1、深基坑围护结构监测技术摘要：本文结合施工实例，详细说明了深基坑水平位移、构筑物沉降、地下水位、锚杆拉力的监测方法，并对监测结果进行了分析研究，及时反馈信息，指导地下室和支护结构的施工，确保了基坑的顺利施工及周边构建物的安全。 关键词：深基坑监测 水平位移沉降地下水位锚杆拉力 中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概况 某深基坑工程位于市区内，为一栋 33 层高层住宅，设 3 层地下室。基坑深 14.815.6m，面积约 12000m2，周边长 560m，基坑位置如图 1 所示。 图 1 基坑位置图 根据本次勘察最大深度 43.7m 所揭露之地层，整个场地地基土除上
2、部为厚度不一的杂填土外，其下为坡残积地层，下卧为侏罗白垩纪泥质粉砂岩。根据土的物理力学性质差异及其工程特性分为 3 个主层及相应亚层，现自上而下分述如下： 层填土（耕土）：褐黄色，主要以粘性土为主，偶夹风化碎石，该层成分杂乱，固结差，结构松散。 层粉质粘土：褐红、褐黄色，可塑状态、干强度低、韧性中等，局部为粉砂。 1 层全风化泥质粉砂岩：褐红色及褐黄色，已基本风化成粉砂状，局部夹薄层强风化岩层呈碎块状，整块场地均布。 2 层强风化泥质粉砂岩：褐红、紫红色，强风化。薄层状构造。手易折断，岩芯呈块状、饼状。 3 层中风化泥质粉砂岩：褐黄、黄褐色，中等风化。中薄层状构造。 拟建场地地下水位埋深为-1
3、0.5m。 基坑防护措施为桩锚联合防护，基坑上部 2m 按 1：1.5 放坡，坡面喷射砼防护，以下部分采用 1000mm 锚固桩，间距为 2m，锚固桩最大悬臂段长 13.6m，锚固段长 14m，桩身采用 C30 钢筋砼灌筑，桩顶设1.21.2m 冠梁。桩护壁外侧距地下室外墙外边线 0.5m，桩间设土钉墙。在办公室侧、市政道路侧因基坑边缘荷载较大，分别在标高-6m、-9m、-12m 处布设 3 排锚杆。基坑防护断面如图 2 所示。 图 2 基坑围护结构示意图 2 基坑监测结果及分析 2.1 监测目的及方案 鉴于岩土工程的复杂性及本基坑工程的重要性，本工程采用信息化施工方法，边施工边监测，及时反馈
4、监测结果，掌握基坑边坡及周边建筑物的情况，做到心中有数，确保基坑及周边环境的安全。基坑开挖及地下结构施工期间，对基坑边坡水平位移、构筑物沉降、地下水位及锚杆拉力进行系统的监测。通过监测，及时掌握地下室施工过程中支护结构的实际状态及周边环境的变化情况，做到及时预报，为基坑边坡和周边环境的安全与稳定提供监控数据，防患于未然；通过监测资料与设计参数的对比，以分析设计的正确性与合理性，科学合理地安排下道工序。或及时修改设计，使之更加合理，施工也更加安全。 2.2 基坑水平位移观测 为观测边坡位移情况，分析边坡稳定状况；观测坡体在受分步开挖土体压力所引起的位移，以掌握坡体稳定情况，在基坑防护桩冠梁顶设置
5、位移观测点（观测点间距 2030m） ，本基坑共设置了 22 个观测点。 在地面设两个观测基准点，使用全站仪放在基准点上读取数值，基坑开挖前进行三次观测，作为初始值；在开挖过程中，每天观测两次，锚杆张拉前后各测一次。如发现位移量较大或有突变时，加强观测，提高观测频率。 选择了具有代表性的 4 个观测点的位移开挖深度变化情况如图 3 所示。从图形可见，在基坑分层开挖初期，测点未出现位移现象，当开挖至约 3.1m 深时，测点逐渐开始出水平位移变化，但起初水平位移随着开挖深度的加大变化幅度并不大，在深度 7m10m 之间，水平位移变化幅度较大，但开挖深度从 10m 至基底标高时，水平位移变化趋向稳定
6、。 图 3 位移开挖深度图 在施工期间，发现位于库房侧的 9 号测点位移增长相对其它测点过快，情况异常，经现场调查，发现 9 号测点旁为空地，堆积了大量的施工材料，且在地面发现裂缝，施工时为雨季，地表水沿裂缝渗入边坡土体。经分析认定是地面附加荷载及地表水的渗入导致土体压力增大，使得支护结构的水平位移急剧增加。发现问题后立即采取了将材料运离，进行地面裂缝的填补，并用水泥砂浆抹面，阻止地表水渗入的措施。经随后的持续监测结果表明支护结构的水平位移趋向稳定。 通过位移监测，及时发现了支护结构存在的安全隐患，立即进行了处理，随后的监测结果表明位移趋向稳定，说明了采取的处理措施是合理有效。可见，基坑的监控
