南华深基坑稳定性监测分析

陈冬华

(华北地质勘查局五一四地质大队，河北承德　067000)



南华深基坑稳定性监测分析

陈冬华

(华北地质勘查局五一四地质大队，河北承德067000)

摘要:根据南华深基坑施工的实际情况，确定了螺旋钻孔压浆桩加锚索支护方案，并对基坑各测点沉降的趋势进行了实时监测，监测结果表明，桩顶最大累计水平位移值较大处对应位置均为基坑各侧中间位置，应尽量减少施工扰动，加强降水，必要时需准备沙袋及时回填。

关键词:基坑，监测点，稳定性，水平位移，地表沉降

1　工程概况

南地广场大厦建筑设计地上4层结构，高18 m，地下3层结构，深16 m。选用筏板基础结构形式。本工程重要性等级为一级，场地等级为二级，地基等级为二级，工程勘察等级为甲级，地基设计等级为甲级。

本项目土层构成由浅至深，主要分布为杂填土、粉质粘土、粗砂和砂砾等。工程水文情况该建筑场区地下水主要为潜水，补给源为大气降水以及地表径流，勘察稳定水位埋深为13．6 m～14．4 m。根据钻孔水质分析表明，地下水对钢筋混凝土及混凝土中的钢筋无侵蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

常用的基坑支护结构主要有人工挖孔桩方案、钻孔灌注桩方案、螺旋钻孔压浆桩方案。人工挖孔桩虽然强度高、施工快、无噪声，但挖孔时需要进行降水，对周围建筑物威胁比较大;钻孔灌注桩方案具有整体性好的特点，但要进行泥浆制备操作，环境污染大，钻孔过程中机械噪声太大，对于钻机摆放空间要求较高;螺旋钻孔压浆桩方案具有结构整体性好、施工速度快、低噪声、无污染的优点，综合考虑选用该方案进行施工。基坑支护采用“动态设计、信息化施工”法，施工过程中根据基坑开挖及降水的实际情况，对局部地段进行动态调整。

2　现场监测分析

2．1监测平面布置

为了实施监控基坑施工过程中的稳定性，根据本工程特点在基坑每侧各选取了21个测点进行监测，监测平面布置如图1所示，其中S为桩顶位移监测点，以方向命名的监测点为地表沉降监测点。

图1　监测点布置图

2．2桩顶位移监测分析

监测数据水平位移监测中，所有水平位移值均表示位移指向基坑内，其位置关系如图1所示，各点监测位移趋势如图2所示。

图2　水平位移曲线图

根据实测数据表，0 d～5 d为基坑第一层土方开挖支护作业，该过程初始阶段各侧基坑桩顶水平位移均有向内1 mm～2 mm的位移值，表现为越接近基坑各侧坑壁中间位置，桩体水平位移越大。5 d～10 d为基坑第二层土方开挖支护作业，该过程中监测发现桩顶位移迅速增加最大达到8 mm～16 mm。这是由于基坑深度增加，挡土桩体也越长，柔度增加，抗弯刚度下降，稳定性随之下降。采取边挖边支护，接近阴角处监测点位移值都较小，稳定性较好。持续进行开挖支护作业，最大累计水平位移值较大，其中北侧测点中位移值最大的为S4和S5测点，达到了20 mm，如图2a)所示，因为该处基坑壁略为前凸，不利于基坑稳定。东侧测点中产生最大值测点为S10，位移值达到了24 mm，如图2b)所示;南侧测点中产生最大值测点为S14，位移值达到了24 mm，如图2c)所示;西侧测点中产生最大值测点为S18和S19，位移值达到了26 mm，如图2d)所示。施工过程中桩顶位移值较大，应尽量减少施工扰动，加强降水，准备沙袋必要时需及时回填。

2．3地表沉降监测分析

本次监测对基坑周围沉降作了详细监测，监测布点如图1所示。沉降位移曲线如图3～图6所示，观测初期沉降较大，各个方向沉降最大值达到了10 mm以上，因此增加了观测频率，间隔1 d观测一次，如出现问题及时停止施工;到第4天以后，各个方向沉降量基本降到了4 mm以下，间隔2 d～3 d监测一次。第8天～第10天沉降值基本趋于稳定。当后期趋于沉降稳定时，提取基坑东、南、西、北各方向关键沉降点沉降增量值，针对基坑角点、基坑侧壁中点沉降值进行分析。由沉降观测图可以看出，各测点的趋势均为初期沉降增量较大，后期沉降增量基本为0，趋于稳定。基坑北侧前8天相同时间内，北测点1沉降增量值略大于北测点4沉降增量，但在8 d以后两测点沉降基本控制住，如图3所示。

图3　北侧沉降监测图

图4　东侧沉降监测图

如图4所示，基坑东侧，沉降未稳定之前，同一时间内测点1的沉降量略小于测点3的沉降量。因为测点1为基坑角点，稳定性好，抑制地表沉降的能力也较强，测点3为基坑壁中心点，稳定性较差，抑制地表沉降能力也较差。就稳定时间来看，测点1的稳定时间也要早于测点3的稳定时间。测点1到第9天沉降值为0，测点3第10天才趋于稳定。

如图5所示，基坑南侧，测点1沉降量也略小于测点5沉降量，规律类似于东侧点。测点5沉降量4 d～8 d出现了明显的不平滑，因为开挖支护对于侧壁中点沉降影响比较大，而在测点1该现象则不够明显。两测点稳定时间较为接近，均在第9天沉降趋于稳定。

图5　南侧沉降监测图

如图6所示，基坑西侧，测点1和测点3均在第8天沉降趋于稳定，其中测点3在4 d～8 d出现了明显的不平滑现象，该现象在南侧测点5中也有明显表现，均是因为基坑中点受开挖支护施工影响所导致。因此侧壁中点要作为重要安全监控对象，如位移超过容许值要及时停止施工，采取有效措施进行处置。

图6　西侧沉降监测图

3　结语

基坑支护采用“动态设计、信息化施工”法，施工过程中根据基坑开挖及降水的实际情况，对局部地段进行动态调整。最终本基坑采用螺旋钻孔压浆桩加锚索支护方案，并提出了具体结构设计参数和施工控制指标。对基坑各测点沉降的趋势进行了实时监测，初期沉降较大，后期沉降趋于稳定，基坑北向和西向8 d以后基本不再下沉，东向和南向10 d后基本不再沉降，测量中误差为3 mm，符合要求。桩顶水平位移监测结果表明，桩顶最大累计水平位移值较大处对应位置均为基坑各侧中间位置，应尽量减少施工扰动，加强降水，必要时需准备沙袋及时回填。

South China monitoring analysis of deep foundation pit stability

Chen Donghua
(514 Brigade of North China Geological Exploration Bureau，Chengde 067000，China)

Abstract:According to actual situation of South China deep foundation pit construction，determined screw drill hole grouting pile plus anchor cable support scheme，the trend of foundation settlement of each measuring point for the implementation of the monitoring，monitoring results show that the maximum accumulative horizontal displacement pile head corresponding position for each side of foundation pit with strong middle position，should try to reduce the disturbance of construction，strengthen the precipitation，prepared sandbags timely backfill as needed．

Key words:foundation pit，monitoring point，stability，horizontal displacement，ground surface settlement

作者简介:陈冬华(1979-)，男，工程师

收稿日期:2015-10-28

文章编号:1009-6825(2016)01-0085-03

中图分类号:TU463

文献标识码:A