1、南京某基坑工程施工监测分析摘要：基坑工程的岩土体结构体系十分复杂,尤其是在软土地区周边往往建筑密集、地下管线众多,环境保护要求较高。通过对围护结构和基坑周边环境进行监测,既可以保证基坑安全,又可以通过监测数据反馈及时修正设计与施工方法。文章结合某基坑工程的监测实例,对测斜、桩身应力、锚索应力、地下水位等监测成果进行了分析,可为该地区同类型工程的设计和施工提供参考。 关键词：基坑工程 监测 数据分析 中图分类号： TV551 文献标识码： A 0 引言 随着城市的不断建设，基坑工程建设不断发展，但由于城市建设用地的局限性,周边环境的严峻性以及基坑在开挖过程中所涉及场地地质条件的复杂性和不确定性,
2、基坑工程仍然是一项极具挑战性、高风险性、高难度的岩土工程技术热点课题1。基坑虽然作为临时工程,但其重要性与主体工程相同,在基坑工程施工期间务必确保基坑安全。基坑工程监测既可以保证基坑安全,又可以通过监测数据反馈及时修正设计与施工方法2。因此,对于复杂的深基坑工程有必要通过工程优化设计、信息化施工与现场监测分析等技术措施来解决工程中复杂的技术问题,保障基坑与周边环境的安全和功能使用需要. 本文介绍南京软土地区某基坑工程的监测技术及监测结论分析,为软土地区类似基坑工程提供施工和设计经验。1 工程概况 该工程位于鼓楼峨眉路的北侧。基坑的平均开挖深度约为 9.5m，最深近 11m，有效开挖面积为 37
3、.326.1。该综合楼地上 7 层，建筑高度23.65m，框架结构，最大柱网 8.5m7.3m，柱下最大轴力约为 6400KN,东北角底层架空(D 轴-F 轴)为通道，室内外 0.00 标高分别 21.90m 和21.60m，设有地下室(北部和东部分别外扩 6.0m 和 8.5m)，其中 A 轴-D轴与 1 轴-5 轴之间为地下 3 层，开挖深度为 10.28+0.60m；其余为地下1 层，开挖深度为 5.55m+0.40m。设计拟采用人工挖孔灌注桩基础。 2 工程地质条件 表 1 工程地质分层及其特征一览表 3 监测内容 拟建工程基坑开挖深度较大，周边环境复杂,施工周期长。基坑开挖和变电站主
4、体施工必然会对周边建筑物、道路和地下管线等产生影响，稍一疏忽或出现问题，必然带来巨大的经济损失、人身安全和社会影响3。为了切实保证基坑及周围建筑物、道路和地下管线的安全，及时跟踪掌握在基坑开挖和主体结构施工过程可能出现的各种不利现象，为建设、设计和施工单位合理安排挖方和施工进度，确保基坑及周围建筑物、道路和地下管线的安全，及时采取应急措施提供技术依据，确保工程安全。 本工程具体内容为： (1)基坑周边道路、房屋、管线、塔吊的变形监测； (2)基坑周边建筑物裂缝观测； (3)支护结构本身（圈梁）的水平位移监测； (4)基坑内支撑立柱的沉降观测； (5)深层水平位移监测； (6)支撑轴力(混凝土支
5、撑和钢支撑)监测； (7)水位观测； (8)孔隙水压力观测； 4 监测结果分析 4.1、基坑周围的房屋、道路、管线、塔吊沉降变形分析 图 1 房屋沉降-时间关系 图 2 道路沉降-时间关系 图 3 房屋沉降-时间关系 (1)房屋沉降监测点 CJ16 累计沉降量最大，其值为-5.5mm，未达到20mm 的报警值；管线沉降监测点 G1 累计沉降量最大，其值为-6.2mm，未达到 10-30mm 的报警值；道路累计沉降量最大的点为 DJ07 点，其值为-9.4mm，小于 20mm 的报警值。 (2)从累计沉降量-时间曲线图来看，各观测点在整个过程中缓慢下降，在底板浇筑之后，曲线已呈近似水平状，说明基
