立体式监测系统在深基坑支护中的应用

马明涛

(广东科诺电力岩土工程有限公司，广东 广州 510600)

1 工程概述

某供销社住宅楼工程场地位于南宁市桃源路西南面。该楼地上32层，建筑平面呈矩形，设二层地下室。主楼基坑设计深度12.2m，裙楼基坑设计深度11.1m。

基坑北侧距供销社4层幼儿园楼1m左右；基坑西侧距离三零三医院15层住宅楼8.6m、距煤气管道10.9m；基坑南侧距邕江300m，距老干部活动中心5.6m，距煤气管道3.5m；基坑东侧距离围墙5.9m、距七十年代修建的5层居民楼13.8m，距自来水管及高压电缆线2.5m。

基坑揭露土层为杂填土①、粘土②、粉质粘土③、粉砂④、圆砾夹砾砂层⑤。

2 基坑支护方案

本基坑支护采用排桩+锚索+摆喷帷幕+坑内管井抽排水方案，即先在基坑周围进行帷幕灌浆止水，然后在坑周采用排桩、锚索进行支护，最后在开挖中进行坑内管井抽排水。

根据周边建筑物和地下管线的分布情况，将基坑支护范围划分成八个分区，即Ⅰ～Ⅷ区，详见图1。

3 监测内容及结果分析

3.1 监测内容

监测系统由地面位移、深层位移、支护结构内应力、坑外地下水水位、周边建筑物裂缝等监测项目组成，具体内容如下：

地面位移：支护桩顶部位移、坑边地表沉降、周边建筑物沉降监测。

深层位移：坑周20m深度内各深层土体的位移，在西、北、东三个方向各布置一个测斜孔。

支护结构内应力：支护桩的三个截面、每个截面布置两个应力计，在Ⅰ区、Ⅲ区、Ⅴ区各选一个桩，每根桩中间截面为设计最大弯矩位置处，进行锚杆应力、锚索应力监测。

坑外地下水位监测。

周边建筑物裂缝监测：周围建筑物原有裂缝监测、周围墙体裂缝监测。

具体监测布置情况见图1。

图1 基坑支护及监测情况布置图

3.2 监测报警情况

⑴ 各项报警值如下：

①水平位移、深层位移速率≥2.5mm/d；累计位移量≥5‰的开挖深度，深度为12.2m的基坑报警值为61mm，深度为11.1m的基坑报警值为55.5mm；

②建筑物的沉降速率≥1mm/d，累计沉降量≥15mm；

③建筑物差异沉降≥1/1000；

④锚杆及支护桩内钢筋应力超过设计值的80%；

⑤坑外地下水位的下降速率≥0.5m/d，水位高程高于67.8m，累计下降量≥1.5m，水位高程低于61.5m。

⑵ 基坑开挖期间各项目报警情况：

本工程支护桩顶部位移、深层土体位移都没有达到报警值；基坑东侧地表及建筑物的沉降观测点在帷幕灌浆期间有隆起现象，详见表1；部分锚索(杆)应力超过报警值，具体见表2；支护桩内应力未达到报警值，详见表3；东面围墙在灌浆期间产生裂缝；地下水位未出现报警值。

表1 沉降观测点隆起情况

表2 锚索(杆)应力计报警情况

表3 锚索应力计报警情况

3.3 监测结果分析及建议

⑴ 帷幕灌浆期间基坑东侧地面隆起，且坑边围墙出现裂缝，停止该位置帷幕灌浆并加强该位置排水措施后，地面不再隆起，裂缝不再发展。

⑵ Ⅲ、Ⅷ区锚杆拉力出现报警，但由于该区33#支护桩内应力最大值远小于报警值，且地面位移观测点未达到报警值，对此次报警不采取措施，至基坑回填前未出现危险。

⑶ Ⅰ、Ⅱ区范围10#支护桩内应力最大值远小于报警值，且该区M80047、M80059锚杆内应力未达到报警值，同时地表位移观测点及深层土体位移都未达到报警值，故取消第三排锚索，至基坑回填前未出现危险。

4 结论

⑴ 基坑支护设计所采用的各项参数基于经验成分较大，有时导致基坑失稳，这些参数往往无法反映土压力的真实变化情况，所以对基坑进行实时立体监测对安全施工是必要的；

⑵ 如基坑周边地表出现明显破坏，建议分析原因后马上采取措施进行处理；

⑶ 由于土体破坏一般要经历应力改变、内部结构破坏、内部位移，最终使支护结构内应力改变、基坑失稳，故当某项监测项目出现报警时，需进一步综合分析其它监测项目的结果，未得出科学结论前，一般不宜向施工方提出报警；

⑷ 当各监测项目均未出现报警时，并经综合分析确认基坑处于安全状态后，可根据实际情况建议适当减少支护项目，并保证基坑是安全的，以便节约开支、缩短工期。

[1]马明涛.广西区供销合作社住宅楼基坑工程监测报告[R].南宁：广西电力工业勘察设计研究院，2007.

[2]林宗元.岩土工程治理手册[K].北京：中国建筑工业出版社， 2005.

[3]夏才初，潘国荣.土木工程监测技术[M].北京：中国建筑工业出版社， 2001.

[4]林宗元.岩土工程试验监测手册[K].北京：中国建筑工业出版社 ，2005.