1、复杂环境下深基坑支护结构的监测分析摘要：本文结合北京市某商办住综合楼深基坑工程实例，通过合理有效的监测方法，展开对该深基坑支护结构在复杂环境下的位移监测和锚固张力监测，并对该深基坑实测监测数据进行了分析研究。监测结果表明，该深基坑工程设计合理，支护结构体系安全可靠；本工程积累的经验可为今后类似工程的设计与施工提供一定的参考价值，也可为该深基坑原有设计的改进提供一定的依据。 关键词：深基坑、支护结构、复杂环境、监测分析。 中图分类号：TV551 文献标识码： A 引言 随着城市化进程的加快，城市高层建筑的不断发展，地下空间的开发和利用显得越来越重要。由于面临建筑场地不足，周边临近建筑物，环境保护
2、等诸多问题，基坑开挖过程中必然受到放坡条件的限制，只能直立开挖。因此开展复杂环境条件下的深基坑监测具有十分重要的意义。深基坑监测作为一门对深基坑开挖过程和开挖完成后实施实时监测和预警的技术，为复杂环境条件下深基坑工程建设提供了一定的安全保障，也为基坑的信息化施工提供了一定的指导作用。 一、工程概况 该深基坑项目位于北京市内，拟建场地周边环境复杂，北侧距城市道路红线约 15m；西侧距建筑物最近约 8m，南侧距建筑物最近约 7m，东侧距道路人行道约 16m，距 28 层的高层建筑约 33m，场地周边均为市区主干道，如图 1 所示。该基坑采用明挖法的施工工艺，开挖最深处为29.3m，共 5-6 层地
3、下室。拟建场地岩土组成主要为：杂填土 24m，粘土7.4018.40m，覆土平均厚度为 14.00m。边坡以土为主，为土质岩质组合型边坡。深基坑支护形式为：土层部分采用抗滑桩+预应力锚索+现浇钢筋混凝土面板的复合支挡结构，岩土部分采用锚索格构+挂网喷射混凝土支护体系，抗滑桩成孔采用人工挖孔成孔。 二、深基坑支护结构的施工特点 （1）施工的难度较大。开挖基坑后，会导致基坑边缘和原有建筑物、交通道路之间的距离过近，在土方开挖和基础施工过程中基坑可能会出现边坡塌方的现象，致使基坑周边原有的建筑物和道路开裂或沉降，情况严重时，甚至会引发重大的安全事故。 （2）施工工期长、成本费用高。由于受作业时间和作
4、业空间的限制，深基坑施工的进度很难达到设计计划的要求，导致组织工作难以实现，施工效率难以保证。 （3）施工方法有限。在深基坑挖掘中，一般常用的施工机械是无法进入现场的，一些常用的施工方法也都会不同程度的受到条件的限制，从而使得施工费用大幅度增涨，施工工期一再延长。 （4）施工质量难以保证。由于深基坑的施工过程过于复杂，施工技术要求较高，施工环境多变，导致施工的质量难以掌控，不易保证。 三、监测方案 1、基坑测网基准点布置 根据相关规定，在对北京市某商办住综合楼项目基坑支护工程进行监测时，其水平位移、竖向位移观测基准点数量不少于三点。本次在考虑到量测通视等便利，以及为了减小转站引点导致的误差影响
5、，故在深基坑影响范围以外选取了 3 个观测站，并在整个监测期间，定期对该 3个测站的稳定性进行检查。观测站具体的布置。 2、基坑支护结构位移测点布置 根据该基坑支护结构的特点，可以沿围护结构抗滑桩的顶部设置水平位移和竖向位移观测点。根据现场条件，本次监测在基坑支护结构选取基坑钢筋混凝土冠梁上均匀分布的 34 个测点进行观测。 3、基坑锚索锚固力测点布置 锚索锚固力采用穿心式锚索计来测试锚索锚固力，由围护结构自上而下均匀布置，测点布置断面。本次监测需根据施工进展，在预应力锚索张拉前预先埋设穿心式锚索计，当预应力锚索施工完成时，立即对预应力锚索的锚固力的初始值进行测试，然后定期对其锚固力、锚索的预
6、应力损失值进行测试。在本次监测中，依据建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009，监测方案以及现场施工进度，在基坑四周的围护结构安装了共 12 个锚索测力计进行锚索预应力监测，测点平面布置。 4、基坑监测方法 根据相关规定，本次监测在基坑支护结构桩顶冠梁上选取了 34 个测点粘贴反射片，使用全站仪在布设的测网基准点上对该 34 个测点进行观测。监测过程严格按照建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009 中的相关要求进行。 四、基坑监测 3、监测要求及标准 由于该深基坑开挖深度大于 15m，根据建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009 中的监测频率要求，边坡支护结构位移
