某深基坑工程现场监测分析

□□ 李淑青 (山西建筑职业技术学院，山西 晋中 030619)

引言

近年来，随着全国经济的发展，人民健康生活的需要和高楼大厦都在逐年增加，因此，产生的深基坑、大基坑越来越多。选取更好更有效的基坑支护结构是一个重要课题。本文依据工程并结合监测数据，验证了支护结构的安全稳定性。

1 工程概况

该工程位于广州市番禺区大石大桥东侧、沿江东路南侧及宾至路北侧地块，拟建3幢26或32层高层建筑，采用框架或框剪结构，地下室2层，拟采用桩基础。基坑面积约为9 687 m2，周长为408 m，开挖深度为7.6～8.0 m，基坑支护采用桩锚支护形式。基坑安全等级均为Ⅰ级[1]。基坑平面布置图如图1所示。

图1 基坑平面布置图

根据施工总体方案，基坑支护采用分区、分阶、分段施工。整个基坑支护四周分为两个作业区，即从北到西侧再到南侧(区段1)和从北到东侧再到南侧(区段2)，两个作业区相对独立又相互配合，各区为独立的锚索施工班、三轴搅拌桩施工班、内支撑班组、钢筋班、旋挖桩班组。

对于区段1，首先是三轴搅拌桩施工，然后是支护桩施工，开挖土方至冠梁底和内支撑底的标高，再进行基础底下土方压实，施工冠梁和内支撑；对于区段2，首先是三轴搅拌桩施工，然后是支护桩施工，开挖土方至冠梁底的标高，再进行基础底下土方压实，施工冠梁和锚索[2]。

各作业区自上而下逆作法分阶施工。基坑支护共两阶段，各阶高度分别为-2.0 m(冠梁和内支撑底)和-7.3 m(地下室底板底)。支护结构详图如图2所示。

图2 支护结构图

2 基坑监测

基坑监测要求如下：

(1)对预应力锚索进行抗拔力检测和应力监测，数目为总数的5%且每个基坑每道≮6根。

(2)对搅拌桩桩进行抽芯检测，以检测完整性和强度，数目为各总数的1%且每个基坑≮5根。

(3)西侧军用电缆应进行专项监测，西侧基坑边捞及长度对应的管线应每隔10 m分别布置一个沉降和水平位移观测点[3]。

基坑监测点布置图如图3所示。

图3 基坑监测点布置图

3 监测分析

3.1 地表沉降分析

根据监测数据选取断面DBC1的地表沉降数据，分析数据并绘制地表沉降曲线如图4所示。

图4 地表沉降曲线图

由图4可以看出，基坑开挖引起周边土体的沉降，其中曲线呈现为抛物线状，数据先增大后减小。测点DBC1-6的沉降值最小，其原因是距离基坑最远。测点DBC1-2、DBC1-3的曲线在最下面，说明其沉降值较大，原因是两个测点距离基坑较近[4]。

综上分析，测点距离基坑越近其地表沉降值越大，随着时间的推移，沉降曲线呈现抛物线。

3.2 支护桩水平位移分析

根据监测数据选取其中1根具有代表性的桩，在桩身上布置20个测点，根据桩身水平位移随着时间的变化绘制桩身水平位移曲线图如图5所示。

图5 桩身水平位移图

由图5可以看出，桩身曲线呈现抛物线状，其中数值是沿着桩身水平位移先增大后减小，最大值发生在桩身中间。随着时间的增加桩身水平位移在不断的变化，其变化速率在不断增加，桩身水平位移的最大值发生在第10次监测，最大水平位移为18.9 mm。

综上分析，桩身最大水平位移发生在距离桩顶1/2桩身长度处，随着时间的变化，桩身水平位移在最后1次的监测数据为最大。

3.3 周边建筑物沉降分析

根据监测数据在基坑周边建筑物周围布置测点，选取J01～J70测点，分别选取距离基坑开挖处1 m和7 m处的数据，随着时间的推移分别绘制出两个位置的水平位移和沉降位移曲线如图6和图7所示。

图6 水平位移曲线图

图7 沉降位移曲线图

由图6和图7可以看出，随着时间的增加建筑物的水平位移和沉降位移均在增加，其中在第14次监测中得到沉降位移的最大值为11.9 mm。1 m建筑物比7 m建筑物的水平位移大，是由于该建筑物离基坑较近，距离基坑7 m处建筑物的沉降量大于距离基坑1 m处建筑物的沉降量。

4 数值模拟对比

取基坑的一部分进行数值模拟，采用有限元软件ADINA，经过后处理提取模型中的数据，其中有限元模型如图8所示。

图8 有限元整体模型

提取桩身水平位移，结合支护桩的数据绘制桩身水平位移对比图，其结果如图9所示。

图9 桩身水平位移曲线对比图

由图9可以看出，两个曲线的变化趋势相同，不同的是两条曲线的变化数值不同，数值模拟的数据比监测数据小，其主要原因是工程中影响因素较多，而在数值模拟中环境条件相对较为理想。

5 结语

以工程案例为背景，通过监测数据分析对桩的水平位移、地表沉降变化可知：

(1)地表沉降测点距离基坑越近其地表沉降值越大。

(2)桩身最大水平位移发生在距离桩顶1/2桩身长度处，随着时间的变化桩身水平位移在最后1次的监测数据为最大。

(3)基坑开挖对临近建筑物的水平位移影响的大小取决于其与基坑的距离，临近建筑物的沉降位移距离基坑7 m处的沉降值大于1 m处。

(4)监测数据与数值模拟数据得出的曲线变化趋势相同，由于数值模拟相对理想的环境条件，导致两者数据存在差异，但是不影响其参考性。