某基坑工程監(jiān)測(cè)控制分析研究

文/李 壯 張 燁 陳根全 王月香

基坑監(jiān)測(cè)不僅能進(jìn)一步優(yōu)化基坑工程設(shè)計(jì)，而且還可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題，為基坑施工提供一定的安全保障，應(yīng)在工程實(shí)踐中得到足夠重視。蘇州屬于典型的軟土地區(qū)，有著較大厚度的第四系覆蓋層。前人已對(duì)該地區(qū)采用地下連續(xù)墻、咬合樁及SMW 工法樁圍護(hù)形式的基坑變形進(jìn)行過一些研究［1］，但采用其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑變形研究較少。本文以蘇州金閶新城體育館基坑為工程背景，通過對(duì)該基坑變形與沉降等項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，研究了蘇州地區(qū)采用放坡與土釘圍護(hù)支護(hù)的方形深基坑的一些安全施工問題，為以后蘇州類似基坑監(jiān)測(cè)工作提供一定的補(bǔ)充與參考。

1 工程概況

蘇州金閶新城體育館工程基坑周長為892 m，面積為16974 m2，建筑±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高4.000 m，場(chǎng)地標(biāo)高整平為3.000 m，開挖深度5.05 m。

基坑北側(cè)與東側(cè)緊鄰用地紅線，西側(cè)為空地，南側(cè)緊鄰駁岸河道，周邊環(huán)境要求較高。基坑?xùn)|、西、南側(cè)均采用放坡的圍護(hù)形式，北側(cè)采用放坡+土釘支護(hù)的形式。

2 基坑監(jiān)測(cè)

基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：坡頂豎向水平位移、周邊道路建筑沉降、河道駁岸豎向水平位移、坑外地下水位。見圖1和表1。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置

表1 監(jiān)測(cè)報(bào)警值

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

自2017年3月8日開始監(jiān)測(cè)，最后一次監(jiān)測(cè)日期為2017年8月12日，共監(jiān)測(cè)118 次，2017年8月13日基坑基本回填至±0.00。

3.1 坡頂豎向位移

坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)共布設(shè)35個(gè)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)分別為PD1～PD35，選取部分測(cè)點(diǎn)進(jìn)行坡頂豎向位移時(shí)程曲線分析，見圖2。

圖2 坡頂豎向位移時(shí)程曲線

由圖2 可以看出：基坑開挖過程中各測(cè)點(diǎn)的坡頂豎向位移均表現(xiàn)為下沉；開挖結(jié)束后豎向位移變化逐漸減弱，底板澆筑結(jié)束趨于穩(wěn)定。坡頂豎向位移累計(jì)變化量和變化速率的最大點(diǎn)位均為PD1，分別為8.95 mm 和0.31 mm/d，均未超出報(bào)警值。坡頂豎向位移變化處于可控范圍。

3.2 坡頂水平位移

坡頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)為PD1～PD35，選取部分有代表性的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行水平位移時(shí)程曲線分析，見圖3。

圖3 坡頂水平位移時(shí)程曲線

由圖3可以看出：隨著基坑土方開挖，圍護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)水平位移變化明顯；基坑開挖結(jié)束后，水平位移變化逐漸減弱，底板澆筑結(jié)束趨于穩(wěn)定。累計(jì)水平位移和變化速率變化量的最大點(diǎn)均為PD1，分別為14.6 mm 和0.24 mm/d，未超出規(guī)定的報(bào)警值。基坑坡頂水平位移變化處于可控范圍。

3.3 周邊道路沉降

周邊道路沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DL1～DL4，其監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖4。

圖4 周邊道路沉降時(shí)程曲線

由圖4看出：隨著基坑土方開挖，周邊道路管線地表沉降增加變化較為明顯，之后變化逐漸減弱并最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)；DL1、DL2與DL3測(cè)點(diǎn)沉降量在2017年7月25日—2017年7月31日期間變化較大。這3個(gè)測(cè)點(diǎn)鄰近基坑?xùn)|側(cè)坑外地下水位測(cè)點(diǎn)SW8，而SW8測(cè)點(diǎn)此期間因基坑降水導(dǎo)致地下水位下降較大，基坑周邊土體孔隙水壓力發(fā)生較大變化，從而引起周邊道路產(chǎn)生較大沉降。DL1與DL2測(cè)點(diǎn)分別為道路沉降量與沉降速率的最大點(diǎn)位，達(dá)到10.04 mm 和0.18 mm/d，未超出規(guī)定的報(bào)警值。基坑周邊道路沉降變化處于可控范圍。

