兰州某基坑及周边建筑物变形监测分析

（甘肃省工程设计研究院有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

0 引言

城市地下空间的开发越来越复杂多样，与之而来的是深基坑工程施工对周边保护建筑的保护要求越来越高[1]。建筑高度的增加缓解了用地紧张，即便如此，建筑物密度依旧不断增加，逐渐造成基坑和已有建筑及道路紧密相邻。一方面，空间受限，施工机械受约束，基坑施工难度增大；另一方面，由于基坑紧邻既有建筑，若基坑出现事故，必将对周围建筑物、道路等造成影响，轻则影响建筑和道路的安全使用，重则威胁人的生命安全。因此，基坑变形和基坑施工影响下周边既有建筑的变形备受关注。变形控制成为新的聚焦点，而对基坑及周边环境的变形监测则是了解变形必不可少的手段。变形监测能够反映基坑和周边建筑的变形量和变形速率，并结合预警值，为基坑和周边建筑事故做出预防措施，甚至可通过变形监测预测变形趋势，及时发现问题，调整和优化施工方案。本文以兰州某住宅小区住宅楼基坑为工程背景，依据相关基坑监测方案，现场监测施工过程中基坑及周边既有建筑物的变形，将水平和竖向位移数据处理成图表，以分析基坑和周边建筑变形规律。

1 工程概况

兰州某小区住宅楼为框架剪力墙结构，采用桩筏基础，桩基采用人工挖孔灌注桩。该建筑地上33层，地下1层，基坑开挖深度约为4.5～8.1m。拟建场地北侧是既有彩钢板房，为2层，根据建设方意见，将在基坑开挖前拆除，故不考虑其影响；基坑东侧为既有小区道路，宽约5m，基坑上口距离马路道牙约0～4.9m；基坑南侧为既有家属院住宅楼，尚未拆迁，地上6层，砖混结构，浅基础形式，基坑上口距其约3.0m；基坑西侧北段为住宅楼，框架剪力墙结构，地上为30层，地下为1层，埋深约7.5m，基坑上口距其约15.6m。由《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）[2]中的相关内容可知，此住宅楼基坑安全等级为一级，需要在基坑开挖过程中对周边道路和既有建筑物进行保护。考虑到基坑周边环境概况和基坑工程地质条件，该基坑采用“护坡桩+预应力锚杆”和“土钉墙+预应力锚杆”支护措施。依据《建筑基坑工程监测技术规程》[3]中相关要求，需要对本工程基坑支护进行监测。

2 基坑变形监测点布置

基坑一共布置12个监测点，基坑监测点位布置如图1，12个监测点为JK01-JK12，监测项目为基坑坡顶土体水平位移和竖向位移。

此外，由于基坑临近建筑、道路及围墙，其变形亦在监测范围内。

3 基坑变形分析

3.1 基坑位移分析

图2和图3为12个监测点JK01-JK12的水平位移和竖向位移变化曲线。由图可见，施工初期曲线均较陡，而后曲线均变缓，虽然有波动，但不再急剧增加，最后趋于水平，说明基坑开挖初期位移增加幅度较大，随后减小，最终平稳。

3.2 周边建筑位移分析

同时，本文对基坑周边6F砖混和1F平房建筑以及道路和围墙物的水平位移、竖向位移进行监测。由于篇幅有限，仅选取基坑周边6F砖混建筑进行分析。

图1 基坑监测点布置图

图2 基坑监测点水平位移变化图

图3 基坑监测点竖向位移变化图

图4、图5分别为基坑周边6F砖混建筑水平位移、竖向位移曲线。图中曲线变化趋势均为先陡增后平缓，表明基坑周边6F砖混建筑水平和竖向位移受基坑开挖施工的影响，期初位移变化幅度较大，随后减小，最后接近于零。

图4 6F砖混建筑物监测点水平位移变化图

图5 6F砖混建筑物监测点竖向位移变化图

3.3 结果分析

图2和图3的位移曲线变化特点表明，基坑水平位移和竖向位移在基坑施工前期变化幅度较大，随后位移变化缓慢下来，最终均朝着可控制的方向发展，基坑变形逐渐稳定。对比图4和5发现，周围建筑水平位移和竖向位移有着同样的变化趋势，但是位移较小，由于三个监测点与基坑距离不同，所以水平位移曲线稍有差异，竖向位移曲线则基本一致。由以上分析可知，在对基坑及周围环境进行变形监测的过程中，施工现场未出现明显异常情况。

4 结论

本文通过对兰州某基坑及其周边环境的监测，分析基坑和周边一处建筑的实测变形规律发现，基坑及周边建筑水平位移和竖向位移变化幅度开始陡增，随之减小，最终趋于平稳，说明基坑变形规律基本一致。且基坑的12个位移监测点的水平位移在0～7.80mm之间，竖向累计位移在0～7.90mm之间，砖混6F建筑物的3个位移监测点的水平位移为0～4.10mm，竖向位移为0～3.80mm，均未超预警值，证明基坑施工虽伴随有变形，也对周边建筑造成变形影响，但基坑及周边建筑是安全的。通过以上对位移的分析，可得出如下结论：

1）由基坑和周边建筑变形过程可知，其竖向位移与水平位移的变化趋势基本一致，都是开始变化较大，随后减缓，最后趋于稳定，但基坑位移较大，周围建筑物变形较小，说明基坑开挖施工过程中会对周围环境造成一定影响，使其产生相应的变形。

2）通过对基坑及基坑周围建筑的变形监测以及对监测数据的分析可知，为减小基坑开挖对周边建筑影响并使其得到控制，需要合理地安排监测点的平面布置[4]。

3）未来基坑工程中需要形成体系化、信息化施工，对基坑、基坑周边环境、既有建筑物地下结构变形等的监测会更加便捷，定期分析监测数据、预测未来变形走势、反馈施工信息等也需要一体化，以期最大化地减少基坑事故[5]。