深基坑支護變形的類別分析及監測

曾 波

（廣東海業巖土工程有限公司，廣東 惠州 516000）

現如今隨著城市化建設進程的加快，高層建筑、商業廣場以及地下工程等建設不斷加快建設步伐，在這些工程建設中勢必會應用到深基坑支護技術。深基坑的承載力決定著施工的效果與施工安全，在實際建設過程中、深基坑的建設受多種因素影響，如地形、土質等，其支護工作具有極大的重要性，在深基坑支護是要時刻警惕深基坑出現變形情況，對深基坑支護的變形監測極為重要，是施工安全的前提和重要保障。

1.深基坑變形類別

1.1 墻體變形

當深基坑在開挖較淺時，基坑墻體會出現頂部墻體大幅度位移。位移呈現三角形分布轉臺，朝向基坑方向水平位移。而在架構了深基坑支護結構之后，位移量則保持不變，或是朝向基坑外部逐漸移動。墻體位移是由于基坑開挖時受重力影響，周圍土體向下移動，導致墻體上升，對基坑的穩定性造成了巨大的損害。

1.2 基坑底部的變形

一般來說，在深基坑挖掘時會遇到基坑變形情況，在開挖深度不大時在基坑底部中心位置會出現隆起的變形現象；在寬度與深度較大的基坑中，底部會出現中間塌陷，四周隆起的情況；在一些長條形的基坑中，由于寬度較小，出現的隆起情況也會是在中心位置隆起。基坑底部變形對深基坑的穩定也有相當程度的損害。

1.3 地面沉降

在施工中，常會出現地面沉降情況。在地層土質較軟、墻體入土深度較小時，在墻體底部的邊緣與附近會出現地面沉降的現象；而當土質剛性較強時、墻體入土深度較大時，地面沉降就會發生在距離墻體有一定位置的位置，具體的距離可以通過計算得出。

1.4 基坑損壞

深基坑的穩定是項目安全開展的前提，因此對于其要多加重視。而在實際操作中，由于涉及、施工上的紕漏，常常出現基坑損壞情況，破壞了深基坑的穩定。常見基坑損壞情況有：基坑內支護支撐不足；放坡設計過抖，造成雨水侵襲，是基坑土體強度與剛性下降，發生基坑土體滑落；對維護墻支撐不足，造成墻后地面變形，損害周邊建筑與地下設施；維護墻自身強度低，承載力不足，造成支護架構破壞。

2.深基坑支護工程

本次研究基坑工程項目包含兩棟樓，分別為25層住宅樓與9層的裙樓，地下基坑為四層，面積約10000m2，周長約380m，深度約18m，基坑形狀為不規則多邊形。根據地質勘探調查報告，該地工程地質情況良好，地下水的深度合理，設計資料可行，安全性較高，基坑支護結構的安全等級為1級。

工程采用支護結構為排樁加錨索，樁間止水采用單排高壓旋噴樁，支護結構分為四段。如圖，在深基坑開挖前對基坑內土體進行降水干燥工作以加固坑內土體，在基坑內外都設置水位監測孔監測維護墻內降水對基坑外水位的影響，防止維護墻外地面沉降。

根據支護設計要求，工程制定了切實可行的監測方案，確定了支護施工期間所需監測的內容與方法。在工程實施期間對各項工作的監測達到176次。

3.深基坑支護變形監測

3.1 基準點與監測點的設置

在基坑影響區域布設3個水平、沉降位移基準點，3個工作基準點以及22個變形監測點，23個周邊建筑、道路沉降監測點。基準點的布設是用來完成檢查并恢復深基坑工作基點的可靠性。工作基點的設置需在3倍的開挖深度之外的穩定地區。基準點的布設使用深埋鋼管水準基點標識，監測點使用混凝土澆筑的方法。

3.2 基準網測量

基準網平面的一級控制點由基準點與工作基點組成，基準網圍繞周邊道路組成環形閉合導線與閉合水準線，在測試時使用用一級導線與二等水準精度等級；基準平面網測量點位按往返測單程雙測站，高程控制點與之相同。

3.3 基坑頂部水平位移監測

在進行基坑頂部水平位移監測時，水平位移擴展網由監測點及其聯測控制點組成。同級布設單個目標的位移監測的控制點與監測點。基坑開挖之前用全站儀坐標法進行各監測點的初始值觀測，水平位移監測以初始值為后期觀測數據值的基準。通過本次坐標值與上次坐標值或初次測量值的差求出監測點的位移值與累計位移值。監測方法以深基坑工程監測技術的規范為依據。

