建筑深基坑監測技術探討

林華捷

（福州市建筑設計院有限責任公司，福州350001）

1 工程概況

該基坑工程位于福州市五一南路與瀛洲路交叉口，地下室北側邊界與瀛洲路相距4.5 m，與榕城古街建筑相距22 m，地下室西側邊界與五一南路邊線相距8.5 m、地下室東側邊界與已建廠房相距15 m，與瀛洲河相距30.5 m。該項目為3層地下室基坑，基坑最大開挖深度為20.5 m，基坑工程安全等級為一級，重要性系數r=1.1，基坑支護形式采用灌注樁圍護結構加3道鋼筋混凝土內支撐。

1.1 工程地質條件

根據該場地的巖土工程勘察報告，場地基坑開挖影響范圍內的巖土層自上而下依次為：①-1雜填土；①-2淤泥質填土；②粉砂夾淤泥；③淤泥夾砂；④粉砂夾淤泥；⑤淤泥夾砂；⑥粉砂夾淤泥；⑦淤泥質土夾砂；⑧粉砂；⑨粉砂；⑩卵石。各土層的物理力學指標見表1。

表1 基坑場地土層的物理力學指標

1.2 水文地質條件

本場地基坑開挖范圍內的地下水主要有：（1）松散層孔隙潛水：賦存于①-1雜填土層中，含水介質多為黏性土充填，連通性較差，透水性弱，含水層厚度較小，富水性弱。（2）松散層孔隙承壓水：賦存于②粉砂夾淤泥（局部無壓）、④粉砂夾淤泥、⑥粉砂夾淤泥、⑧粉砂、⑨粉砂、⑩卵石層中，以上含水層介質結構較松散，孔隙連通性較好，透水性中等。⑧粉砂、⑨粉砂、⑩卵石層含水層之間有直接水力聯系。②粉砂夾淤泥層靜止水位埋深為3.40～3.50 m，④粉砂夾淤泥層靜止水位埋深為7.30～7.60 m，⑥粉砂夾淤泥層靜止水位埋深為10.00～10.50 m。場地鉆孔初見水位埋深約2.94～4.16 m，混合地下水位埋深約2.78～3.88 m。年水位變化幅度約0.5～1.0 m。

2 監測方案及實施

平面基準點和高程基準點均布設在基坑開挖深度5倍以外的樁基礎建筑上，平面基準點和高程基準點數量均為3點。為保障監測系統的有效性，確保監測方案和各項技術指標滿足設計和規范要求，監測方案制訂過程中與設計、施工方進行充分溝通，以使制訂的監測方案更具可行性，能夠準確評估監測對象的狀態和變化趨勢[1]，監測點的布設示意圖如圖1所示。

圖1 基坑監測點布設示意圖

本項目依據設計文件制定的部分監測內容預警指標見表2，監測過程中應按相應指標進行預警。

表2 部分監測內容預警值

3 監測數據分析

本項目監測時間2015年5月至2016年1月，基坑回填完畢，由于該深基坑項目涉及的監測內容較多，本文僅對部分監測成果進行分析。

3.1 圍護樁深層水平位移監測

以圍護樁深層水平位移監測點C4#、C8#為例，對圍護樁深層水平位移監測點變形情況進行分析，C4#、C8#最大位移值分別為41.4 mm和52.6 mm，深度均位于管口以下15 m處，變形曲線圖分別見圖2和圖3。

圖2 圍護樁監測點C4#深度-位移曲線圖

圖3 圍護樁監測點C8#深度-位移曲線圖

由于基坑支護體系有鋼筋混凝土內支撐，從變形曲線圖可以看出，監測點深層水平位移變形符合“鼓肚”型，最大位移位置為圍護樁彎矩最大處。基坑開挖過程中部分深層水平位移監測點數據超過預警值，基坑開挖至底板變形達到最大，后續底板施工完成后，變形逐漸趨于相對穩定[2]。監測點累計變化量超過預警值后，施工單位采取了減小開挖速率等措施，后續變形未對基坑支護的安全性造成顯著影響。

3.2 基坑頂部水平位移監測

對所有基坑頂部水平位移監測點數據進行分析，位移監測點最終累計變化量范圍為7.5～14.0 mm，基坑頂部水平位移監測點變形曲線圖如圖4所示。

圖4 基坑頂部水平位移監測點時間-累計變化量曲線圖

基坑開挖過程中，基坑頂部水平位移變化隨基坑開挖深度增大而增大，底板施工完成后基坑頂部水平位移監測點整體變化相對穩定，基坑施工過程中各個監測點變化趨勢基本一致，各監測點數據均未超過預警值，基坑頂部變形控制在合理范圍內。

3.3 基坑頂部沉降監測

對所有基坑頂部沉降監測點數據進行分析，監測點最終累計變化量范圍為3.10～8.15 mm（下沉），基坑頂部沉降監測點變形曲線圖如圖5所示。

圖5 基坑頂部沉降監測點時間-累計變化量曲線圖

基坑開挖過程中，基坑頂部沉降變化隨基坑開挖深度增大而增大，各監測點變化趨勢基本一致，地下室底板與剪力墻施工作業過程中，監測點變化情況相對穩定，監測點最終累計變化量總體較小，均未超過預警值[3]。

3.4 地下水位監測

地下水位監測至關重要，若地下水位變化異常，將會直接影響周邊地表和鄰近淺基礎建筑的沉降。以地下水位監測點S3、S5、S6為例進行分析，其最終累計變化量分別為-0.04 m（下降）、0.345 m（上升）和0.338 m（上升），地下水位監測點變形曲線圖如圖6所示。

圖6 地下水位監測點時間-累計變化量曲線圖

整個基坑施工過程中，地下水位監測點變化數據未超過預警值，說明基坑施工過程中，對基坑外圍的水位影響較小，水位變化主要受地下水補給、降水等原因影響，地下水位變化在合理范圍內，圍護結構的止水效果相對理想，減小了對周邊環境的影響。

4 結語

基坑監測是保證基坑安全施工的重要手段。通過對該深基坑進行監測和對監測結果進行分析總結，得到了如下認識：

1）基坑支護施工需嚴格按照設計文件執行，保證支護結構的成型質量；基坑土方開挖需嚴格按照論證的開挖方案進行，以確保基坑施工的安全有序進行。

2）基坑開挖及內支撐拆除等關鍵施工環節，應對支護體系加強監測和現場巡視，以便及時掌握支護結構的變形情況和變形規律，并結合工程經驗進行分析，使基坑監測能有效指導施工，保證施工的順利進行。

3）監測工作促進了深基坑施工作業的高效、安全進行，全面促進了深基坑工程質量、安全等目標的實現。