深基坑围檩不封闭端位移监测探讨

向福国

摘 要：随着现代化城市建设的加快，地面空间有限性，对地下空间的广泛开发，深基坑在城市建设中不断涌现。由于基坑所处的地理位置和外在条件，对基坑支护有着不同的设计要求。基坑支护设计的坚固程度直接影响到周边道路、建筑物、地下管线、人员的安全，致使对基坑支护设计有着严格的要求，在建筑施工期间，随时跟踪监测，对支护结构做出信息反馈，避免引发各种事故。该文就深基坑围檩不封闭端位移如何实施位移监测进行讨论。重点探讨了深基坑围檩不封闭端位移监测系统如何布设、施测及变形分析。

关键词：深基坑 围檩不封闭 位移监测 变形分析

中图分类号：TU463 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0069-02

1 工程概况

有一建筑物占地面积8 747 m2，地下建筑面积12 942 m2，建筑物地上主楼32层，裙楼6层、地下2层、开挖深度10 m。基坑支护和监测要求没有特别大异。在施工期间，根据建设单位的工作要求，由于该工程主楼工期很紧，总包单位拟将整个基坑分为3块施工，南侧为一期，东侧为二期，西北侧为三期。整个基坑第一层支撑及圈梁全部施工，三区暂时挖到-1.1 m，第二层支撑及围檩暂不施工。一、二区第二层支撑及围檩先施工并挖到坑底设计标高。三区与一、二区之间采用放坡处理。

围檩不封闭的提出，引起设计人员及相关单位专家的高度重视。建设单位为此邀请有关专家和单位召开专题论证会，寻求一个理想可行的设计和监测方法，确保安全。

围檩不封闭端的设计：整个基坑采用钻孔灌注桩+二层钢筋砼支撑进行支护，灌注桩外侧采用L700@900单排双轴深搅桩作为止水帷幕。二层围檩不封闭，在支护桩之间增加钢筋砼抗滑块基本可行。抗滑块厚度与围檩相同（即850/800）砼C30。抗滑块与围檩施工必须将支护与抗滑块、围檩接触表面凿毛并清洗干净。

2 变形监测

此次监测严格按照支护设计图纸、《建筑支护技术规程》JGJ120-99、《建筑变形测量规程》JGJ8-97中的要求。基坑分块施工，除严格要求施工外需加强监测工作。监测内容除原有圈梁水平位移、周围道路、建筑物沉降、支撑轴力、深层位移外，需增加对北侧和西侧第二层围檩平行基坑方向的水平位移以及抗滑块与围檩之间的变形观测。

2.1 点位的布设

监测点的布设：在接近北侧和西侧二层围檩不封闭端部的部分，每隔2～3 m设计监测点测其变化量，从而得到平行基坑方向和垂直基坑方向的水平位移。土方开挖与地下室施工期间，一旦围檩有位移异常或达到报警值（平行基坑方向）立即停止施工，迅速通知有关单位和人员，及时采取应急措施。

基准点的布设：所观测的不封闭围檩位移点位于基坑内-7 m，根据基坑周边地势情况，基准点布设在地面稳定的地方，工作基点设在基坑边不利于通视。基坑在开挖过程中处于变形状态，如果基准点设在基坑边缘，会影响二层围檩的位移点观测精度，对位移的变化情况不能正确地反映。经过现场的反复查看，为了能精确、便捷地观测到可靠的成果，在基坑开挖到一、二区二层围檩以及三区挖土放坡，三区中露出长短不一的主体沉重桩头，考虑到不应影响一、二区二层围檩以下土方的开挖和超出底板标高主体沉重桩头破出，以及一、二区地下室底板施工，在一、二与三区交接处选择两个桩头上建立基准点。在两个桩头上凿平，埋设两个带中心孔的强制对中器A、B、C作为基准点。

2.2 监测方法

如图2所示，、为工作基点，为建筑物上的位移观测点，利用全站仪精确测定和之值。为了计算点坐标，取点为独立坐标系的原点，的连线方向为轴，则首次观测后可求得点的坐标为

（1）

（2）

也可以用下式表示，即

（3）

（4）

经进一步整理后得

（5）

（6）

进行第二期观测，若P点位移到处，那么

（7）

（8）

式中，和为第二期角值相对于第一期角值的变化量。将（7）（8）展开成级数，并取到二次项，即可求得复测后观测点的坐标公式

（9）

（10）

将式（3）（4）分别代入（9）（10）

（11）

（12）

当第一期观测后，当测定观测点的位移时，不必计算点位的坐标值，而只需求取此次观测角值与首次观测角值之差，和就可很容易地计算出观测点的坐标变化量，即可得出变形点位移量。

按照上述方法在具体监测时，在图1中（A、B、C）3点架设仪器进行观测，即可得出变形点位移量。

2.3 精度控制

依據设计要求允许支护桩水平方向最大变形量为开挖深度的5‰，二层围檩不封闭端最大变形量为±25 mm，变形观测中误差为1/10Δ～1/20Δ（Δ为最大允许变形值），确定观测中误差在水平方向为±2.5 mm。对位移量公式微分转换成中误差后，根据所用仪器，可推算出角度和距离的测回数。此次采用2”全站仪角度2测回，距离精测，计算结果表明：测量中误差都在2 mm以下，符合精度要求。

2.4 变形分析

通过对二层围檩不封闭端变形监测，证明其几何变形主要来自基坑开挖土体应力释放的影响。第一是在土方从二层围檩开挖到基坑设计底标高阶段，二层围檩不封闭端位移有个巨变过程，位移量较大；第二是在底板施工期间位移量趋缓逐步稳定；第三是地下室施工到二层围檩支撑拆除阶段二层围檩不封闭端位移量变化较大，直到地下室浇筑和撑块的作用达到稳定。根据二层围檩位移监测数据，位移量主要发生在围檩不封闭端部，主要是垂直基坑方向较大，平行基坑方向的滑动位移较小。最终位移量没有超过最大允许变形值，确保了施工的安全和设计的可靠。

3 结语

基坑支护设计的坚固程度直接影响到安全，在建筑施工期间一定要组织测量部门随时跟踪监测。在监测过程中可根据场地的具体情况选择基准点的位置进行观测，可以选择场地外基准点、场地内工作点、变形观测点3级布点来观测。通过以上实例可以看出，支护结构在不同的施工期间有着不同的变形，在施工期间对支护结构进行监测并作出信息反馈是必要的，可以避免引发各种事故。

参考文献

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