某基坑工程监测控制分析研究

文/李 壮 张 烨 陈根全 王月香

基坑监测不仅能进一步优化基坑工程设计，而且还可及时发现并处理问题，为基坑施工提供一定的安全保障，应在工程实践中得到足够重视。苏州属于典型的软土地区，有着较大厚度的第四系覆盖层。前人已对该地区采用地下连续墙、咬合桩及SMW 工法桩围护形式的基坑变形进行过一些研究［1］，但采用其他围护结构的基坑变形研究较少。本文以苏州金阊新城体育馆基坑为工程背景，通过对该基坑变形与沉降等项目的现场监测，研究了苏州地区采用放坡与土钉围护支护的方形深基坑的一些安全施工问题，为以后苏州类似基坑监测工作提供一定的补充与参考。

1 工程概况

苏州金阊新城体育馆工程基坑周长为892 m，面积为16974 m2，建筑±0.000相当于绝对标高4.000 m，场地标高整平为3.000 m，开挖深度5.05 m。

基坑北侧与东侧紧邻用地红线，西侧为空地，南侧紧邻驳岸河道，周边环境要求较高。基坑东、西、南侧均采用放坡的围护形式，北侧采用放坡+土钉支护的形式。

2 基坑监测

基坑监测项目包括：坡顶竖向水平位移、周边道路建筑沉降、河道驳岸竖向水平位移、坑外地下水位。见图1和表1。

图1 监测点平面布置

表1 监测报警值

3 监测结果分析

自2017年3月8日开始监测，最后一次监测日期为2017年8月12日，共监测118 次，2017年8月13日基坑基本回填至±0.00。

3.1 坡顶竖向位移

坡顶竖向位移监测共布设35个测点，编号分别为PD1～PD35，选取部分测点进行坡顶竖向位移时程曲线分析，见图2。

图2 坡顶竖向位移时程曲线

由图2 可以看出：基坑开挖过程中各测点的坡顶竖向位移均表现为下沉；开挖结束后竖向位移变化逐渐减弱，底板浇筑结束趋于稳定。坡顶竖向位移累计变化量和变化速率的最大点位均为PD1，分别为8.95 mm 和0.31 mm/d，均未超出报警值。坡顶竖向位移变化处于可控范围。

3.2 坡顶水平位移

坡顶水平位移监测点为PD1～PD35，选取部分有代表性的测点进行水平位移时程曲线分析，见图3。

图3 坡顶水平位移时程曲线

由图3可以看出：随着基坑土方开挖，围护结构向基坑内水平位移变化明显；基坑开挖结束后，水平位移变化逐渐减弱，底板浇筑结束趋于稳定。累计水平位移和变化速率变化量的最大点均为PD1，分别为14.6 mm 和0.24 mm/d，未超出规定的报警值。基坑坡顶水平位移变化处于可控范围。

3.3 周边道路沉降

周边道路沉降监测点为DL1～DL4，其监测结果见图4。

图4 周边道路沉降时程曲线

由图4看出：随着基坑土方开挖，周边道路管线地表沉降增加变化较为明显，之后变化逐渐减弱并最终趋于稳定状态；DL1、DL2与DL3测点沉降量在2017年7月25日—2017年7月31日期间变化较大。这3个测点邻近基坑东侧坑外地下水位测点SW8，而SW8测点此期间因基坑降水导致地下水位下降较大，基坑周边土体孔隙水压力发生较大变化，从而引起周边道路产生较大沉降。DL1与DL2测点分别为道路沉降量与沉降速率的最大点位，达到10.04 mm 和0.18 mm/d，未超出规定的报警值。基坑周边道路沉降变化处于可控范围。

现场巡视表明，在整个监测期间，周边道路管线地表未出现明显变形或裂缝。

3.4 周边建筑沉降监测结果分析

基坑周边建筑沉降监测点为JZ1、JZ2，其监测结果见图5。

由图5可以看出，随着基坑的开挖，周边建筑的沉降变化趋势与周边道路沉降变形基本一致。JZ1 与JZ2 测点分别是周边建筑沉降量与沉降速率最大点位，分别达到6.53 mm 和0.27 mm/d，未超出规定的报警值。基坑周边建筑沉降变化处于可控范围。

图5 周边建筑沉降时程曲线

3.5 河道驳岸竖向位移

河道驳岸竖向位移监测点为HD1～HD9，选取部分有代表性的测点的驳岸累计竖向位移监测结果进行分析，见图6。

图6 河道驳岸竖向位移时程曲线

由图6可以看出，随着基坑土方开挖，驳岸竖向位移变化较为明显，之后变化逐渐减弱并最终趋于稳定。HD4 测点为竖向位移变化量和变化速率的最大点位，分别达到2.97 mm 和0.08 mm/d，未超出规定的报警值。驳岸竖向位移变化处于可控范围。

现场巡视表明，在整个监测期间，河道驳岸未出现明显变形或裂缝。

3.6 河道驳岸水平位移

驳岸水平位移监测点为HD1～HD9，选取部分有代表性的测点进行监测结果分析，见图7。

由图7 可以看出，HD4 测点为驳岸水平位移变化量与变化速率的最大点位，分别达到8.8 mm 和0.2 mm/d，未超出规定的报警值。河道驳岸水平位移处于可控范围。

图7 河道驳岸水平位移时程曲线

现场巡视表明，在整个监测期间，河道驳岸未出现明显变形或裂缝。

3.7 坑外地下水位

坑外地下水位测点为SW1～SW13，选取部分有代表性的测点进行坑外地下水位变化时程曲线分析，见图8。

图8 坑外地下水位变化时程曲线

由8图看出，随着土方的开挖及坑内持续降水，坑外地下水位表现为逐渐下降的趋势，底板浇筑后水位最终趋于稳定。SW12测点为坑外地下水位变化量与变化速率最大点位，分别达到770 mm和330 mm/d，未超出规定的报警值。坑外地下水位变化处于可控范围。

本基坑降水为敞开式降水，围护结构中未设止水帷幕。一般来说，地下水位的变化会受到大气降水和施工降水等因素的影响。

4 结论

通过对苏州金阊新城体育馆基坑工程进行现场监测分析，研究了苏州地区采用放坡与土钉支护的方形深基坑的一些安全施工问题，主要得出以下几点结论和建议：

1）苏州金阊新城体育馆基坑工程监测各项目在整个监测期间均未超出规定报警值，所有项目变化均表现为正常状态，说明放坡+土钉的支护形式对本工程是适用的；

2）随着基坑的开挖，其变形沉降前期变化表现不明显，中期较明显，后期逐渐减弱并最终趋于稳定状态；

3）通过分析地表沉降数据，在监测后期2017年7月25日—31日期间，周边道路沉降点DL1、DL2与DL3出现异常增大变化，原因分析为基坑降水导致地下水位变化较大造成。

因此，在深基坑开挖施工过程中，需做好基坑的防水与地下水位变化控制工作并且要时刻注意观察基坑周边地表的沉降变化情况，防止因基坑降水处理不当而导致地表沉降变形过大。