深基坑圍檁不封閉端位移監測探討

向福國

摘 要：隨著現代化城市建設的加快，地面空間有限性，對地下空間的廣泛開發，深基坑在城市建設中不斷涌現。由于基坑所處的地理位置和外在條件，對基坑支護有著不同的設計要求。基坑支護設計的堅固程度直接影響到周邊道路、建筑物、地下管線、人員的安全，致使對基坑支護設計有著嚴格的要求，在建筑施工期間，隨時跟蹤監測，對支護結構做出信息反饋，避免引發各種事故。該文就深基坑圍檁不封閉端位移如何實施位移監測進行討論。重點探討了深基坑圍檁不封閉端位移監測系統如何布設、施測及變形分析。

關鍵詞：深基坑 圍檁不封閉 位移監測 變形分析

中圖分類號：TU463 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（c）-0069-02

1 工程概況

有一建筑物占地面積8 747 m2，地下建筑面積12 942 m2，建筑物地上主樓32層，裙樓6層、地下2層、開挖深度10 m。基坑支護和監測要求沒有特別大異。在施工期間，根據建設單位的工作要求，由于該工程主樓工期很緊，總包單位擬將整個基坑分為3塊施工，南側為一期，東側為二期，西北側為三期。整個基坑第一層支撐及圈梁全部施工，三區暫時挖到-1.1 m，第二層支撐及圍檁暫不施工。一、二區第二層支撐及圍檁先施工并挖到坑底設計標高。三區與一、二區之間采用放坡處理。

圍檁不封閉的提出，引起設計人員及相關單位專家的高度重視。建設單位為此邀請有關專家和單位召開專題論證會，尋求一個理想可行的設計和監測方法，確保安全。

圍檁不封閉端的設計：整個基坑采用鉆孔灌注樁+二層鋼筋砼支撐進行支護，灌注樁外側采用L700@900單排雙軸深攪樁作為止水帷幕。二層圍檁不封閉，在支護樁之間增加鋼筋砼抗滑塊基本可行。抗滑塊厚度與圍檁相同（即850/800）砼C30。抗滑塊與圍檁施工必須將支護與抗滑塊、圍檁接觸表面鑿毛并清洗干凈。

2 變形監測

此次監測嚴格按照支護設計圖紙、《建筑支護技術規程》JGJ120-99、《建筑變形測量規程》JGJ8-97中的要求。基坑分塊施工，除嚴格要求施工外需加強監測工作。監測內容除原有圈梁水平位移、周圍道路、建筑物沉降、支撐軸力、深層位移外，需增加對北側和西側第二層圍檁平行基坑方向的水平位移以及抗滑塊與圍檁之間的變形觀測。

2.1 點位的布設

監測點的布設：在接近北側和西側二層圍檁不封閉端部的部分，每隔2～3 m設計監測點測其變化量，從而得到平行基坑方向和垂直基坑方向的水平位移。土方開挖與地下室施工期間，一旦圍檁有位移異常或達到報警值（平行基坑方向）立即停止施工，迅速通知有關單位和人員，及時采取應急措施。

基準點的布設：所觀測的不封閉圍檁位移點位于基坑內-7 m，根據基坑周邊地勢情況，基準點布設在地面穩定的地方，工作基點設在基坑邊不利于通視。基坑在開挖過程中處于變形狀態，如果基準點設在基坑邊緣，會影響二層圍檁的位移點觀測精度，對位移的變化情況不能正確地反映。經過現場的反復查看，為了能精確、便捷地觀測到可靠的成果，在基坑開挖到一、二區二層圍檁以及三區挖土放坡，三區中露出長短不一的主體沉重樁頭，考慮到不應影響一、二區二層圍檁以下土方的開挖和超出底板標高主體沉重樁頭破出，以及一、二區地下室底板施工，在一、二與三區交接處選擇兩個樁頭上建立基準點。在兩個樁頭上鑿平，埋設兩個帶中心孔的強制對中器A、B、C作為基準點。

2.2 監測方法

如圖2所示，、為工作基點，為建筑物上的位移觀測點，利用全站儀精確測定和之值。為了計算點坐標，取點為獨立坐標系的原點，的連線方向為軸，則首次觀測后可求得點的坐標為

（1）

（2）

也可以用下式表示，即

（3）

（4）

經進一步整理后得

（5）

（6）

進行第二期觀測，若P點位移到處，那么

（7）

（8）

式中，和為第二期角值相對于第一期角值的變化量。將（7）（8）展開成級數，并取到二次項，即可求得復測后觀測點的坐標公式

（9）

（10）

將式（3）（4）分別代入（9）（10）

（11）

（12）

當第一期觀測后，當測定觀測點的位移時，不必計算點位的坐標值，而只需求取此次觀測角值與首次觀測角值之差，和就可很容易地計算出觀測點的坐標變化量，即可得出變形點位移量。

按照上述方法在具體監測時，在圖1中（A、B、C）3點架設儀器進行觀測，即可得出變形點位移量。

2.3 精度控制

依據設計要求允許支護樁水平方向最大變形量為開挖深度的5‰，二層圍檁不封閉端最大變形量為±25 mm，變形觀測中誤差為1/10Δ～1/20Δ（Δ為最大允許變形值），確定觀測中誤差在水平方向為±2.5 mm。對位移量公式微分轉換成中誤差后，根據所用儀器，可推算出角度和距離的測回數。此次采用2”全站儀角度2測回，距離精測，計算結果表明：測量中誤差都在2 mm以下，符合精度要求。

2.4 變形分析

通過對二層圍檁不封閉端變形監測，證明其幾何變形主要來自基坑開挖土體應力釋放的影響。第一是在土方從二層圍檁開挖到基坑設計底標高階段，二層圍檁不封閉端位移有個巨變過程，位移量較大；第二是在底板施工期間位移量趨緩逐步穩定；第三是地下室施工到二層圍檁支撐拆除階段二層圍檁不封閉端位移量變化較大，直到地下室澆筑和撐塊的作用達到穩定。根據二層圍檁位移監測數據，位移量主要發生在圍檁不封閉端部，主要是垂直基坑方向較大，平行基坑方向的滑動位移較小。最終位移量沒有超過最大允許變形值，確保了施工的安全和設計的可靠。

3 結語

基坑支護設計的堅固程度直接影響到安全，在建筑施工期間一定要組織測量部門隨時跟蹤監測。在監測過程中可根據場地的具體情況選擇基準點的位置進行觀測，可以選擇場地外基準點、場地內工作點、變形觀測點3級布點來觀測。通過以上實例可以看出，支護結構在不同的施工期間有著不同的變形，在施工期間對支護結構進行監測并作出信息反饋是必要的，可以避免引發各種事故。

參考文獻

[1] 李青岳，陳永奇.工程測量學[M].3版.測繪出版社，2008.

[2] 章書壽，華錫生.工程測量[M].水利電力出版社，1994.

[3] JGJ120-99，建筑基坑支護技術規程[S].中國建筑科學研究院，1999.

[4] JGJ/T8-97，建筑變形測量規程[S].建設部綜合勘察研究設計院，1998.

[5] 李明峰，嚴偉標.深基礎施工平面監測與放樣的基準研究[J].南京建筑工程學院學報，2000（2）：64-68.