成都地区典型深基坑工程位移监测分析研究

余 勇

(中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，四川成都610081)

1 基坑工程监测点布置概况

选取成都地区典型深基坑工程1和工程2中各两个监测点为研究对象，将锚拉桩支护结构的设计结果与监测数据进行对比分析。

工程1分两期实施，一期基坑为61#～99#－1#～27#桩范围，二期基坑为27#～61#桩范围(一次性开挖，无坡道)。在一期与二期之间增加支护结构Z1#～Z17#桩。基坑监测项目主要内容为桩体钢筋力学指标、桩体水平变形和锚索预加力，监测系统布置在27#桩、Z10#桩和70#桩，如图1所示。针对每桩桩体内侧和外侧各布置钢筋计四支、测斜管一支，拟将3支锚索测力计分布在3根桩上不同部位。工程1中选取27#桩和Z10#桩为研究对象。

图1 工程1监测点布置

工程2基坑监测项目主要内容为桩体钢筋力学指标、桩体水平变形和锚索预加力，共选取8根桩进行监测，如图2所示。根据支护结构形式及监测内容，在工程2中选取14#桩和32#桩为研究对象。

2 位移量测结果与分析

2.1 工程1量测结果

工程1分为两期开挖，27#桩靠近一期与二期开挖交界处，在两期开挖过程中该桩相对基坑位置发生变化，其量测结果分为一期开挖(图3)和二期开挖(图4)。Z10#桩在二期开挖中将予以拆除，其量测结果只包含了一期开挖(图5)。各图中指向基坑内侧的变形为正值，指向基坑外侧的变形为负值。

图2 工程2监测点布置图

2.2 工程2量测结果

工程2中14#桩和32#桩桩身水平位移量侧结果(图6和图7)。各图中指向基坑内侧的变形为正值，指向基坑外侧的变形为负值。

2.3 位移量测结果分析

由深层位移监测(测斜)结果可知:

(1)27#桩在一期开挖过程中处于基坑东北角，开挖至坑底时最大变形仅为2.18 mm;在开挖结束后较长时间内变形并未停止，至二期开挖时最大变形增至5.18 mm，且最大变形的位置由开挖初期的桩顶位置随开挖逐渐下移至－7.5 m，此后至二期开挖时最大变形所处位置保持在－7.5 m处。

图3 27#桩一期开挖桩身水平位移

图4 27#桩二期开挖桩身水平位移

图5 Z10#桩桩身水平位移

图6 14#桩桩身水平位移

图7 32#桩桩身水平位移

(2)在二期开挖过程中27#桩位于基坑北侧中部，且二期开挖为一次开挖，桩身变形随开挖急剧增加，开挖至坑底时其值达到37.79 mm，但此时变形较为缓慢，考虑周边情况并未采取加固措施，到基坑回填结束时最大变形发展到49.33 mm;最大变形位置由－7.5 m随开挖逐渐上移，开挖至坑底时最大变形所处位置移至桩顶，且至基坑回填结束时位置未发生变化。

(3)Z10#桩为因拆迁问题导致基坑分期开挖所增加的一期基坑支护桩，在二期开挖是予以拆除，其桩身变形随开挖缓慢增加，开挖结束时最大变形位于－5.0 m，其值为20.29 mm;开挖结束后较长时间后变形才趋于稳定，监测结束时最大变形点移至桩顶，其值为24.23 mm。

(4)工程2中14#桩开挖至坑底是最大变形及其所处位置为17.27 mm(桩顶)，至回填结束时20.65 mm(桩顶);32#桩开挖至坑底是最大变形及其所处位置为6.61 mm(桩顶)，至回填结束时8.25 mm(桩顶)。

(5)各桩桩身水平位移随开挖深度增加而增大，但开挖结束时变形并未停止需经过一段时间逐步趋于稳定。

(6)由27#桩一期量测结果与二期量测结果比较，最终变形量相差44.15 mm;该桩在一期开挖过程中处于基坑角部，二期开挖过程中处于基坑边中部，由此可以看出空间效应及工况对基坑水平变形的影响显著。

(7)根据桩身变形曲线可以看出锚索对桩身变形的影响使其明显区别于悬臂桩的变形曲线，最大变形并不一定处于桩顶。

3 位移量测结果与设计结果对比分析

由《理正深基坑6.01》软件计算得到的监测点支护桩开挖至坑底时桩身变形图如图8～图10所示。

图8 27#桩变形

图9 Z10#桩变形

图10 14#、32#桩变形

各桩开挖至坑底时计算最大变形值与实测最终变形量对比见表2。

表2 计算最大变形值与实测最终变形量对比

从图1、图2中各监测点布置可知，Z10#、14#分别处于两个基坑边缘中部;工程1中27#桩在一期开挖基坑中所处位置与工程2中32#桩在中基坑所处位置靠近基坑角部;工程1中27#桩二期开挖过程中为一次开挖且该桩此时位于基坑相对边缘中部。

由表1知，支护桩处于基坑边缘中部时实测值与计算值较接近，而支护桩靠近基坑角部实测值与计算值相对误差较大，且离基坑角部越近其误差越大(计算值较大);27#桩二期开挖是在所有支护措施已经实施的情况下一次开挖至坑底，其桩身变形的实测值大于计算值一倍多，说明此种工况条件下所产生的变形远大于设计工况所产生的变形，表明在锚拉桩支护结构中，锚索发挥作用的是逐步发挥出来，并随开挖深度有由上至下的荷载转移过程，如果急剧增加其所受荷载，上道锚索在尚为实现荷载转移时已进入大变形阶段，则失去了对锚拉桩结构的变形控制作用和弯矩调整作用，因此，在分期施工的基坑工程中应考虑此种工况条件下所产生的变形满足变形要求。

根据量测结果中各桩变形曲线及设计计算变形曲线可以得到，锚拉桩支护结构最大变形不一定发生在桩顶，而目前较多的基坑变形监测中仍仅以桩顶变形为控制要素实际上是不能真实反映锚拉桩支护结构的实际变形，同样就失去了对基坑安全及变形限制的监控作用。因此，建议根据锚拉桩支护结构的变形特点，除在桩顶设置变形监测点外，沿桩身补充设置数个变形监测点，同时结合测斜数据，更准确的监测桩身变形，确保基坑安全和变形量在可控的范围之内。

4 结束语

本文针对成都地区两个典型深基坑工程支护结构的深层水平位移监测(测斜)实例，针对设计结果与现场实测数据开展了对比分析，通过现场实测数据了解基坑支护结构的设计强度，为以后同类工程降低成本提供了设计依据，总结经验，以期提高本地区深基坑工程的设计与施工水平。

［1］JGJ 120－99建筑基坑支护技术规程［S］

［2］DB 51/T 5026－2001成都地区建筑地基基础设计规范［S］

［3］DB 51/T 5072－2011成都地区基坑工程安全技术规范［S］

［4］GB 50497－2009建筑基坑工程监测技术规范［S］

［5］刘国彬，王卫东.基坑工程手册(第二版)［M］.北京:中国建筑工业出版社，2009