深基坑变形监测与分析
2015-05-14
1工程概况
某深基坑工程位于市区，建筑面积25767㎡，框剪结构，地下2层，地上31层，首层架空层层高为5.0m，二层以上为标准层，层高均为3.10m，外地坪标高为-0.000m，天面标高为97.5m，建筑物顶部标高为110.50m。
1.1周围环境
场地地势平坦，地质结构简单，但周边环境较复杂，北面临城市道路，东、南、北面与高层住宅楼相邻，小区有自来水、通讯管道、煤气管道等地下管线，因此也作为监测对象。
1.2工程地质
根据工程勘察报告，场地自上而下土层为：①杂填土：厚1.2～1.5m；②淤泥：厚7.5～9.0m；③粉质粘土：厚4.0～6.0m。
1.3基坑支护结构
基坑呈凸型，开挖深度8.4m，基坑开挖地层主要为软弱土、高压塑性、力学性质差，邻近有建筑物、城市道路、地下管道等，场地不具备放坡条件。设计支护结构为静压沉管灌注桩（φ600@1000mm），混凝土强度为C25，桩顶一道冠梁，桩长约15m，配2道钢管式水平支撑，间距沿基坑开挖深度等间距设置（间距为2.8m）。
2变形观测方案
根据监测的设计要求及本工程实际情况，变形观测点布置
2.1基准点布置
根据《建筑变形测量规程》和《城市测量规范》的要求：设3个稳固可靠的点作为基准点。基准点布置在大于3倍基坑以外平坦位置。固定基准点要做到既服务于基坑变形测量，也可服务于后期的拟建工程主体变形测量。
2.2基坑观测点布置
①支护桩桩顶沉降及位移：共布置10个点（a1～a10）；②基坑侧向变形观测：共布置9个点（b1～b9），基坑开挖期间，每隔2d监测一次，位移速率较大且呈增长趋势时，监测频率加密到1次/d；③地下水位监测：在此工程基坑开挖中，每隔3d进行一次观测；④流砂观测；⑤周边环境沉降观测：共布置12个点（c1～c12），观测频率7d/1次。
2.3观测方法及工程预警值
桩顶变形、地下管道变形采用水准仪和经纬仪观测；基坑侧向变形采用测斜仪进行观测；基坑外水位采用电测水位仪观测。
工程的预警值：①桩顶变形：水平位移30mm；煤气管道变形：10mm；自来水、通讯管道变形：30mm；②基坑外水位：水位下降1000mm，速率500mm/d；③周边建筑沉降：最大沉降值10mm，最大差异沉降△Smax≤5mm；④流砂：须立即报警，必要时进行处理；⑤道路沉降：最大沉降值25mm。
2.4.深基坑的应急处理措施
深基坑支护工程既要保证基础工程的施工安全，又必须保证基坑周围建筑物、道路、地
下管线的安全。由于本工程基坑侧壁安全等级为一级，在基坑施工过程中，对于如下安全问
题提出处理措施。
①基坑边地面开裂
当此种情况不严重时，可以加密水平支撑，对基坑底面进行局部加固；情况严重的要
停止挖土，赶做基础垫层，或先行部分承台、底板的浇筑。
②基坑内漏水、冒砂
对由于基坑所在处地下水位高，而支护结构的阻水处理有缺陷，或支护的插入深度不
足的漏水冒砂现象，处理的办法是采用适当的降水措施，对漏水处进行注浆等阻水处理。
另一种是由于基坑变形导致给水管或排水管断裂破坏，大量水涌入基坑的必须立即采取措
施关闭给水阀门，改变排水路线，切断基坑的地下水来源，此时还必须处理煤气管道、电
力与电讯电缆。
③基坑支护局部破坏
产生这种破坏的原因较多，如发生此种现象时应会同设计人员提出方案并及时采取相
应的措施进行调整。
3.观测结果分析
3.1桩顶累计位移、沉降量
从图上看，钢筋混凝土支护桩沉降量小，通过中间2道钢管式结构水平支撑，支护桩上部悬臂端的桩顶变形未超过该工程的预警值，支护桩刚度满足设计要求。
3.2基坑侧向变形
采用测斜管测量侧向变形，沿基坑深度方向设测斜管。假设测斜管底部固定，测b1～b9测斜管侧向变形最大值为8～30mm，与相应桩顶变形测量结果相比基本一致，变形最大值位于管顶。
3.3地下水位监测
水位观测孔钻孔深度达到隔水层，钻孔中安装带滤网的硬塑料管。通过现场观测，地下水位的变化对基坑支护结构的稳定性的影响不大。
3.4流砂观测
在基坑土方的开挖过程中，没有发现地面沉降过大、坑壁开裂、坍落和渗水现象，也没有出现流砂现象，因此，静压沉管灌注桩间距满足设计要求。
3.5周边环境沉降结果（如下图3）
从图显示对周边建筑物的沉降值（2.9～6.9mm）<10mm（预警值），但城市公路沉降量比较大，达29mm，因此，邻近城市道路的地下管线变形量应做为重点监测对象，采取有效的防护措施，确保城市道路沿线的地下管线的安全。
结语
1钢筋混凝土桩支护刚度比较大，未发生脆性破坏，且采用两道水平支撑，基坑开挖后的位移变形量小且控制在预警值内；
2施工过程中未发现流砂现象，基坑外水位降<1000mm，速率<500mm/d。城市道路两旁以及基坑周围建筑地下管线保护完好。临近建筑物沉降均匀，沉降量控制在预警值内。
3基坑北部城市道路地面沉降超过预警值（25mm），原因是北侧基坑侧向位移量比南侧位移量大和基坑开挖边缘与道路距离短。
4严格按设计进行监测，对敏感监测点进行重点监测，随时观测其变化，当监测变形值接近或达到预警值时，要根据施工的具体情况，进行综合分析，及时准确的判断，切实可行的提出处理方法，确保基坑支护结构和周围环境的安全。
