某建筑基坑工程变形监测数据分析

关键词：基坑施工；变形监测；预警值；数据分析 

　　随着经济的发展和城市建设的大力推进，深基坑是众多工程中不可回避的问题。尤其近几年，建筑物不仅向上要空间，而且注重地下空间的开发和利用。随之而来就是：基坑在开挖支护期间和地下建筑施工期间，基坑维护体的变形、周边环境的变化。如何控制变形量是工程设计和工程施工的关键，为了实现信息化施工，变形监测在整个地下工程施工中显得尤为重要。通过高效、准确的监测获得工程的动态信息，为设计和施工提供下阶段施工参数，为深基坑工程信息化施工奠定坚实基础。 

　　1、工程概况 

　　1.1工程地质情况： 

　　根据勘察报告资料，结合基坑支护设计说明，本工程支护范围内岩土层简单，基坑工程范围内场地土由素填土、粘性土组成，基坑底落于粘性土中，场地地下水以素填土中上层滞水为主。 

　　1.2基坑围护情况： 

　　基坑支护设计采用桩锚结构，东侧采用双排桩加锚杆施工，夹角处增加角撑。基坑设计开挖深度为10米，本设计基坑侧壁安全等级为一级，结构重要性系数为1.10。 

　　1.3说明： 

　　本工程周边环境比较复杂，基坑开挖深度大，对周边环境安全要求较高。因此，从设计到施工再到监测每个环节要求都很高，我们依据设计单位对基坑监测的要求以及相关规范编制详细的监测方案，并提供及时、可靠的监测数据保证整个工程安全顺利完成。 

　　2.监测项目 

　　根据设计单位提供的<基坑支护图纸>以及根据现场情况业主方对基坑监测的要求，本工程监测项目如下： 

　　2.1基坑支护桩顶部水平位移观测； 

　　2.2基坑支护桩顶部竖向位移观测； 

　　2.3 周边建筑物竖向位移观测：东华办公楼；食堂；住宅楼；文化宫。 

　　2.4 周边道路、管线（望江路、铁四局内部道路）及东侧小区临近基坑地表竖向位移观测。 

　　2.5 东侧挡土墙及围墙位移观测。 

　　3.监测点布置 

　　4、监测预警值 

　　5.观测数据的分析 

　　5.1.基坑水平位移观测数据分析 

　　基坑水平位移观测，从2011年11月4日开始对基坑进行水平位移观测，直至2012年11月1日基坑回填，观测结束，共计观测70次；基坑土方开挖过程中，基坑东侧围护桩渗水严重，水平位移点位位移较大，水平位移速率明显加快，其中，基坑顶部水平位移观测点Z3（28.8mm）、Z4（28.2mm）、Z5（38.1mm）、Z6（56.0mm）Z7（44.6mm）、Z8（27.3mm）、Z9（30.5mm）、Z11（37.2mm）、Z12（28.6mm）、Z13（44.7mm）、Z14（44.4mm）、基坑东侧冠梁顶部小棱镜L2（30.0mm）、基坑东侧挡土墙W1（29.2mm）和W2（32.7mm）点位累积位移量超出设计部门提供的预警值25mm，且开挖期间东侧水平位移观测点（Z5-Z10）均日变化速率均超出设计部门提供的预警值2mm/天，由于我院每次观测结果通报及时，业主和施工单位积极采取加固措施、放慢开挖速度，从2011年12月20日开始，经过连续观测，基坑采取加固措施后，基坑位移量呈收敛趋势并趋向稳定；在最后几个观测周期内，整个基坑呈现收敛稳定状态，并且最后几次观测时，基坑已回填，基坑内外土体由被动和主动土压力状态向静止土压力状态转变，导致基坑坡顶及围护结构变形或失稳的主要因素已不存在，基坑在观测周期内达到安全状态。 

　　5.2.基坑顶部竖向位移、周边建筑物及周边道路竖向位移观测数据分析 

　　5.2.1.基坑顶部竖向位移观测，从2011年12月17日开始对大酒店深基坑竖向位移观测，直至2012年7月30日回填观测结束，基坑土方开挖前期，基坑土方开挖到底过快，东侧渗水严重，竖向位移速率明显加快，基坑自2011年12月20日后基坑变形过快，采取反压土措施加固基坑东侧围护桩，点位累计竖向位移量未超过设计部门提供的预警值10mm，由于我院每次观测结果通报及时，业主和施工单位积极采取加固措施、放慢开挖速度，从2012年4月中旬开始，经过连续观测，竖向位移量呈收敛趋势并趋向稳定；在最后几个观测周期内，基坑顶部竖向位移呈现收敛稳定状态，并且最后几次观测时，基坑已回填，基坑内外土体由被动和主动土压力状态向静止土压力状态转变，因基坑土方开挖使楼体结构变形或失稳的主要因素已不存在，基坑在观测周期内达到安全状态。 

