某基坑工程變形監(jiān)測分析研究

李慧琴，高玉廣，茍衛(wèi)強，滕文川，陳曉峰

（1.甘肅土木工程科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730060；2.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730010）

0 引 言

目前，我國最普遍的方法是在基坑開挖過程中對基坑坡體、支護結(jié)構(gòu)變形、周邊建（構(gòu)）筑物沉降等進行動態(tài)監(jiān)測，利用信息化手段對工程項目進行管理［2］。基坑監(jiān)測除了通過儀器獲取數(shù)據(jù)以外，還有一項關(guān)鍵工作就是監(jiān)測人員要進行現(xiàn)場巡視，巡視的過程會更加直觀發(fā)現(xiàn)問題，將巡視的問題與實際監(jiān)測的結(jié)果結(jié)合在一起進行綜合性分析評判，這樣監(jiān)測的結(jié)果會更加精確［3］。

1 工程概況

該工程位于蘭州市。擬建場地地表平坦，現(xiàn)地面標(biāo)高為 1 471.30 m，場地平整后標(biāo)高約為 1 470.55 m。基坑開挖深度約 6.2 m，基坑?xùn)|、西、北側(cè)采用放坡+排樁+錨桿支護，基坑南側(cè)采用土釘墻進行支護，根據(jù)周邊環(huán)境及基坑開挖深度，基坑安全等級按二級考慮。根據(jù)該場地的勘察報告，場地地層在勘探深度范圍內(nèi)，主要有雜填土層、粉質(zhì)黏土、卵石。各地層巖性自上而下分述如下。

①雜填土，該層分布連續(xù)，雜色，土質(zhì)不均勻，主要由粉土及卵石組成，含有磚塊等建筑垃圾，稍濕，松散。該層層厚 2.7～4.5 m，層頂面高程為1 471.20～1 472.30 m。

②粉質(zhì)黏土層，該層分布連續(xù)，黃褐色，土質(zhì)均勻，切面稍見光澤，局部夾有粉土條帶或薄層細(xì)砂，干強度中等，韌性中等，稍濕，中密。該層層厚 0.8～3.1 m，層面埋深 2.7～4.5 m，層頂面高程為1 466.80～1 468.61 m。

③卵石層，青灰色，一般粒徑 20～60 mm，粒徑＞20 mm 的顆粒含量占總質(zhì)量的 55 %～60 %，主要成分為花崗巖、石英質(zhì)砂巖等硬質(zhì)巖石，呈弱風(fēng)化，級配不良，磨圓度較好，呈亞圓-圓狀，偶見漂石，骨架顆粒間呈交錯排列連續(xù)接觸，以中細(xì)砂及少量的粉土填充，填充飽滿，局部區(qū)域含土量較大，中密～密實。該層最大厚度為 6.9 m（未揭穿），層面埋深 4.7～6.0 m，層頂面高程為 1 465.30～1 467.00 m。

該場地地下水位為孔隙水，主要賦存于下部卵石層。接受大氣降水及黃河側(cè)向徑流的補給，流向東北，勘察期間地下水位埋深在 5.0～6.1 m，相應(yīng)水位高程 1 466.2～1 466.3 m。水位隨豐、枯水年份和季節(jié)性變化，年變幅 0.5～1.0 m。據(jù)區(qū)域資料，卵石層滲透系數(shù)按40～50 m/d 考慮。

2 監(jiān)測目的

在基坑工程施工期間，基坑開挖側(cè)土體應(yīng)力得到釋放，土體會有向基坑內(nèi)側(cè)偏移的傾向，對支護結(jié)構(gòu)的支護效果必須進行監(jiān)測，避免基坑坍塌造成工程事故。同時基坑開挖也會對周圍建（構(gòu)）筑物造成一定的影響，因此也要對周圍的建（構(gòu)）筑物進行監(jiān)測，盡早發(fā)現(xiàn)問題，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果適時調(diào)整施工方案，確保建（構(gòu)）筑物正常使用。

由于基坑工程本身屬于較為復(fù)雜的工程，涉及到的學(xué)科非常多，外在條件影響既復(fù)雜又眾多，再加上理論預(yù)測有限，所以，將理論與實踐結(jié)合起來，理論指導(dǎo)實踐，按照監(jiān)測方案有計劃、有次序地進行現(xiàn)場基坑監(jiān)測至關(guān)重要。具體目的如下。

相關(guān)責(zé)任部門應(yīng)從思想上高度重視博物館公示語翻譯問題。英文公示語的錯誤不僅僅會對英語文化底蘊不深厚的人產(chǎn)生負(fù)面影響，更會影響一座城市乃至國家在國外友人心目中的形象，尤其是博物館、紀(jì)念館這種嚴(yán)肅的地方，更是對歷史的不敬重。

1）將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)測值進行比較分析，確定已經(jīng)完成的施工工藝和施工參數(shù)是否符合規(guī)定，同時對下步施工工藝和施工進度控制，進而實現(xiàn)信息化施工的要求。