現(xiàn)場(chǎng)巡視表明，在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間，周邊道路管線地表未出現(xiàn)明顯變形或裂縫。

3.4 周邊建筑沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

基坑周邊建筑沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)為JZ1、JZ2，其監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖5。

由圖5可以看出，隨著基坑的開挖，周邊建筑的沉降變化趨勢(shì)與周邊道路沉降變形基本一致。JZ1 與JZ2 測(cè)點(diǎn)分別是周邊建筑沉降量與沉降速率最大點(diǎn)位，分別達(dá)到6.53 mm 和0.27 mm/d，未超出規(guī)定的報(bào)警值。基坑周邊建筑沉降變化處于可控范圍。

圖5 周邊建筑沉降時(shí)程曲線

3.5 河道駁岸豎向位移

河道駁岸豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)為HD1～HD9，選取部分有代表性的測(cè)點(diǎn)的駁岸累計(jì)豎向位移監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，見圖6。

圖6 河道駁岸豎向位移時(shí)程曲線

由圖6可以看出，隨著基坑土方開挖，駁岸豎向位移變化較為明顯，之后變化逐漸減弱并最終趨于穩(wěn)定。HD4 測(cè)點(diǎn)為豎向位移變化量和變化速率的最大點(diǎn)位，分別達(dá)到2.97 mm 和0.08 mm/d，未超出規(guī)定的報(bào)警值。駁岸豎向位移變化處于可控范圍。

現(xiàn)場(chǎng)巡視表明，在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間，河道駁岸未出現(xiàn)明顯變形或裂縫。

3.6 河道駁岸水平位移

駁岸水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)為HD1～HD9，選取部分有代表性的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，見圖7。

由圖7 可以看出，HD4 測(cè)點(diǎn)為駁岸水平位移變化量與變化速率的最大點(diǎn)位，分別達(dá)到8.8 mm 和0.2 mm/d，未超出規(guī)定的報(bào)警值。河道駁岸水平位移處于可控范圍。

圖7 河道駁岸水平位移時(shí)程曲線

現(xiàn)場(chǎng)巡視表明，在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間，河道駁岸未出現(xiàn)明顯變形或裂縫。

3.7 坑外地下水位

坑外地下水位測(cè)點(diǎn)為SW1～SW13，選取部分有代表性的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行坑外地下水位變化時(shí)程曲線分析，見圖8。

圖8 坑外地下水位變化時(shí)程曲線

由8圖看出，隨著土方的開挖及坑內(nèi)持續(xù)降水，坑外地下水位表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢(shì)，底板澆筑后水位最終趨于穩(wěn)定。SW12測(cè)點(diǎn)為坑外地下水位變化量與變化速率最大點(diǎn)位，分別達(dá)到770 mm和330 mm/d，未超出規(guī)定的報(bào)警值。坑外地下水位變化處于可控范圍。

本基坑降水為敞開式降水，圍護(hù)結(jié)構(gòu)中未設(shè)止水帷幕。一般來說，地下水位的變化會(huì)受到大氣降水和施工降水等因素的影響。

4 結(jié)論

通過對(duì)蘇州金閶新城體育館基坑工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析，研究了蘇州地區(qū)采用放坡與土釘支護(hù)的方形深基坑的一些安全施工問題，主要得出以下幾點(diǎn)結(jié)論和建議：

1）蘇州金閶新城體育館基坑工程監(jiān)測(cè)各項(xiàng)目在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間均未超出規(guī)定報(bào)警值，所有項(xiàng)目變化均表現(xiàn)為正常狀態(tài)，說明放坡+土釘?shù)闹ёo(hù)形式對(duì)本工程是適用的；

2）隨著基坑的開挖，其變形沉降前期變化表現(xiàn)不明顯，中期較明顯，后期逐漸減弱并最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)；

3）通過分析地表沉降數(shù)據(jù)，在監(jiān)測(cè)后期2017年7月25日—31日期間，周邊道路沉降點(diǎn)DL1、DL2與DL3出現(xiàn)異常增大變化，原因分析為基坑降水導(dǎo)致地下水位變化較大造成。

因此，在深基坑開挖施工過程中，需做好基坑的防水與地下水位變化控制工作并且要時(shí)刻注意觀察基坑周邊地表的沉降變化情況，防止因基坑降水處理不當(dāng)而導(dǎo)致地表沉降變形過大。