　　5.2.2.基坑周边道路及地表竖向位移，从2011年11月1日开始对基坑周边道路及地表进行竖向位移观测，直至2012年10月30日观测结束，基坑土方开挖期间，2011年12月中旬，基坑开挖到底，基坑东侧渗水严重，周边道路及地表出现竖向位移，周边道路D1和D2点竖向位移速率显著，D1和D2位于基坑东北拐角，东华食堂边，D1和D2累计变化竖向位移量为10.10mm和14.28mm（超过预警值10mm），由于我院每次观测结果通报及时，业主和施工单位积极采取加固措施、放慢开挖速度并采取加固措施，从2012年5月中旬开始，经过连续观测，竖向位移量呈收敛趋势并趋向稳定；其他各点位累计竖向位移量均未超过设计部门提供的预警值10mm，其中，累计竖向位移量最大为8.98mm（D18）和8.12mm（D19），其中D18和D19位于基坑北侧围墙外地面；累计竖向位移量最小为1.62mm（D10位于基坑西南拐角望江路上），在最后几个观测周期内，楼体呈现收敛稳定状态，最后几次观测时，基坑已回填，基坑内外土体由被动和主动土压力状态向静止土压力状态转变，因基坑土方开挖使楼体结构变形或失稳的主要因素已不存在，基坑周边道路及地表在观测周期内达到安全状态。 　　5.2.3.周边建筑物（包括东华办公大楼，东华地下车库，东华食堂及基坑东北拐角一栋住宅楼，铁四局文化宫）竖向位移观测，从20101年11月1日开始对周边建筑物进行竖向位移观测，直至2012年10月30日观测结束，2011年12月底基坑土方开挖到底，基坑东侧渗水严重，基坑变形加快，周边建筑物竖向位移速率显著，由于我院每次观测结果通报及时，业主和施工单位积极采取加固措施、放慢开挖速度，从2012年5月中旬开始，经过连续观测，竖向位移量呈收敛趋势并趋向稳定；周边建筑物竖向位移观测点中累计竖向位移量最大为16.68mm（F13）和14.57mm（F18）（超过预警值10mm），F13和F18位于基坑东侧东华食堂西墙上两个点，墙体有明显裂纹；累计竖向位移量最小为2.05mm（F20，位于东华办公大楼西墙中间位置），在最后几个观测周期内，道路竖向位移呈现收敛稳定状态，且基坑已回填，基坑内外土体由被动和主动土压力状态向静止土压力状态转变，因基坑土方开挖使道路出现变形或失稳的主要因素已不存在，周边建筑物在观测周期内达到安全状态。 

　　6.整体评述 

　　基坑工程是临时性工程，但在施工中是非常重要的环节，它不仅对基坑内部施工起到安全保障作用，也对周边环境的安全起了保障。此工程是合肥市深基坑施工难度较大的工程之一，在合肥市深基坑施工工程中也不常见，主要表现在周边环境复杂（临近主要市政道路，基坑东侧有东华办公大楼及食堂，地下车库，周边管线比较多，开挖到底时，基坑东侧渗水严重，变形量大，东侧地表有明显裂纹），监测要求及精度高、周期长。本工程基坑从2011年11月开始施工至2012年10月基坑土方全部回填，在近一 年的施工过程中，本工程基坑围护结构经受了大开挖、降雨等外力的考验，由于监测工作一直为基坑科学化施工提供有效、可靠的数据支撑，保证了工程的安全顺利完工。通过此项目的监测工作，我们深刻认识到把监测纳入整个施工过程中，与施工紧密结合才能发挥监测工作的巨大效应，不仅可保障施工按期顺利完成，也对周边生命财产安全起到保驾护航作用。 

　　7.结论及建议 

　　总结本工程监测，可以得出如下结论： 

　　（1）基坑开挖和围护结构施工时由于土体损失效应，对周围环境的影响会比较大，通过监测可以及时反映围护结构本身和周围土体的变形规律，保证了基坑围护结构施工的顺利进行。 

　　（2）在整个基坑施工过程中，围护结构总体变形不大，表明地下围护结构始终处于安全可控的范畴，基坑运行正常。

　　（3）在基坑开挖中应尽可能加快开挖速度，合理掌握开挖的次序；开挖至各层底板的标高时，应迅速浇筑垫层等相关措施，这对于有效控制围护结构变形大有益处。 

　　（4）基坑施工过程中，因为加强和完善了对围护墙体和周边土体的监测，及时反馈信息，指导施工，以确保工程安全、顺利地完成了基坑的开挖施工工作。因此，施工监测是保障工程施工安全，减少经济损失，以及验证围护设计准确性的不可缺少的强有力手段。 

　　（5）监测数据对基坑的信息化施工起到了重要的作用，为保持数据的连贯性，建议施工时加强对监测点位的保护，保证监测工作的顺利进行。 

　　参考文献 

　　[1] 黄声享，尹晖，蒋征.变形监测数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2003. 

　　[2] 张正禄等.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005. 

　　[3] 张正禄，黄全义，文鸿雁，邓跃进等.工程的变形监测分析与预报[M].北京：测绘出版社，2007. 

　　[4] 刘祖强，张正禄，邹启新等.工程的变形监测分析预报的理论与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2008.