2）通過監(jiān)測確保本工程地下結(jié)構(gòu)施工期間，周邊的建（構(gòu)）筑物等的正常運行和使用。

3）通過監(jiān)測及時調(diào)整支護系統(tǒng)的受力均衡問題，使得整個支護體系處于受力均衡、安全、可控狀態(tài)。

4）將現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果及時反饋給相關(guān)人員，使設(shè)計能根據(jù)現(xiàn)場實時工況，進一步優(yōu)化方案，細(xì)化措施，達到優(yōu)質(zhì)安全，經(jīng)濟合理，又好又快的建設(shè)目的。

3 監(jiān)測點位布置

基坑監(jiān)測點的布置至關(guān)重要，監(jiān)測點的布置應(yīng)該符合 GB 50497－2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，除了確保基坑的安全性以外，還需要根據(jù)基坑的實際情況考慮工程造價及工作量。在基坑四周穩(wěn)固不被擾動的地方設(shè)置基準(zhǔn)點，共布置基坑沉降、位移監(jiān)測點 12 個，周邊建（構(gòu)）筑物觀測點 12 個（見圖1）。

4 監(jiān)測成果分析

4.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

2018年12月6日進行第一次監(jiān)測，2019年1月18日完成最后一次監(jiān)測，共進行了26次變形監(jiān)測，基坑累計沉降如表1及圖2所示。

基坑累計水平位移如表2 及圖3 所示。

周邊建（構(gòu)）筑物累計豎向沉降如表3 及圖4 所示。

1）從以上數(shù)據(jù)可得，監(jiān)測期間，監(jiān)測點豎向累計沉降量最大值為 3 mm（3 #、8 #監(jiān)測點）；水平累計位移量最大值為 3 mm（3 #、6 #、8 #監(jiān)測點），均未達到 GB 50497－2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》第8.0.4 條規(guī)定的報警值。周邊建（構(gòu)）筑物 12 個監(jiān)測點中，Z 7#監(jiān)測點被破壞，未保留數(shù)據(jù)。11 個監(jiān)測點中累計沉降量最大值為 3 mm（Z 3 #、Z 8 #、Z 9 # 監(jiān)測點），均未達到 JGJ 8－2016《建筑變形測量規(guī)范》第 7.1.5 條規(guī)定，監(jiān)測期間基坑及支護體系穩(wěn)定。

圖1 基坑監(jiān)測點平面布置圖

表1 豎向累計沉降監(jiān)測結(jié)果

圖2 豎向累計沉降曲線圖

表2 水平累計位移監(jiān)測結(jié)果

圖3 水平累計位移曲線圖

表3 累計沉降監(jiān)測結(jié)果

圖4 累計沉降曲線圖

2）放坡+排樁+錨桿支護形式在基坑支護效果是非常好的，基坑豎向累計沉降、水平累計沉降、周邊建（構(gòu)）筑物豎向最大累計沉降量為 3 mm，在施工期間沉降量有微小的變化，在施工結(jié)束后，基坑豎向、水平變形穩(wěn)定，周邊建（構(gòu)）筑物微小變形穩(wěn)定，這就說明放坡+排樁+錨桿支護形式對基坑及周邊建（構(gòu)）筑物具有重大的意義，起到較好的支護效果。

4.2 結(jié)論

通過對基坑本體及周邊環(huán)境的監(jiān)測工作，結(jié)論如下。

1）信息化施工監(jiān)測在本工程施工中取得成功。通過對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合分析，及時預(yù)測基坑變形可能對下道工序的影響，從而保證了基坑本體及周邊環(huán)境的安全，切實達到了信息化施工的目的。

2）該工程在監(jiān)測期間，措施得當(dāng)，監(jiān)測期間施工對基坑本體及周邊環(huán)境未造成影響。

3）監(jiān)測工作頻率合理。根據(jù)施工情況及監(jiān)測成果，圍繞基坑本體及周邊環(huán)境的安全，抓住監(jiān)測工作中對基坑本體及周邊環(huán)境安全可能產(chǎn)生不利影響的重點區(qū)域，及時調(diào)整監(jiān)測頻率，使監(jiān)測工作做到緊密配合施工，用監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。

5 結(jié) 語

隨著人們對地下空間的迫切需要，越來越多的學(xué)者投入地下空間的研究，與此同時，基坑工程也越來越多，因此基坑工程的安全至關(guān)重要，基坑監(jiān)測技術(shù)也得到快速發(fā)展。基坑監(jiān)測關(guān)鍵在于監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與時效性，要嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范要求進行監(jiān)測，基坑監(jiān)測本身就屬于實踐性較強的工作，雖然理論研究是有限的，但隨著科技水平的發(fā)展，儀器越來越先進化，因此監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就能夠提高。要做到理論與實踐相結(jié)合，理論指導(dǎo)實踐，在實踐中找問題，將問題轉(zhuǎn)化為研究的課題，實踐促進理論研究，這樣基坑監(jiān)測技術(shù)會得到快速發(fā)展。基坑監(jiān)測還要注意信息化動態(tài)監(jiān)測，在坍塌的趨勢前反應(yīng)給相關(guān)部門，這樣就可避免基坑工程事故的發(fā)生。同時要建立一種實時動態(tài)聯(lián)系，實現(xiàn)真正的信息化施工，不僅為基坑開挖過程安全奠定良好的基礎(chǔ)，同時為基坑支護研究提供有力的實驗結(jié)果，為基坑工程的研究提供有力的保障。