3.4 基坑頂部垂直位移監測

垂直位移監測點的布設包括基準點和變形監測點兩種，在監測時，先檢查基準點之間的高差，確定基準點的穩定性，再引測到沉降變形監測點，將觀測點與工作基點結合起來共同組成閉合的水準路線。一次閉合水準路線觀測按往返測單程雙測站，后續監測按單程監測進行。監測工作要嚴格按照國家一二等水準測量的規范要求進行。

在進行垂直變形監測數據處理時首先計算出各沉降點初始的標準高度，本次的沉降量為本次標高減去上次標高，累計沉降量為本次標準高度減去初始標準高度，計算出各監測點的每次沉降量與沉降差、累計沉降量和周期的平均沉降量與沉降速度，以圖表的形式進行數據計算與記錄。

3.5 周邊建筑、道路裂縫沉降監測

基坑的開挖、降水等因素有可能會使基坑周邊的建筑、道路發生沉降，造成建筑與道路裂縫。在基坑的挖掘過程中，要注意對周圍建筑與道路沉降的監測，確保建筑與道路安全。在基坑開挖之前，應當對基坑周邊建筑、道路、地形構造等進行勘察，監測并記錄周邊建筑與道路已有裂縫，測量其分布位置、裂縫走向、裂縫長度與初始深度值等，分析基坑挖掘中可能造成沉降與裂縫擴大等后果，及時監測新產生的裂縫，記錄裂縫各項數據，分析新生裂縫產生的原因，判斷裂縫發展的趨勢，做出補救措施。在數據分析完成之后上交產權人簽字，為日后可能出現的事故糾紛提供責任劃分依據。

3.6 地下水位監測

深基坑需要進行降水疏干工作，同時也受到自然降水等影響，地下水位隨時可能會發生變化，對于基坑的穩定性有一定程度的影響，因此對于地下水位的監測十分重要。監測時在基坑外圍布設兩個監測點，通過埋設水位管，預留水位預警孔的方式進行監測。水位管采用直徑為80mm左右的PVC管，并且將管底密封處理，防止泥沙進入在管道中部鉆出6到8列濾水孔，鉆孔直徑為6mm左右，縱向孔距為50-100mm左右。在水位管的監測孔處包扎過濾網。水位管上端不打孔，確保封孔的質量。在頂端設立防護措施，防治雨水、地表水或者雜物進入，同時應當高出地表一定高度，保證監測效果。在水位管布設出設立醒目的標志，避免施工對其造成損壞。對地下水位的監測保證至少每兩天一次，在測試數據穩定后測試初始水位，做好記錄。

水位的計算方法：測算出水位的變化值時可以采用水準儀水準測量法，先確定水位管管口高度，水位管內水面高度計算公式為：水位管內水面高度=水位管管口高度—水位管內水面與管口距離；本次水位變化量=本次水位高度—上次水位高度累計水位變化量=本次水位高度-初始水位高度。

3.7 錨索應力監測

根據基坑設計的結構要求，在基坑周圍土體開挖的48小時內完成錨索施工。錨索應力環安裝在固定端，安裝時將錨索從測力計中心穿過，測力計處于鋼墊座與工作錨之間。在安裝過程中對錨索計進行監測，并從中間向四周加載以免錨索計偏心受力或者過載運轉。錨索應力的計算公式：應力標定系數X（測力計三弦實測頻率的平均值—測力計零點值）=錨索應力值；本次錨索應力變化量=本次錨索應力值—上次錨索應力值；累計錨索應力變化量=本次錨索應力值—初始錨索應力值。

4.深基坑監測結果分析

從基坑全部檢測結果數據分析看出，深基坑支護的監測點水平、垂直位移變化較小，累計變化值處于控制范圍之內；基坑頂部未發生較大變化；地下水位保持良好，對土體影響可忽略不計；錨索應力值監測也比較準確，能夠反映出應力變化。對不足地方向施工監理單位匯報，提出改進措施，保證了深基坑支護施工安全。

5.總結

深基坑支護是具有一定規模的、危險性較大的工程項目。在設計方案、施工環境、施工難度等方面多有限制。目前高層建筑以及商業廣場、地下設施的建設使深基坑支護施工越來越復雜，因此對其進行監測尤為重要。在監測中藥認真制定監測方案，結合工程項目的實際做好風險評估以及緊急預案，保障施工安全。