深基坑变形监测分析

武 蒙

(中铁第六勘察设计院集团有限公司隧道设计分公司，天津 300031)

1 基坑工程简介

建筑物施工需要一定的基础，而基础需要在一个相对安全、稳定的环境下施工，由此便有了基坑工程。基坑工程是指进行土方支护结构的建设、地下水的管控、信息化建设和环境保护，以确保地下结构施工过程中地下开挖形成的监控监测的安全、稳定。基坑分为深基坑和浅基坑，当前大型建筑施工工程所涉及的一般为深基坑。基坑深度的不断增加及城市环境和地下管线复杂程度的增加，使得基坑变形监测工作尤为重要。基坑变形监测工作的及时性和准确性要求高，只有监测数据保证实时性、准确性，才能确保基坑工程安全、高效的进行。一旦延误，后果往往难以弥补。

一般情况下，基坑监控量测的内容和监控量测项目都是根据场地的地质条件、基坑自身的安全等级、基坑所处环境、周围建筑物的风险等级、地下管线的复杂情况以及围护结构类型确定的。随意的增加或者删减监测项目，都有可能威胁基坑自身的安全，导致安全事故发生。

2 基坑变形监测的重要意义

通过基坑监测，取得地表沉降、桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移、支撑轴力等监测数据，结合建筑物沉降、地下管线沉降等情况对基坑的安全性和稳定性进行分析，把分析结果上报业主并及时上传监测系统［1］，使施工能够信息化，基坑工程的结构和周围环境的安全才得以保证，从而将基坑施工有效的控制在一个安全的范围内，达到减少基坑施工对周边建(构)筑物、地表及地下管线扰动的目的。

3 基坑监测内容

3.1 工程周边环境监测

一般情况下，为深基坑(含车站、出入口、通道)开挖深度1.5倍的边缘两侧范围的地面、地下周边建(构)筑物、地下管线及道路变形等。

3.2 与施工相关的监测

车站深基坑围护结构桩(墙)顶水平位移及竖向位移、基坑周边地表沉降、支撑轴力、立柱内力、倾斜及竖向位移等。

4 工程实例概略与监测点布设方法

4.1 本工程概况

上海市场站的位置在洛阳市南北两个方向地表起伏略大，中间部位地表起伏略小的盆地内，地形没有显著斜坡，也没有明显的升高或者降低，场地里面没有地表水，场地东侧约2.7 km有涧河，南侧约4.3 km有洛河。地下水主要存在形式是卵石孔隙潜水，该地下水分布不均衡，目前主要在河谷和阶地分布。车站范围内稳定水位埋深20.0 m ～22.00 m，水位高程在140.12 m ～142.90 m 间。

上海市场站车站标准段基坑深度16.61 m，基坑的风险等级为二级，车站周围环境和重要控制管道的风险等级为三级，项目本身的监控风险等级为二级。根据《建筑基坑工程监测技术规范》［2］，要求对本工程基坑进行监测。依据设计院提供的图纸，对以下内容展开数据采集工作:围护桩(墙)顶竖向位移及水平位移、围护桩(墙)体水平位移(测斜)、支撑轴力、地表沉降、周边建(构)筑物与地下管线以及工程本身进行监控量测［3］。

4.2 监测点布设方法

基坑变形监控量测项目诸多，每项监测项目的监控量测方法有所不同，现分别介绍:

1)围护桩(墙)顶水平位移的监控量测点位，布设在其顶部，按每20 m一个点的间距布设。

2)围护桩(墙)顶沉降监控量测点与围护桩(墙)顶水平位移的监控量测点布设在同一位置处，观测仪器为电子水准仪。

3)基坑周边地表沉降点分布在与基坑四周，与基坑周边平行，根据现场情况布设两排或三排监测点，其中第一排监控量测点与基坑边的距离不大于2 m;每排监测点的距离为3 m～8 m。垂直于基坑边线的监测点，应选择在具有代表性的地方，基坑两边的监测点总数应该不小于10个，采用电子水准仪进行观测。

