某基坑排桩位移监测分析

王小林 兰州铁道设计院有限公司,甘肃 兰州 730000

某基坑排桩位移监测分析

王小林 兰州铁道设计院有限公司,甘肃 兰州 730000

由于土体与桩之间的复杂相互作用，在施工过程中需要对土体、桩体响应进行监测。以某基坑为工程背景，探讨桩土作用过程中，桩体的位移变化情况，表明：在整个基坑开挖过程中，桩身水平位移变化较小，最大位移点在桩顶，桩水平位移基本稳定，得到的结果可为工程实践提供参考。

基坑；桩；监测；位移

foundation; pile; monitoring; displacement

引言

自然土体经过长期的地质重力作用，已处于一种稳定的平衡状态。当经过人为扰动(开挖)作用后，原始的力学平衡状态被破坏，新的力学平衡就会重新建构。为了使土体在重新建构平衡状态的过程中，不危及人类的生产建设活动，就需要对土体施以一定的加固支挡措施，以促成新的力学稳定平衡状态[1-3]。在深基坑周围土压力、地下水压力及深基坑周围建筑物等附加荷载作用下，排桩体有向深基坑内侧倾倒的趋势并产生相对侧向位移，深基坑底面排桩嵌固深度范围内的土体由于受到桩体侧向位移的影响而产生被动土压力来抵抗桩体承受的部分主动土压力。由于土体与桩之间的复杂相互作用，在施工过程中需要对土体、桩体在相互作用过程中的响应进行监测，本文以某基坑为工程背景，探讨桩土作用过程中，桩体的位移变化情况，为工程实例提供参考。

1 工程地质条件

基坑总长198.05米，基坑标准段宽18.7米，最宽24.9米。开挖深度约15.84米，最深约为18.84米。根据详勘地质报告，本场地路面平整，地面高程8.37～9.30米。地面交通繁忙，建筑物密集。场地地貌单元属山前冲积平原，无断层通过。分布有流塑状淤泥质土及冲洪积沙层等软弱土层，厚度最大分别达到3.1米和3.3米。淤泥质土强度低，稳定性差，砂层富水性强，密实度差，遇水易坍落。场地基岩岩性以泥质粉砂岩为主，结构强度相对较低，遇水易软化，在空气中暴露时间过长易发生风干风裂破碎。基岩风化带软弱透镜体分布普遍，透镜体强度低，裂隙发育，开挖易渗水。

2 监测方案

基坑支护设计采用排桩加钢管内支撑支护结构。根据设计要求，结合本工程的实际情况及工程实践经验，对本基坑提出下列监测项目：

（1）主体结构和围护结构施工监测

a、挡土桩桩顶水平位移观测

桩顶位移测点在全站范围内布置在桩顶冠梁上，间距约30m，共计18个水平位移测点，桩顶水平位移观测点与测斜点错开布设。在基坑开挖影响范围以外布设3个基准点。

桩顶位移观测采用瑞士进口TC1800全站仪或经纬仪定期进行观测。

b、挡土桩不同深度处水平位移监测（测斜）

根据支护桩施工进度，在基坑的南北两侧沿基坑边线各布设3个测斜孔，共计6个测斜孔。测斜管于挡土桩钢筋笼绑扎后浇注混凝土前埋设。

测斜采用美国进口GK603型测斜仪，能沿桩身每隔0.5m测出相应位置位移。

3 监测结果及分析

3.1 挡土桩位移监测

图1 SP1孔挡土桩不同位置水平位移变化曲线

在8～9月份，所有测斜孔水平位移不大，基坑土体基本稳定，如图1所示。10月份除SP1，SP2，SP6，SP10测斜孔发生明显侧移外，其他测斜孔基本稳定，SP1最大侧移点在地表以下10.5m处，最大侧移为4mm。SP2最大侧移点在地表以下10m处，最大侧移为3mm。SP6最大侧移点在地表以下10.5m处，最大侧移为2.5mm。SP10最大侧移点在地表，最大侧移为19mm。11月份，SP1，SP2，SP4，SP5，SP8，SP9侧向位移较小，反映相应测点所在基坑四周土体基本稳定，SP10测斜孔在地表至地下14m间发生了约3mm的平行移动，由于移动值较小，所以我们认为该部分基坑侧壁尚处于稳定状态。12月份，各测斜孔水平位移变化不大，SP9在地表以下9m处，侧移为2.5mm。04年1月份，除SP5，SP6，SP8发生了明显的侧移外，其他基本稳定。其中SP6在地表以下10m处水平位移为4mm，SP9在地表处水平位移为5.5mm。

