深基坑监测技术的应用

【摘 要】结合广州某深基坑支护结构及相关因素的监测情况，分析了其水平位移、周围建筑的沉降、立柱及地下水位的变化情况，并分析研究了基坑监测结果，充分采用了信息化施工，有效地保证了基坑及周围建构筑物的安全。

【关键词】深基坑；监测；沉降；位移

0. 引言

在当前工程建设中，随着现代技术的应用及土地资源的紧缺，建筑高度越来越高，基坑工程也随之向大深方向发展。我国幅员辽阔，地质水文情况千差万别，而设计所依据的规范亦不可能做到面面俱到，同时工程项目前期的勘察工作也是以点推面的抽样检测。这就造成了基坑工程本身的复杂性，设计所假设的工况模型并不能十分准确的具体施工中的实际情况。因此伴随施工进行进行监测，进而通过监测到的各种变形数据信息，是十分必要的。它为设计和施工单位根据施工地实际及时优化下一步施工提供重要参考。辅以信息化安全施工，将信息及时反馈给有关单位，判断并及时掌握支护结构及周边环境安全状态，指导施工，当出现异常时，及时报警并及时采取必要措施，以确保施工正常进行及人员安全。

1. 工程概况

拟建工程位于广州市白云国际新机场，某公司管辖区域内，西南工作区域B2-05地块，总建筑面积：46687.3平方米，地上/地下建筑面积：34830.10/11857.20平方米，建筑规模：地上9层，地下2层。开挖深度：11.7米，用地总面积：11135.88平方米，建筑基地面积：4694平方米，建筑高度：29.90米。设计标高+0.000相当于绝对标高17.2米，建筑结构：现浇钢筋混凝土框架剪力墙。

本工程基坑支护采用上部放坡，地下连续墙加一道钢筋混凝土内支撑围护结构，基坑侧壁安全等级为一级。周边采用水泥土搅拌桩挡土止水，支撑梁采用1000mm×800mm砼支撑，支承柱也采用“H”型钢。

2. 监测内容及测试方法

2.1 邻近建筑沉降监测，将测点埋设于周边1～3倍开挖深度范围内的临近建筑上，邻近建筑主要分别在基坑东侧，共布7个沉降测点，在开挖前完成测点埋设，并测得基数，沉降采用进口日本索佳SDL1X精密水准仪配专用铟钢尺测试，二级水准测量精度，基坑开挖期间每天观测1次，底板施工期间每2天观测一次，遇下雨、基坑受扰动等增加观测频率。

2.2 周边土体深层水平位移（测斜）监测：周边土体变形监测（测斜）采用直径70mm测斜管预埋设于连续墙中，采用预埋法绑扎埋设，共布14个测斜点，测斜管长度与连续墙钢筋笼长度基本相同，采用美国SINCO生产的测斜仪测试，测斜管与周边土体同步变形，通过测斜仪器测出土体的变形量，利用信息化处理得到周边土体某一深度（取值间隔为0.5m）的侧向水平位移（基坑内外方向）。 埋设方法如下：

1）在预定的测斜管埋设位置钻孔，测斜管应根据地质情况，埋设在那些比较容易引起塌方的部位，一般按平行于基坑围护结构以20～30m的间距布设；根据基坑的开挖总深度，确定测斜管孔深，孔深一般为基坑的深度，即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零，并以此作为侧向位移的基准。

2）将测斜管底部装上底盖，逐节组装，并放大钻孔内。安装测斜管时，随时检查其内部的一对导槽，使其“十”槽始终与坑壁走向平午或垂直。管内注入清水，沉管到孔底时，即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上逐段用砂填实，固定测斜管。

3）测斜管固定完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净，将探头模型放入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，以检查导槽是否畅通无阻，滚轮是否有滑出导槽的现象。由于测斜仪的探头十分昂贵，在未确认测斜管导槽畅通时，不允许放入探头。

