某基坑支護工程及周邊建筑物的監測與分析

喬開放

摘? 要：該文對某基坑工程本身及周邊建筑進行了坡頂水平和豎向位移、地下水位、深層水平位移（測斜）及對周邊建、構筑物豎向位移進行了全面的動態監測，分析基坑的變形規律以及周邊建筑物在基坑施工期間的變形規律，分析結果顯示：在基坑土方開挖、降水施工階段，基坑支護變形明顯較大，通常基坑長邊方向中間部位的變形情況比較大，因周邊建筑物及構筑物采用了深基礎和合理的基坑支護措施，其變形位移受到基坑的影響較小，基坑支護總體變形在規范允許范圍內，各項監測指標符合一般基坑工程變形規律。所得結論可為相關研究提供參考。

關鍵詞：基坑施工? 監測? 周邊建筑物? 深基礎

中圖分類號：TU753? 文獻標識碼：A? ?文章編號：1672-3791（2021）10（b）-0000-00

Monitoring and Analysis of a Foundation Pit Support Project and Surrounding Buildings

QIAO Kaifang

（Jianyan Test Group Co.， Ltd.， Xiamen， Fujian Province， 361000 China）

Abstract： In this paper， the horizontal and vertical displacement of the slope top， the groundwater level， the deep horizontal displacement （inclinometer） and the vertical displacement of the surrounding buildings and structures of a foundation pit project itself and its surrounding buildings are monitored comprehensively and dynamically， and the deformation law of the foundation pit and the surrounding buildings during the construction of the foundation pit is analyzed. The deformation of foundation pit support is obviously large， usually the deformation of the middle part of the long side of the foundation pit is relatively large， because the surrounding buildings and structures adopt deep foundation and reasonable foundation pit support measures， their deformation and displacement are less affected by the foundation pit， the overall deformation of foundation pit support is within the allowable range of the specification， and the monitoring indicators are in line with the general deformation law of Foundation Pit Engineering. The conclusions can provide a reference for related research.

Key Words：Foundation pit; Construction monitoring; Surrounding buildings; Deep foundation

基坑監測屬于一種信息化施工手段，即在開挖基坑和地下工程施工過程中監測基坑的變形情況以及周圍環境的變化情況，然后分析監測結果并反饋給施工，起到指導設計和施工的作用[1-2]。基坑監測也是保證施工安全和進度的有效措施，該文通過對某基坑工程本身及周邊建筑的全面監測，分析基坑施工期間的變形規律，指出基坑施工過程需重點關注的部位，供類似工地施工參考。

1工程介紹

某工程建設房屋為地下1層，地上5棟26～31層框剪結構建筑群，占地面積約19 845.2 m2，總建筑面積83 245.2 m2，基坑開挖深度4.20～5.10 m，基坑總周長約580 m，基坑平面為多邊形，其中最長直邊約165.00 m，基坑鄰近學校位置采用拉森鋼板樁支護，支護深度約12.0 m。該工程東側為已建公路，南側及西側為已建實驗小學，西側及北側為菜地，按照設計，該項目土方開挖期間嚴格按照分段分塊分層開挖、開挖一層支護一層的方案，嚴格控制基坑周邊變形情況。該項目場地勘察期間揭示場地初見水位1.00～2.80 m，穩定水位埋深為3.50～4.40 m，場地地下水屬潛水類型，在基坑施工過程中采用降水井控制地下水位，隨著基坑開挖按需降水。

2監測方案

在基坑施工過程中，測量基坑變形和其影響范圍內的環境變形、被保護對象的變形以及其它與施工有關的項目或量值，從而及時了解變化情況，做到信息化施工，這些監測數據同時也是評價基坑安全和環境安全情況的重要依據;將在現場監測得到的數據跟設計值（或預警值）相對比，若大于某個限值時就需要及時采取控制措施，避免支護結構產生更大程度的變形與破壞，同時避免周圍的道路、建筑物產生較大變形或者受到損傷[3-6]。

根據該工程特點和對監測的技術要求并結合施工現場實際情況，在基坑施工開始及過程中對基坑的水平位移、垂直沉降、深層水平位移、地下水位和周邊道路、圍墻變形進行監測。根據施工進度，觀測頻次為：當基坑開挖深度<2 m，2～3 d觀測1次;當基坑開挖深度>4 m，1～2 d觀測1次;當基坑開挖深度>5 m，1 d觀測2次;如底板澆筑時間<7 d，1 d觀測1次;如7 d<底板澆筑時間<14 d，3 d觀測1次;如14 d<底板澆筑時間<28 d，5 d觀測1次;如底板澆筑時間>28 d，7 d觀測1次。初始位移觀測不少于2次;監測數據達到報警值、變化量較大或變形速率加快時，應加密監測頻率，監測變化較小，則可根據現場情況降低監測頻率。該次基坑支護施工及周邊建構筑物平面分布相對位置和主要監測點布置情況詳見圖1。