4)周边建筑物沉降监测点的位置应该布设在外墙或承重柱上，采用电子水准仪进行观测。

5)根据地下管线图和管道两接头之间局部倾斜值的控制标准沿管道铺设方向每15 m～30 m的位置布设一个管线沉降监测点，采用电子水准仪进行观测。

6)测斜孔布设在基坑两侧的对称位置，每20 m一孔，由于阳角位置的变形会相对较大，所以在每个阳角的地方同样布设测斜孔。此外还要求每个测斜管的底高程等于围护桩的底高程，采用测斜仪进行观测。

7)支撑轴力监测点布设在支撑的端部或中部，采用轴力计进行监测。

5 基坑监测数据剖析

针对该基坑监测周期性采集的各项监测数据，对某一时间段内数据进行统计分析，汇总剖析如下:

1)围护桩(墙)体水平位移(测斜):测斜孔布置在基坑两边的对称位置处，且均匀布设，完成位移观测7次。监测过程中，基坑深层程度位移累计变化最大值为17.80 mm，在ZQT-09测斜孔10.0 m处;基坑深层程度位移阶段变化速率最大值为0.49 mm/d，在ZQT-25测斜孔7.5 m处。

a.ZQT-09号测斜孔累计位移变化值随着基坑进度的深入而不断增大，但变化平稳，未忽大忽小，在基坑工程即将完成后，测斜数据呈稳定趋势，不再有明显变化。

b.从测斜孔的深度变化来看，其中部变化较为明显，孔口和孔底位置，数据均无明显增大趋势。

2)地表沉降:平行基坑周边布设地表沉降监测点，完成沉降观测7次。监测过程中，地表沉降累计沉降最大值为24.68 mm，点号为DBC-08-01;地表阶段沉降变化速率最大值为－0.63mm/d，发作在点DBC-03-02处。

3)建(构)筑物沉降:建筑物沉降监测点沿建筑物外墙布设，共完成沉降观测7次。监测过程中，建(构)筑物沉降累计变化最大值为－16.86 mm，发作在点JGC-1-05处;建(构)筑物阶段沉降变化速率最大值为－0.55 mm/d，点号为JGC-2-06。

4)桩顶竖向位移:在四周围护桩(墙、边坡)顶部布设监测点，完成沉降观测7次。监测过程中，桩顶沉降累计沉降最大值为－18.49 mm，点号为ZQC-08;桩顶沉降阶段变形速率最大值为－0.57 mm/d，点号为 ZQC-03。

5)桩顶水平位移:在四周围护桩(墙、边坡)顶部布设监测点，完成观测7次。监测过程中，桩顶水平位移的最大累计变形为6.3 mm，点号为ZQS-01;桩顶水平位移阶段变化速率最大值为0.3 mm/d，点号为 ZQS-05。

6)地下管线沉降:沿管道走向每15 m～20 m布设监测点，完成7次沉降观测。从监测结果来看，地下管线累计沉降最大值为－11.71 mm，点号为GXC-WS1;地下管线沉降阶段变化速率最大值为 －0.47 mm/d，点号为 GXC-YS2。

7)支撑轴力:在支撑的端部或中部布设测点，完成观测7次。监测过程中，支撑轴力最大值为2 915.2 kN，点号为ZCL-01-04。

在整个监测过程中，上海市场站的各项监测数据阶段变化速率都较小，累计变化最大值和阶段变化速率最大值均未超过控制值(见表1)，从各项监测数据及累计变化曲线图可以看出，监控量测的数据从刚开始施工时慢慢变大，到后来监测近尾声后趋于稳定，过程中均未出现突然变大或变小的情况，施工现场也没有出现塌方等不安全事故，该基坑工程处于安全可控制的状态。

表1 各监测项目控制值

6 结语

结合对上海市场站监控量测数据的分析，得出以下结论:

1)各项监测数据随着施工进度的不同而不同，最终在施工完成后趋于稳定，说明该基坑工程安全可控。

2)基坑工程的安全，受很多因素的影响，为了在工期内圆满完成基坑工程的施工，需在监测各项基坑数据的同时密切关注基坑周边的各个影响因素。及时、准确的进行监测和巡查工作，采用信息化系统反馈数据，将基坑可能发生的事故消灭在最初的状态，从而确保生命和财产安全。