6、坑在开挖的过程中由于土质较好（大部分为粉土） 、开挖采用即挖即撑的顺序也比较科学，围护结构变形小，对基坑周边的影响也较小；随着底板浇筑的完成，累计沉降量-时间曲线逐步趋近于水平，说明周边道路和建筑物及管线的沉降逐步达到稳定。 4.2、圈梁水平位移变形分析 图 4 圈梁水平位移-时间曲线图 (1)水平位移监测点 W5 和 W6 累计位移量最大，其累计位移量为-3.0mm，小于 10mm 的支护结构变形控制标准，未超出报警值，其它各点的累计水平位移量均小于 W5 和 W6 点，说明支护结构在基坑土方开挖与变电站施工过程中，有效抑制了外侧土体的变形。 （2）从累计位移量-时间曲线图来看，在土方开挖阶
7、段，水平位移变化量随基坑开挖深度的加深而逐步加大，水平位移曲线呈连续上升的趋势，水平位移量大部分在该阶段完成；在底板浇筑完毕后，位移曲线变化较小，逐渐趋于稳定，说明底板的浇注对围护结构起到了有效的抑制作用；随着顶板的浇筑，位移曲线趋于水平，说明主体结构的建成对抑制水平位移的发展起到了重要的作用。在混凝土支撑拆除之前几天，就进行了钢支撑的换撑工作，混凝土支撑拆除完毕后，钢支撑对抑制基坑的水平位移起到了重要的作用，曲线收敛成水平状，说明基坑已经稳定下来。 4.3、深层位移变形分析 图 5 土体深层水平位移-时间曲线图 深层位移观测点最大值出现在 CX1 测点 0m 深度处，其值为 -6.95mm。
8、此观测点位于基坑南侧，该点所处位置开挖深度大、开挖时间较早，暴露时间长且支撑安装不够及时，造成该测点处位移最大；基坑外侧土体的深层水平位移变化量是随开挖深度的加深而逐步变大，到基坑底板浇筑前，深层位移曲线呈加速上升的趋势，在基坑底板施工结束后，曲线的变化量减小、并逐渐趋于稳定，说明底板的浇筑对抑制基坑围护结构的深层位移起到重要的作用4。 4.4、锚杆应力分析 图 6 锚杆应力-时间曲线图 基坑西面紧邻已建成的建筑物且基坑西北角开挖过程中，其开挖坡度较大，为防止边坡失稳，西北角在基坑开挖的过程中以土钉墙进行处治，从监测的锚杆应力来看，所测到的最大应力观测点 M2，其值为8.45KN,说明土体没有
9、发生较大的位移，施工所采用的土钉墙以及“边挖土，边支护”的原则是可行的。 4.5、基坑外水位分析 图 7 水位-时间曲线图 随着基坑土方的开挖及坑内水位的降低，基坑外水位也随之受到较大影响，首先是 S3 的水位变化量达到 5mm 的报警值，相继是SW5、SW7、SW9、SW11 等陆续达到报警值，SW5 的水位变化量最大时超出-12m。说明基坑外侧的支护桩桩间压密注浆的深度不够，从而造成止水效果不够好、未能有效的隔离坑外的水源，致使坑外水位受到较大影响。5 结论 （1）地表道路沉降、管线沉降及临近建筑物沉降大体上呈随着基坑开挖深度的增大，累计沉降量相应地增大，在基坑土方开挖面附近的监测点沉降变
10、化速率较大，远离开挖面的监测点沉降速率较小，且存在一定的波动性。 （2）随着基坑开挖深度的增加，深层水平位移量逐渐加大。在基坑开挖的过程中，最大水平位移速率出现在开挖至最终设计标高而底板还没有浇筑完成之前。这是由于在此工况下，支撑至坑底之间的较长的一段桩体范围内处于无支撑暴露的状态，坑底被动区土体在此工况阶段已经基本处于最大的弹塑性状态，土体抗力达到最大值。另外，在基坑垫层施工结束和钢支撑安装完毕后，曲线的变化量明显趋于缓和，说明垫层的浇筑和支撑的及时安装对抑制基坑支护结构的深层位移起到了重要的作用。 （3）根据对本工程的各项监测，可以得出：该基坑支护结构在运行过程中是安全有效的,基坑没有出现不稳定的现象，基坑的开挖和主体结构施工对基坑周边的建筑物、管线和道路没有造成不利影响。该工程设计和施工经验可对该地区类似工程有一定借鉴意义。 参考文献： 陈仲颐,周景星,王洪瑾. 土力学M. 北京:清华大学出版社,1994. 刘建航,侯学渊. 基坑工程手册M. 北京:中国建筑工业出版社, 1997. 陆培毅, 顾晓鲁. 天津港务局综合业务楼深基坑支护与监测 J . 岩土工程学报, 1999, 21(3) : 333-337. 周香莲, 王建华, 黄鑫. 宁波北仑电厂二期循环水泵房基坑支护与监测J . 岩土力学, 2002, 23(1) : 120-123.
