深基坑支護(hù)工程變形監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析

肖鈺龍

廣東建準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù)有限公司 廣東廣州 510000

摘要：本文主要針對(duì)深基坑支護(hù)工程變形的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)展開(kāi)了分析，通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例，介紹了深基坑支護(hù)工程中的變形監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)，并對(duì)變形監(jiān)測(cè)的結(jié)果作了數(shù)據(jù)處理，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)；變形監(jiān)測(cè)；數(shù)據(jù)分析

引言

深基坑施工如今已在建筑工程中得到了普遍的應(yīng)用，但由于其存在著變形的問(wèn)題，還是需要我們重視深基坑工程的施工。因此，我們需要對(duì)深基坑的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并采取有效的措施做好處理。基于此，本文就深基坑支護(hù)工程變形的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)進(jìn)行了探討，相信對(duì)有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。

1 工程實(shí)例

1.1工程概況

某基坑支護(hù)工程位于城中區(qū)的城市主干道旁，基坑長(zhǎng)233m，寬202m，設(shè)計(jì)深度9.5～11.5m，設(shè)計(jì)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，采用“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法”進(jìn)行設(shè)計(jì)施工?；幽喜坑?棟高度在4～7層的民用建筑，距支護(hù)墻最近為3m，小于基坑深度2倍，必須提供合理、可靠的監(jiān)測(cè)方案，定期對(duì)支護(hù)樁樁頂、基坑側(cè)壁邊坡頂、周邊既有建筑物、地表和周邊道路進(jìn)行位移和沉降變化監(jiān)測(cè)。

1.2 主要方案設(shè)計(jì)

1.2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)

在場(chǎng)地外圍不受施工影響的穩(wěn)固處，采用鉆孔置入法埋設(shè)5個(gè)水平位移基準(zhǔn)控制點(diǎn)K1～K5，在施工場(chǎng)地內(nèi)安置3個(gè)工作基點(diǎn)K6～K8，制作成強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩。以基準(zhǔn)點(diǎn)BM1，BM2及BM3三個(gè)基巖點(diǎn)作為沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 基坑工程變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)布點(diǎn)略圖

1.2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

依據(jù)設(shè)計(jì)要求，在支護(hù)樁頂梁上和基坑坡頂共布設(shè)51個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)，在一級(jí)平臺(tái)上共布設(shè)25個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)；在基坑南面5棟4～7層民用建筑布設(shè)11個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)?；幽厦娼ㄖ锶翰荚O(shè)20個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)；路面布設(shè)12個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。

1.2.3 觀測(cè)方法

（1）水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)。每次分別在工作基點(diǎn)上設(shè)站，以K1，K2，K3，K4，K5作為控制，利用后方交會(huì)的方法檢核工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性，若工作基點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)則直接用極坐標(biāo)法觀測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)；若工作基點(diǎn)不穩(wěn)定則利用實(shí)時(shí)交會(huì)的坐標(biāo)作為新的測(cè)站坐標(biāo)，利用極坐標(biāo)法觀測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際情況，觀測(cè)距離在250m范圍內(nèi)，觀測(cè)精度估算在6mm以內(nèi)。

位移量計(jì)算公式。確定基坑每條邊的位置坐標(biāo)，利用點(diǎn)到直線的距離來(lái)計(jì)算該點(diǎn)在基坑邊法線方向的位移量，各次位移量之和即為該點(diǎn)的累計(jì)位移量。

（2）沉降觀測(cè)。每次沉降觀測(cè)前均應(yīng)對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)BM1、BM2及BM3進(jìn)行聯(lián)測(cè)檢校，按照國(guó)家二等水準(zhǔn)規(guī)范施測(cè)。沉降變形點(diǎn)要按照國(guó)家三等精密水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)。

1.3 主要變形情況

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到的水平位移累計(jì)曲線圖發(fā)現(xiàn)基坑南側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移數(shù)值上變化較為明顯，累計(jì)位移較大，如圖2所示。

圖2 基坑南側(cè)水平位移變化較大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)變化曲線圖

同時(shí)，基坑南側(cè)民用建筑周邊出現(xiàn)險(xiǎn)情（南側(cè)層數(shù)分別為4，5，7層的宿舍樓發(fā)生形變，產(chǎn)生約5.0mm的裂縫，周邊路面傾斜開(kāi)裂），對(duì)建筑物本身造成巨大危害。

經(jīng)分析，由于該區(qū)域隨著基坑挖掘的深入，導(dǎo)致基坑內(nèi)外側(cè)壓力差逐步增大，現(xiàn)有支護(hù)樁承壓不足，導(dǎo)致基坑向內(nèi)側(cè)偏移和沉降。及時(shí)加護(hù)支護(hù)樁后，險(xiǎn)情樓的累計(jì)位移均出現(xiàn)回穩(wěn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

1.4.1 回歸分析

（1）確定回歸模型我們研究的是二元非線性回歸，可轉(zhuǎn)換為二元線性回歸，因此其回歸模型可表示為：

y=β1x+β2x'+ε；x'=x2 （1）

式中，y是因變量；x、x'是自變量；ε是誤差項(xiàng)；β1和β2稱為模型參數(shù)（回歸系數(shù)）。

（2）求出回歸系數(shù)最小二乘估計(jì)法。在各點(diǎn)處的偏差的平方和達(dá)到最

小，即

（2）

這種方法求得的錯(cuò)誤！未找到引用源。和錯(cuò)誤！未找到引用源。將使得擬合直線y=β1x+β2x'+ε中的y和x之間的關(guān)系與實(shí)際數(shù)據(jù)的誤差比其他任何直線都小。

（3）回歸模型的顯著性檢驗(yàn)

其中殘差平方和為錯(cuò)誤！未找到引用源。，回歸平方和為錯(cuò)誤！未找到引用源。

總偏差平方和為SST，即

SST錯(cuò)誤！未找到引用源。SSE+SSR （3）

定義復(fù)相關(guān)系數(shù)：

錯(cuò)誤！未找到引用源。 （4）

用此評(píng)價(jià)模型的有效性，R越大，回歸變量與響應(yīng)之間的關(guān)系越密切。

建立F統(tǒng)計(jì)量，求出自由度，總偏差平方和自由度f(wàn)T=n-1，回歸平方和自由度f(wàn)R=m-1，殘差平方和自由度f(wàn)E=fT-fR=n-m，則相應(yīng)均方值為

錯(cuò)誤！未找到引用源。，錯(cuò)誤！未找到引用源。 （5）

說(shuō)明MSE是σ2的無(wú)偏估計(jì)，且SSR與SSE相互獨(dú)立，則構(gòu)造F統(tǒng)計(jì)量

錯(cuò)誤！未找到引用源。 （6）

取一個(gè)顯著水平，可查表得Fα（m-1，n-m），通過(guò)比較得到模型是否顯著，接受或拒絕η=β0成立。最終確定計(jì)算η與u是否存在明顯的函數(shù)關(guān)系。

1.4.2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果