測斜監測技術在樁錨支護深基坑中的應用

王仁杰+熊智彪+宋世豪

摘 要：深基坑監測是基坑工程安全開挖的保證，測斜作為一種重要的監測手段，能夠實時地反映出基坑在土方開挖中的變化情況。通過在某一樁錨支護深基坑中布置一定數量的測斜管，定期記錄施工期間的測斜數據并綜合分析其變化趨勢，掌握了基坑的變形情況，進一步驗證了樁錨支護體系的可靠性，達到了信息化施工的目的。

關鍵詞：基坑；變形；監測； 測斜；控制標準

【文章編號】1627-6868（2017）08-0020-04

Abstract： Deep excavation monitoring is the assurance for the safety of deep foundation excavation. As a important means of monitoring，inclinometer can real time reflect the changes of foundation excavation.By layout of a certain number of inclinometer tubes into pile-anchor type deep foundation，during the period of construction regularly recorded the inclinometer data and analysed its trend comprehensively， the deformation of foundation has been grasped.That proved pile-anchor system was reliable，the purpose of information construction has been achieved at the same time.

Key word： foundation； deformation； monitoring； inclinometer； standard of control

前言

近年來，隨著國民經濟和城市建設的快速發展，帶動了地下空間的開發利用，使基坑工程的數量和規模迅速增大，如高層建筑深基坑、地下鐵路、地下商場、地下停車場、地下道路等。隨著基坑開挖深度和規模不斷加大，基坑工程施工的難度也不斷增大，由于技術、經濟原因及管理上的缺陷，在深基坑工程施工中容易出現安全事故，輕則造成鄰近建筑物傾斜、結構開裂，道路沉陷、開裂，地下管理斷裂； 重則造成鄰近建筑物倒塌和人員傷亡。基坑工程是一項風險性較大的工程，稍有不慎就會釀成巨大的工程事故。為了正確評估基坑施工安全，對施工風險進行預警，減小施工事故發生可能，需要在基坑工程施工過程中加強監測工作，通過對監測信息的分析，判斷基坑的安全狀態，為下一步的基坑開挖施工提供可靠的依據。

1.工程概況

擬建場地位于衡陽市南華大學附一醫院內、第二住院部（外科大樓）南側。南華大學附一醫院停車場地下一層，高6米，平面呈矩形，平面尺寸為60.0m×70.0m。采用框架結構，設計地下車庫底板標高52.6m，工程重要性等級為二級。基坑支護采用樁錨支護的形式，為了了解基坑支護結構的水平位移狀況以及為設計、施工部門提供準確的水平位移測量數據，保證基坑開挖和地下停車場施工的順利進行，對基坑水平位移進行了測斜觀測。

2.地質條件

根據文獻[1]和該工程勘察單位提供的《南華大學附一醫院地下停車場巖土工程勘察報告》，場地在勘察深度范圍內，揭露的深度為第四系人工填土（Q4ml）及第四系河流階地沖積物（Q4al）下伏下第三系粉砂質泥巖（E），各土巖體的主要特征分別描述如下：

①雜填土（Q4ml）：雜色，褐紅，呈松散-稍密、稍濕狀態，主要有粘性土和建筑垃圾組成，建筑垃圾主要為混凝土及碎磚塊，土質不均勻，未經壓實，欠固結，全場分布，層厚1.60～4.40m。

②粉質粘土（Q4al）：為河流階地沖積物，褐紅、黃褐色，以硬塑～堅硬狀態為主，主要由粘性及少量粉粒組成，含鐵錳質氧化物，土芯切面較光滑，具光澤，手捻稍有砂感，手感較滑膩，搖震無反應，干強度、韌性中等，全場分布，層厚3.90～6.70m。

③礫砂（Q4al）：為河流階地沖積物，褐色、灰色，呈稍密-中密、濕-飽和狀態，主要礦物成分為石英顆粒，粒徑大于2mm的顆粒含量為47.5%～50.7%，其骨架間主要由10～20%中粗砂充填，含少量粘性土，土芯呈散粒狀，全場分布，層厚3.20～5.00m。

④強風化粉砂質泥巖（E）：紫紅，泥質結構，風化裂隙很發育，巖芯多呈碎塊狀夾土狀，碎塊狀巖芯干時可用手折斷或捏碎，遇水易軟化崩解，勘察深度范圍內底部2～5m呈短柱狀夾碎塊狀，柱狀節長為5～6cm，控制厚度6.99～10.39m。

地下水類型主要為上層滯水、潛水及基巖裂隙水，主要有地表水及大氣降水滲入補給。擬建場地環境類型為II類。按《巖土工程勘察規范》判定標準，場地地下水對混凝土結構具有微腐蝕性；對混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性。

典型的地質圖如圖1所示。

3.基坑測斜的目的[2]

