深基坑支護工程監(jiān)測方案與實踐

宋鐵軍

（1.華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050000；2.河北省礦山地下水安全技術創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050000）

社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國內(nèi)建筑工程的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，地下施工深度越來越深，施工難度也越來越大。近年來，經(jīng)過不斷的施工、實踐和總結，深基坑支護施工技術水平有所提高，但是仍然存在諸多問題，如何才能更好的設計基坑支護施工方案，提高施工方案的安全性、經(jīng)濟性和可靠性，是巖土工程界急需要探討的問題之一[1-3]。

1 工程概況

本文工程總建筑面積為31289.60平方，分為地上和地下兩個部分，基坑北側和已經(jīng)完成建設的道路緊鄰?；拥拈L度和寬度分別為39.8m，162.5m，埋深為-7.7m。本工程周邊環(huán)境較為復雜，支護方式為深基坑支護，為了保證項目施工安全，在項目施工中，需要隨時監(jiān)測數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)異常，立即進行調整[4]。基坑支護施工中，為了建立信息反饋系統(tǒng)，需要設置數(shù)據(jù)監(jiān)測體系，開挖施工中，配置專業(yè)的工作人員負責監(jiān)測支撐體系的穩(wěn)定性、地表沉降、水位變化等情況，并且做好記錄，一旦發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，立即進行調整和處理。

2 深基坑支護工程監(jiān)測目的及原則

2.1 監(jiān)測目的

在開挖施工中，施工人員注意嚴密監(jiān)測，提高基坑周圍土體監(jiān)測的實時性，確?？梢郧逦牧私馐┕み^程對原有地層的影響，以此為基礎，了解容易出現(xiàn)安全問題的環(huán)節(jié)。通過對施工過程進行檢測，了解支護樁以及整個支撐系統(tǒng)可能會發(fā)生的變形情況，判斷其穩(wěn)定性，通過實時性的評價，對后續(xù)施工提供依據(jù)，及時對不合理的地方進行調整。通過監(jiān)測過程收集項目施工過程中的數(shù)據(jù)，為后續(xù)相似工程的設計提供參考，積累工作經(jīng)驗。

2.2 監(jiān)測原則

變形測量工作應該貫穿于整個結構施工的始末，在進行變形測量工作的時候，需要注意以下內(nèi)容：從施工開始到整個結構完成施工，狀態(tài)達到穩(wěn)定，需要持續(xù)測量建筑結構的變形情況。另外，在監(jiān)測和記錄建筑物變形情況時，還要對施工現(xiàn)場的實際情況進行記錄，保證項目施工具備連續(xù)的觀測數(shù)據(jù)。如果遇到地震或者陰雨天氣，需要適當?shù)脑黾幼冃伪O(jiān)測的頻率，避免出現(xiàn)任何安全問題。根據(jù)結構的變形情況對觀測頻率進行調整，比如如果結構變形情況趨向于穩(wěn)定，可以適當延長觀測頻率，如果結構狀態(tài)穩(wěn)定性較差，應該適當縮短觀測頻率。為了保證變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，在整個監(jiān)測過程中，需要應用同一臺監(jiān)測設備，同一個工作人員沿著同一條路線進行測量。

3 深基坑支護工程監(jiān)測思路及方法

3.1 深基坑支護工程監(jiān)測思路

深基坑支護監(jiān)測必須包含兩個內(nèi)容：位移監(jiān)測和沉降監(jiān)測，在設計監(jiān)測點的時候，需要綜合考慮項目實際施工的特點以及周邊環(huán)境實際情況。監(jiān)測中主要的監(jiān)測項目有：①觀測地質及支護。應用描繪法或者觀察法對土層的情況進行描繪，并且和勘查報告進行比對和分析。②地表沉降。在深基坑支護施工過程中，應用水準儀等設備了解地表的沉降情況。③觀測基坑周邊建筑物。在施工中，應用水準儀測量結構的沉降、傾斜以及位移情況。④對周邊建筑物進行檢查，判斷其是否出現(xiàn)裂縫問題。應用塔尺了解建筑物是否出現(xiàn)了裂縫問題，測量裂縫的長度、寬度以及走向。⑤對地下設施進行監(jiān)測。應用水準儀對地下管線的變形量進行檢測，如果變形情況較為嚴重，需要適當?shù)恼{整施工方案。⑥支護結構監(jiān)測，在施工中，應用全站儀對基坑支護結構的變形情況進行監(jiān)測。

3.2 監(jiān)測內(nèi)容

綜合考慮具體的規(guī)范、設計和招標文件，根據(jù)工程特點，工程現(xiàn)場實際情況對項目做好以下監(jiān)測工作：監(jiān)測支護結構的水平位移；監(jiān)測深層水平位移；監(jiān)測基層周圍結構的沉降問題等。

3.3 觀測方法分析

①縫隙的填埋。PVC測斜管插入孔中，應用黃砂填實空隙，為測斜管做好明顯的保護標志。②布置水平位移及沉降觀測點，在布置深層土體觀測點的過程中，工作人員還需要在原有的柱基礎上鉆孔設置沉降觀測點和水平位移觀測點，同時對觀測點做好明顯的保護標志[5]。