7、监测的频率采用 1次/1 天。观测指标：根据建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009中基坑及支护结构监测报警值的要求，支护结构水平位移累计值采用30mm，变化速率采用 3mm/d；支护结构竖向位移累计值采用 20mm，变化速率采用 3mm/d。 2、监测结果及分析 由于该深基坑工程监测周期长，监测数据颇大，受文章篇幅的限制，本文仅选取基坑西侧支护结构进行相关分析，并重点分析了西侧支护结构位移和锚索预应力值的变化规律。该深基坑西侧监测测点布置。 基坑西侧支护结构位移分析：本次监测选取了 9 组监测数据进行分析，并绘制基坑西侧支护结构累计水平位移与时间关系曲线和累计竖向位移与时间关系。未
8、对围护结构施加预应力时，随着基坑的开挖深度的增加，支护结构水平位移呈缓慢向基坑内增长的趋势。与此同时，支护结构竖向位移也呈缓慢沉降的趋势。随着预应力锚索的分阶段张拉，在这期间支护结构水平位移和竖向位移无明显波动，基本呈水平线性变化。随着基坑开挖的进行，在工程机械、进出场车辆、暴雨天气等的影响下，支护结构的水平位移整体呈现明显向基坑内方向的位移，与此同时支护结构的竖向位移也呈明显的沉降。由于基坑开挖的影响，土体产生震动蠕变，使支护结构位移出现一定突变，但之后直至基坑的开挖完成，支护结构累计位移曲线基本呈水平收敛状态，其整个变形过程表现出了与施工环境良好的拟合变化规律。 （2）基坑西侧锚索锚固力分
9、析：根据本深基坑的特点及施工的进度，在基坑西侧分阶段地安装了 5 个锚索测力计，并将测试结果绘制成锚索张力-时间关系曲线图，锚索张力在张拉锚固后，在各种复杂施工环境下，无明显的预应力损失，锚固力相对稳定，并随着基坑开挖进展过程，呈现缓慢的增加。 （3）监测结果综合分析：在该深基坑整个开挖过程中，西侧支护结构水平位移整体呈现向基坑内，竖向位移整体呈一定程度的沉降，且部分测点的累计位移值超过相关规定的限值，但是最大变化速率均小于规定的限值（3mm/d） ，且在整个监测周期中，锚索张力无明显的损失，并随着土压力的增加呈缓慢的增加，说明随着深基坑的开挖，以及在各种施工条件、天气等的影响下，围护结构表现
10、出一定的同步性变化，与施工进度拟和较好。 五、结论及建议 本文以北京市某商办住综合楼深基坑工程为例，展开了该深基坑在整个施工周期中的支护结构位移监测和锚固张力的监测，并对该基坑的监测结果进行了分析，并重点分析了基坑西侧支护结构位移和锚固张力的变化规律，得到以下结论和启示： 1、就目前监测数据来看，在各种复杂环境条件的影响，基坑采用抗滑桩+预应力锚索+现浇钢筋混凝土面板的复合和采用锚索格构+挂网喷射混凝土支护体系（岩土部分）的组合支挡结构，设计合理可靠，并发挥了重要作用，深基坑仍然处于稳定状态。 2、在长期的监测过程中，支护结构位移及锚索锚固力在整个施工周期中，与施工环境拟合较好，表现出一定的规
11、律性，说明本次监测具有较好的准确性和实时性。 3、通过对支护结构的监测，可以及时地发现深基坑可能存在的问题，并对指导信息化施工具有重要作用，也为基坑基础工程的施工提供了良好的保障。 4、由于深基坑工程地域特点非常明显，在本项目中，现有现行的规范和规定虽然对土岩组合型支护结构具有一定的参考价值，但是同时也具有一定的局限性，因此各地应研究和探索适合于当地土质和环境的深基坑支护方法。 参考文献 1山东省建设厅主编，建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009） ，中国计划出版社，2009。 2张豪、顾建生，市政工程基坑变形与数据分析J，浙江工业大学学报，2003，10，第 31 卷第 5 期。 3叶帅华、朱彦鹏、周勇，兰州市某复杂深基坑工程设计与监测分析，岩土工程学报，2011，8，第 33 卷增刊 1。