通過監測數據來反映土體和支護結構的位移變化情況，并將監測數據與設計預估值進行對比分析，判斷是否需要修改施工工藝和施工參數，便于優化下一步施工參數，為施工開展提供及時的反饋信息，達到信息化施工的目的；驗證基坑開挖方案的正確性，及時分析出現的問題，作為基坑安全制定及時、有效的保護措施的一種補充手段；由于各個場地地質條件、施工工藝和周邊環境不同，基坑設計計算中很難將各種復雜因素全部囊括其中，通過對現場的監測結果進行分析、研究，將監測結果用于優化設計，進行局部修改或完善。

4.監測點的布設endprint

測斜管預埋設在支護結構樁體之中。在測點樁體施作之前，將測斜管綁扎在鋼筋籠上與其一起下入孔中。具體步驟如下：

4.1 測斜管的連接。單根PVC測斜管長度為2m，單管之間采用接頭進行連接。上下管的十字槽應對齊，以保證測斜儀探頭的滑輪在管道內能順暢的運行。為防止泥漿和水泥漿通過縫隙滲入管內，接頭處應進行密封處理，接頭套管內應涂上玻璃膠，外部與測斜管的縫隙上下5公分用透明膠纏封。

4.2 測斜管的綁扎。將測斜管伸入鋼筋籠用鐵絲進行固定。固定時盡可能保證測斜管呈直線。固定點宜為接頭套管上下兩端。鋼筋與測斜管間宜留一定的間距，避免在下放鋼筋籠時由于鋼筋彎曲導致測斜管斷裂。管頂端和末端應用封蓋底蓋進行封閉。

4.3鋼筋籠下放時，應使測斜管十字槽垂直對準基坑內側，以保證將來監測數據的準確性。樁孔注漿前應將測斜管內注滿水，防止水泥漿內滲。

本次監測根據相關布設原則[3]與設計要求在基坑支護上布置15點。（其中2號、12號、15號孔因施工原因已損壞）各測量點的具體布設位置見圖2。

5. 監測方法

測量所采用的儀器為CX—系列測斜儀。測量精度為0.1mm/500mm。儀器自動記錄每次的讀數。具體步驟如下：

①將測斜儀探頭正方向對準基坑內側，滾輪沿著十字槽放入測斜管中，待儀器下至管底穩定后，自管底至頂每0.5m[4]測量一次，每次的累加值即為測斜孔的傾斜量。

② 將儀器頭反轉180度，再次自管底開始測量，取得反方向的測試數據。

將初次測量的位移數據作為基準點，一般需測兩次以上，取得較穩定的值。以后每次再測量的數據與初始值相減，所得差值即為該點土體水平位移值。

本次測量時間從2011年9月基坑支護施工前開始，至2012年4月在挖孔樁施工期間，對基坑支護不同深度處的水平位移情況進行了監測。

6. 控制指標

本次基坑的監測頻率如表1所示。

監測控制標準如表2所示。

當基坑測斜指標達到報警值時，須及時通知各方，同時加大監測頻率并提出處理方案并實施。

7.監測成果

測斜監測得到的偏移曲線如圖3所示。

從測量結果來看，主要有以下幾點：

①由于測斜孔安裝與灌注樁中，與支護固定成為一體，所以測斜點位移的數據比較穩定，趨勢較為直觀和明朗，與樁頂水平位移監測所得的變形趨勢基本一樣。

②在測量期間基坑大部分測斜點的位移總體都控制在1cm左右，符合設計的要求。測斜點最大的位移發生在5號孔和9號孔，通過施工巡查記錄可以發現，5號孔正好處于供電室的位置，很多重型用電設備經常滯留和擺放于5號孔之上。9號孔的位置又為施工

③單位進場材料的默認堆放點，大量施工材料長時間堆放于此。因此位移較其他孔稍大。

④ 3號孔和8號孔在11月21日的測量中傾斜加量明顯出現負值，原因是當天進行了第一排錨索張拉，而3號孔和8號孔相對靠近于張拉錨索，因此受到的影響較其他孔大。

8.結論

① 測斜管的預埋和保護是否到位決定了測斜數據能否可靠取得。因此，測斜管埋設和保護是測斜監測的基礎和前提。

② 各測斜點的累計位移量基本控制在1cm之內，遠遠低于設計所要求的5cm，說明樁錨支護結構能夠很好的控制基坑的變形。

③ 測斜數據很好的反映了基坑施工的進展，實時地表現了基坑的變形情況，為可能遭遇的危險狀況提供預警，從側面保證了施工安全順利的進行，達到了信息化施工的目的。

參考文獻

[1] BG50021—2001，巖土工程勘察規范.北京：中國建筑工業出版社.

[2] 何春保.測斜監測在深基坑施工中的應用.科學技術與工程，2008；8（23）：6406-6409+6417.

[3] 陳爭、楊平、杜平.基坑測斜數據分析.山西建筑，2008；34（3）：356-357.

[4] 閆文斌、李鴻軼、徐順明.測斜距選取對基坑監測結果的影響研究.基礎工程設計.endprint