3.4 監(jiān)測反饋流程

深基坑支護工程監(jiān)測反饋流程如圖1所示。

圖1 深基坑支護工程監(jiān)測反饋流程

4 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析及建議

4.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

本項目深基坑工程施工總體平穩(wěn)安全，對周圍土體產(chǎn)生的擾動較小，沒有對周圍環(huán)境造成較大的影響。結合本基坑變形觀測數(shù)據(jù)，根據(jù)國家文件關于基坑支護設計要求進行分析：本項目基坑分為A、B兩段，累計位移預警值分別為33mm，35mm，日累計位移量分別為16mm，17mm。經(jīng)過對12期觀測數(shù)據(jù)進行分析，沒有發(fā)現(xiàn)基坑邊坡頂部土體發(fā)生明顯的位移情況，通過分析基坑監(jiān)測點變形速率發(fā)現(xiàn)兩個基坑的變形速率均符合基坑變形觀測要求，證明基坑狀態(tài)正常。經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，前13天，基坑豎向位移較大，沉降速度較快，后續(xù)豎向沉降位移較小，沉降速度也有所減緩，直到最后趨于平穩(wěn)，通過分析不同時間段的沉降位移以及沉降速度，可以對基坑的狀態(tài)進行評價，判斷其是否處于安全范圍內(nèi)；通過分析水平觀測數(shù)據(jù)表，發(fā)現(xiàn)隨著開挖土方面積的不斷增加，基坑監(jiān)測數(shù)值增幅較小，而基坑開挖施工到13天左右時，監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化速率達到最大，基坑數(shù)據(jù)的變化情況可以最直接的反應基坑開挖施工中的安全狀況。在開展基坑土方開挖施工中，如果基坑受力情況較為復雜，會使基坑施工中的風險性和不確定性有所增加。通過分析監(jiān)測值，會發(fā)現(xiàn)基坑的檢測值有以下變化規(guī)律:隨著基坑開挖深度和面積的不斷增加，數(shù)值變化較小，當基坑開挖施工達到中間位置的時候，數(shù)據(jù)變化達到最大，完成換撐，拆除支撐后，監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨于穩(wěn)定。對豎向觀測數(shù)據(jù)對比表進行分析發(fā)現(xiàn)，基坑開挖施工到中間位置時，基坑表面沉降位移最大，沉降速度達到最快，后續(xù)沉降位移減小為之前的一半，沉降速度也隨之減小，最終趨向于穩(wěn)定，通過觀察和分析不同施工階段的沉降位移和速率，可以判斷基坑是否處于安全狀態(tài)；通過分析水平觀測數(shù)據(jù)對比表發(fā)現(xiàn)，當基坑開挖施工到達一半，時間為13天左右的時候，監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化最快。通過對多組觀測數(shù)據(jù)進行分析得出以下結果：在基坑開挖施工中，數(shù)據(jù)的實際變化情況直接反映了基坑開挖施工中的安全狀態(tài)，基坑開挖施工中，基坑受力情況復雜，使得基坑施工中的不確定性和風險不斷增加[6]?；颖O(jiān)測值呈現(xiàn)出的規(guī)律如下:隨著基坑開挖深度和面積的不斷增加，檢測數(shù)值的變化幅度不大，直到開挖施工達到中間部位，數(shù)據(jù)變化程度明顯增加，待支撐全部被拆除后，檢測數(shù)據(jù)趨向于穩(wěn)定。通過分析多組數(shù)據(jù)變化，可以有效降低數(shù)據(jù)發(fā)生的偶然性，使得最終的結論和結果更加可靠。

4.2 建議

通過分析檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，本項目的基坑安全等級為一級，經(jīng)過分析各組觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，基坑邊坡頂部土體位移情況不明顯，基坑監(jiān)測點的變形量和變形速率符合變形觀測要求，基坑的沉降量、沉降速度都處于合理范圍內(nèi)，證明基坑處于正常的安全狀態(tài)[7]。本項目存在兩個重點監(jiān)測的階段，開挖施工達到13天左右、支撐拆除施工。支撐施工階段因為會受到持續(xù)性的較大的力，所以基坑水平位移變化量較大，當基坑開挖施工達到13天左右，位移變化速率的變化達到最大，這時需要加強基坑監(jiān)測。建議：在這兩個關鍵時期，設置專業(yè)的工作人員對基坑邊坡進行巡視觀察，并且提前制定預防措施，避免邊坡土體發(fā)生突發(fā)性位移變化；為了避免發(fā)生雨水滲透，對基坑上口坡頂做好硬化處理；嚴格禁止在進坑周圍停放重型機械設備；嚴格禁止在監(jiān)測點位置堆放雜物。本工程周邊環(huán)境復雜，支護類型屬于深基坑支護，所以，在施工中必須隨時監(jiān)測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，確?？梢约皶r獲取基坑施工中數(shù)據(jù)的變化，判斷基坑施工中的安全性和合理性?；禹椖繉儆谙到y(tǒng)工程，具有較強的復雜性，因為其風險程度較高，一旦發(fā)生安全事故，就會導致重大危害，所以基坑施工技術的實施必須和施工監(jiān)測密切配合。通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，應用合理的施工技術，提高基坑施工過程中的安全性和穩(wěn)定性，并且做出正確的判斷，將基坑相關參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。在開展深基坑開挖施工中，支護施工，開挖施工以及基坑監(jiān)測三項工作必須做好統(tǒng)籌和協(xié)調，同時規(guī)范管理，提高基坑施工過程中的安全性，保證施工企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益的同時，實現(xiàn)文明施工的目的。

5 結語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各個城市內(nèi)部建筑工程的數(shù)量和規(guī)模越來越多，這些工程施工中不乏深基坑項目施工，經(jīng)過不斷的施工、實踐和總結，深基坑支護施工水平有所提高，但是仍然存在很多不確定性的問題，影響基坑施工安全。這就要求，施工企業(yè)必須做好監(jiān)測和分析，及時發(fā)現(xiàn)不安全的因素，積極解決，確保深基坑支護工程可以安全、順利的完成。