4）测量测斜管管口坐标及高程，做出醒目标志，以利保护管口。现场测量前务必按孔位布置图编制完整的钻孔列表，以与测量结果对应。

2.3 立柱沉降观测，所有立柱均布沉降观测点，共10个，采用徕卡TM30高精度全站仪测量。

2.4 道路地下管线路面沉降观测，在场地西侧、北侧及东侧靠基坑一侧共布设40个沉降观测点，沉降采用进口日本索佳SDL1X精密水准仪配铟钢尺测试，二级水准测量精度。

3. 监测成果分析

本次开挖采用机械开挖。沿基坑周边放坡下挖约2.0m，然后施工支撑梁。待支撑系统完成后，进行基坑开挖。基坑开挖于2014年8月14日开始。12月底，基坑底板也完成，进入地下室2层施工。2015年4月16日开始拆除支撑，进行地下室一层施工，6月1日完成侧壁回填，基坑监测工作结束。

3.1 支护结构变形（测斜）：

开挖期间，支护结构测斜测试过程正常。支护结构水平位移—深度曲线特征一般为：变形曲线呈“弓”形，水平位移量自上而下逐渐增大，到基坑底开挖面附近水平位移达最大值，往下又逐渐减小。开挖过程中，在开挖到垫层标高后，1#～5#水平位移为5.95～29.59mm。西区基本封底后，东区基坑开始开挖，东区基坑较小，开挖速度快，支护结构水平位移不大，封底后，7#～9#累计水平位移为11.75～22.24mm。支撑拆除后，顶部位移不大，支撐拆除后2～3天，位移很快趋于稳定。

3.2 邻近建筑及周边道路沉降监测。

邻近建筑沉降观测点于2014年8月10日布点，并进行首次基数观测。邻近建筑主要位于基坑东侧。开挖期间，基坑东侧3层的明珠大酒店2号楼累计沉降1.25～6.33mm，其南侧9层框架结构累计沉降2.76～8.93mm。西侧管线沉降累计沉降，3～19.8mm，其中靠基坑越近沉降量越大，综上所述，本次开挖对南侧9层大楼主体及东侧3层房影响不大，管线累计沉降亦在设计报警值之内。

3.3 支撑钢构支撑立柱沉降监测。

开挖过程中，支撑钢管立柱沉降变化范围不大，开挖到底后，由于基坑回弹及钢立柱摩擦力减小，支撑立柱出现一定上浮，垫层施工后及地下室施工期间，立柱上浮量逐渐回落，最后观测结果，立柱累计沉降2.61～-9.41mm。

3.4 地下水位监测。

由于本次支护设计对周边的止水措施效果良好，未明显渗入基坑，因此基坑周边地下水主要是杂填土层中的上层滞水，地下水位受降雨及周边地表水补给影响。根据水位观测结果，周边W1～W9地下水位埋深13m，开挖期间地下水位变化不大。

开始降水后，每3d观测1次，地下水位稳定后可减为每周1次。水位监测工作应该贯穿整个基坑开挖和结构施工阶段，直至结构后浇带完成。对于南方多雨季节时出现的地下水位上升，采用加大降水井抽水量，延长抽水时间的办法降低地下水位，并加大地下水位监测的频率，确保结构施工的顺利进行。

4. 结语

本工程对基坑开挖过程及完成后支护结构的水平位移、周围建筑的沉降、立柱沉降及地下水位进行了监测，充分采用了信息化施工，根据监测结果分析对施工方案及时加以调整和补充，随时掌握基坑支护结构及周围建筑的状态，对支护结构出现的各种情况及时采取相应的技术措施，有效地保证基坑及周围建筑的安全。施工期间南方多雨，本基坑经受住了雨季的考验，保证了结构施工的顺利进行及周围建筑物的安全使用，取得了良好的社会效益和经济效益。

作者简介：谢镇南（1974—），男，广东广州人，本科学历，中级工程师职称。

毕业院校：东南大学， 现就职于广东省机场管理集团有限公司工程建设指挥部。