3基坑施工安全的控制指標要求

（1）基坑水平位移監測：累計位移量大于30 mm;或位移速率大于2 mm/d;基坑豎向位移監測：累計沉降量超過30 mm，或沉降速率超過2 mm/d。

（2）深層水平位移監測：累計位移量大于30 mm，或沉降速率大于23 mm/d。

（3）周邊建筑物沉降監測：累計位移量大于20 mm，或沉降速率大于2 mm/d。

（4）周邊圍墻沉降監測：累計位移量大于20 mm，或沉降速率大于2 mm/d。

（5）地下水位監測：累計變化大于1 000 mm，或沉降速率大于500 mm/d。

4基坑監測分析

4.1基坑水平/豎向位移監測

該次基坑監測自2019年9月5日至2021年2月25日共進行69次變形觀測，分析圖2和圖3可知，基坑共計25個坡頂水平位移監測點的累計水平位移量處于7～26 mm，基坑的25個坡頂垂直沉降監測點的累計豎向位移量在5～27 mm之間因基坑面積大各區域施工進度的不同，起始觀測時間以鄰近區域施工開始為起點，故各觀測點起始時間不一致，監測數據表明基坑施工開挖期間影響較大，隨著基坑的土方開挖完成及地下結構施工，變形速率漸漸下降，水平變形和豎向變形都在規范允許值內，支護結構處于穩定狀態，這也表明該次基坑施工拉森鋼板樁支護對基坑變形有較好的控制作用。

4.2深層水平位移（測斜）監測

該次基坑監測自2019年9月5日至2021年2月25日共對基坑周邊共12個觀測點進行了47次變深層水平位移（測斜）監測，各監測點的累計深層水平位移量處于3.55～18.15 mm，均未超過報警值（限于篇幅限制，該次僅給出部分測斜觀測點的h-曲線）。分析圖4和圖5可知，距離基坑頂部水平位移大，向基坑方向水平位移，呈懸臂式位移分布，隨著深度的增加水平位移逐漸減少，在距離基坑定部約12 m的位置，位移變化值可忽略不計（測斜管底板已進入硬臺層）。同時，該基坑為多邊形，長邊位置的最大變形量都比短邊位置的大，跨中的變形比拐角位置大，具體原因是短邊和角部的約束比長邊更強;基坑一側為空地的大于基坑一側有建筑物的，這主要是因為其周邊的建筑物均為深基礎，該類別的基礎成型后對土體具有一定的約束作用。

4.3地下水位監測

該次地下水位監測自2019年9月5日至2021年2月25日共對4個水位觀測點進行了40次地下水位觀測，考慮到水位變化將會導致水土流失，從而影響到建筑物的安全，該次水位觀測點主要布置在有周邊有建筑物的西南側。圖6顯示，該次4個地下水位監測點的累計變化量在207～484 mm之間，顯然基坑的施工確實對水位變化有一定的影響，但是有效的措施可確保其不超過規范限值，從而保護周邊建筑物的安全。

5周邊道路、圍墻及建筑物變形監測分析

5.1道路及建筑物變形監測

該次道路及建筑物變形監測自2019年8月2日至2021年6月29日共對41個道路、24個建筑物監測點進行82次變形觀測。圖7、圖8表明，在基坑施工初期系開挖階段對道路及建筑物的影響較大，隨著基坑開挖完成，地下室結構施工的推進，變形雖然有所增加，但增長平穩且緩慢，在整個地下室基坑支護施工期間變化速率和累計沉降量在6～8 mm之間，也就是說拉森鋼板樁對土體的約束作用的有效性以及將長條形的基坑按比較短的邊分層開挖，有利于降低地表及建筑物沉降位移。

5.2圍墻沉降監測

該次道路變形監測自2019年8月2日至2021年6月29日對10個圍墻沉降監測點進行了82次變形觀測，圖8顯示，累計沉降量在11.4～13.8 mm，均未超過規范限值，證明本項目采取的措施可降低地面沉降位移。

6結語

綜上所述，得出以下幾點結論。

（1）基坑施工開挖期間影響較大，隨著基坑底板施工、結構施工完成，變形速率變小，在整個基坑開挖回填期間，基坑的水平、豎向位移及深層水平位移（測斜）均未超過規范允許值，水平位移呈懸臂式分布，符合基坑變形規律，這也表明該次基坑施工拉森鋼板樁支護是有效的，按比較短的邊分層開挖長條形基坑，將大基坑分塊分段開挖留土的空間作用，可以有效控制和減少基坑及周邊環境變形。

（2）基坑施工，當基坑呈多邊形時，長邊位置的最大變形量均大于短邊位置，跨中的變形大于拐角位置的，這是由于短邊或角部約束相對更其長邊會更強;其次，基坑一側為空地的大于基坑一側有建筑物的，這主要是因為其周邊的建筑物均為深基礎，該類別的基礎成型后對土體具有一定的約束作用。

（3）通過觀測基坑工程地下水水位來控制周圍地下水位下降的影響范圍和程度，防止基坑周邊水土流失并檢驗降水效果，該項目采取按需降水，合理控制水位，地下水隨著開挖深度的增加逐步下降，使降水對周邊建筑物和環境的影響減少到最低限度，確保其不超過規范限值，從而保護周邊建筑物的安全。

參考文獻

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[2] 呂軍.臨近高邊坡深基坑樁錨支護結構設計與監測分析[D].綿陽：西南科技大學，2021.

[3] 龔俊，徐攀，夏杰，等.深基坑施工監測技術與變形特征分析[C]//《施工技術》雜志社，亞太建設科技信息研究院有限公司.2020年全國土木工程施工技術交流會論文集（中冊）.北京：施工技術編輯部，2020：5.

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