和監(jiān)測單位等開展令家座談，采取在支護(hù)四周注漿止水和注漿加固的方案。通過在基坑四周鋼管樁外1--2 m區(qū)域進(jìn)行整體鉆孔，注入超細(xì)水泥水玻璃雙液漿。一方面，通過漿體凝固止水，封堵地下水，防止其繼續(xù)流入基坑，減小因地下水凍融對支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響；另一方面，對支護(hù)結(jié)構(gòu)外部土體進(jìn)行凝固，填充支護(hù)結(jié)構(gòu)外部土體空隙，避免應(yīng)土體空洞而造成支護(hù)體失穩(wěn)。但在注漿施工期間，通過監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)基坑支護(hù)樁樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)仍然出現(xiàn)突發(fā)性的變大，且變化量嚴(yán)重超出預(yù)警值。見圖3a、圖3b。

圖3監(jiān)測點(diǎn)累計位移值變化曲線圖

由于基坑支護(hù)樁樁頂部分水平位移監(jiān)測點(diǎn)在注漿期間仍然出現(xiàn)較大的位移量，而SWZ10號水平位移監(jiān)測點(diǎn)離鄰近6層建筑僅2m，為保證建筑和支護(hù)體安全，選取即將注漿施工的SWZ10號監(jiān)測點(diǎn)以及鄰近的SWZ9號監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，一方面反映基坑四周鉆孔注漿施工對支護(hù)樁影響情況，另一方面保證建筑和支護(hù)體在注漿施工期間的安全。通過對周圍沒有注漿施工的SWZ9號水平位移監(jiān)測點(diǎn)和周圍正在注漿施工的SWZ10號水平位移監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行觀測，并對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、分析。SWZ9號監(jiān)測點(diǎn)在整個觀測過程中位移量較小，幾乎沒有變化；SWZ10號監(jiān)測點(diǎn)從注漿開始一段時間內(nèi)位移量較小，隨著注漿的進(jìn)行位移量逐步變大，注漿結(jié)束后位移量變小至基本穩(wěn)定。具體數(shù)據(jù)見表1和圖4。

表1水平位移監(jiān)測表

從整個監(jiān)測期間監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，基坑四周進(jìn)行轉(zhuǎn)孔注漿止水加固施工作業(yè)，使得基坑4周水平位移監(jiān)測點(diǎn)出現(xiàn)很大的位移量，嚴(yán)重超出預(yù)警值。但在注漿加固周期結(jié)束后，各水平位移監(jiān)測點(diǎn)變化趨勢立即停止，整個基坑支護(hù)在趨于穩(wěn)定。見圖5a、圖5b.

圖5監(jiān)測點(diǎn)累計位移值變化曲線圖