7、量测对于发现支护结构存在的危险因素，制订相应的处理措施，确保结构及施工安全是至关重要的。 2.3 建筑物沉降观测 因本基坑开挖深度较大，地质条件较为复杂，又因地下水位位于基坑底部以上，施工时采取井点降水法，为了防止基坑开挖及降水过程对周边建筑物及道路产生不利影响，施工过程需进行建筑物沉降观测。 建筑物沉降观测点按下列位置布设：办公楼、民房及库房的四角、沿外墙每 1015m 处或每隔 23 根柱基上；裂缝、沉降缝、伸缩缝的两侧；人工地基和天然地基的接壤处；建筑物不同结构的分界处。基坑外周围地表沉降观测点布设范围为基坑深度的 3 倍，并由密到疏布置测点，测点设在基坑纵横轴线及其他有代表性的部位。本
8、项目共设置了沉降观测点 17 个。 在基坑降水时和在基坑土开挖过程中每天观测一次。混凝土底板浇完 10d 以后，直至地下室顶板完工和水位恢复，每 23d 观测一次。此后每周观测一次至回填土完工。当出现监测项目的监测值达到报警标准、监测项目的监测值变化量较大或速率加快、长时间连续降雨、临近的建筑物或地面突然出现大量沉降不安全因素时应进一步加强监测，缩短监测时间间隔，加密观测次数。 本项目基坑周围建筑物及地面沉降报警值设为 15mm，在本次监测中，出现最大沉降数值为 6.2mm，为办公楼的东北角处，但建筑墙体未出现变形裂缝，表明围护结构设计是合理的。 2.4 地下水位观测 因基坑地下水位位于基坑底
9、面以上，为了确保基坑开挖及地下结构物施工的安全顺利进行，采取了井点法降水，将地下水位降至基底以下50cm。为防止地下水位上升而导致基坑围护结构、周围建筑物和地下管线的破坏，所以需进行地下水位的监测， 本工程共设置了 9 个水位观测井，水位监测点布置在基坑中央和周边拐角处。采用电子水位计测定基坑内地下水位。 水位管采用 65mmPVC 塑料管。水位管下部留出 1m 沉淀段，中部管壁钻出 68 列 6mm 滤水孔，管壁用网纱包扎作为过滤层。在设计位置处用30 型钻机钻孔至 10m 深度，冲孔后放入 PVC 水位管。钻孔空隙处用净砂回填过滤头，再用粘土填封，顶盖封口，以免地表水流入，然后使用电子水位
10、计按要求进行水位的监测。 水位监测工作贯通整个地下室施工阶段，直到后浇带完成止。从降水开始，在基坑开挖、底板制作施工期间，每天测量 1 次地下水位，地下室结构施工开始后，改为第 2 天监测 1 次。 2.5 锚杆应力监测 为了确保围护结构的安全可靠，采用锚索（杆）测力计、数显频率仪对锚杆的内力进行监测，以确保监测结果正确可靠，每层选择相邻的两根锚杆进行内力监测，分别记为 A 点、B 点。根据监测结果，绘制出锚杆拉力随时间的变化曲线，如图 4 所示。 图 4 锚杆拉力时间图 从图 4 可知，同一层上相邻锚杆拉力的测量结果曲线相似，说明测量结果是合理可信的。从结果发现，在张拉锁定的瞬间，预应力有较
11、大的损失，本次观测中锚杆锁定后存留的预应力值与张拉施加的预应力相比较，平均损失高达 24.3%，如表 2 所示。 锚杆锁定时的预应力损失主要来自于夹片与钢绞线间的滑移，夹片刚度不足及钢腰梁与护桩之间存在一定空隙。因锁定后预应力损失相当大，可能因锚杆实际拉力与设计值相差而无法正常发挥其支护作用，造成围护结构出现安全问题，因此，建议根据监测结果，进行适量的超张拉或二次补偿张拉，以使锁定锚杆达到设计要求的拉力。 持续监测结果表明，在张拉一段时间后，锚杆的预应力有少量损失的情况，其后各锚杆拉力基本保持在一定的数值范围内，趋于稳定。 3 结束语 本项目通过监测随时掌握基坑边坡稳定和锚杆内力变化情况，及附近建筑物、地面的沉降变形情况，并将监测结果进行分析比较，根据监测结果判断所采取的施工技术参数是否合理，对施工方案及技术措施进行调整及补充，达到信息化施工的目的。基坑施工期间，虽为雨季，通过有效的监测，及时的分析、反馈，针对支围护结构出现的各种情况及时采取对应措施，经受了雨季的考验。保证了基础结构物的顺利施工及周边建筑物的安全，取得了良好的社会及经济效益。 参 考 文 献 1李粮纲?基础工程施工技术M?武汉：中国地质大学出版社，2001，01。 2侍倩?建筑基础设计与施工M?北京：化学工业出版社，2011，03。