在2003年5月至2004年5月间，基坑开挖引起的围护桩侧移均在允许范围之内。其中SP10测孔围护桩桩顶累计最大位移约为28.2mm，最大位移点在围护桩桩顶。从围护桩测斜结果可以看出，围护桩水平位移基本稳定，初期受基坑土方开挖影响，围护桩水平位移有一定的增加，但累计最大水平位移均在规范及设计规定范围内。

3.2 桩顶水平位移

10月份，基坑支护桩桩顶水平位移最大为-4mm（Y1、Y2、Y3等8个测点），最小为0.0mm（Y6、Y21等6个测点），平均位移为-1.8mm。11月份，基坑支护桩桩顶水平位移最大为-4mm（Y1、Y2、Y3等8个测点），最小为0.0mm（Y6、Y21等6个测点），平均位移为-1.8mm。12月份，基坑支护桩桩顶水平位移最大为24.0mm（Y39测点），最小为0.0mm（Y3、Y31 ,2 个测点），平均位移为0.3mm。1月份，基坑支护桩桩顶水平位移在本月水平位移最大为24.0mm（Y39测点），最小为0.0mm（Y3、Y31 ,2个测点），平均位移为0.3mm。2月份，基坑支护桩桩顶水平位移在本月水平位移最大为-7.0mm（Y36测点），最小为0.0mm（Y4、Y9 ,Y13、Y30等8个测点），平均位移为-1.86mm。3月份，基坑支护桩桩顶水平位移最大为-10.0mm（Y26测点），最小为0.0mm（Y1、Y2、Y4、Y5等13个测点），平均位移为-2.31mm。4月份，基坑支护桩桩顶水平位移最大为-8.0mm（Y24、Y26测点），最小为0.0mm（Y1、Y4、Y5等25个测点），平均位移为-1.70mm。5月份，基坑支护桩桩顶水平位移最大为-5.0mm（Y17测点），最小为0.0mm（Y2、Y3、Y12等13个测点），平均位移为-1.10mm。其中，Y39测点12月份的桩顶水平达最大值，为24mm，之后的施工中未超过此值。

4 结 论

在整个基坑土方开挖及地下室施工过程中，挡土桩桩身水平位移变化较小。其中最大位移点为SP10点，其围护桩桩顶累计最大位移约为28.2mm，最大位移点在围护桩桩顶。围护桩水平位移基本稳定，初期受基坑土方开挖影响，围护桩水平位移有一定的增加，但累计最大水平位移均在规范及设计规定范围内。

[1]D. V. Griffiths, Hang Lin, Ping Cao. A comparison of numerical algorithms in the analysis of pile reinforced slopes [C].Proceedings of Geo-Florida 2010: Advances in Analysis, Modeling & Design, 2010, ASCE GSP No 199, 175-183.

[2]黄文熙.土的工程性质[M].北京：水利电力出版社.1983

[3]王国欣，肖树芳，黄宏伟.杭州海积软土应力——应变特征与结构强度损伤规律研究[J].岩石力学与工程学报.2005,24(9):1555-1560

Monitoring analysis for the displacement of pile in foundation

Wang Xiaolin Lanzhou Railway Survey and Design Institute Co., Ltd,Lanzhou 730000,China

Due to the complicated interaction between the soil and pile, the response of both soil and pile should be monitored during construction. A foundation is taken as the engineering background, the displacement variation of pile is analyzed for the soil-pile interaction. The analysis results show that, during the whole excavation for the foundation, the horizontal displacement of the pile shaft is small,the maximum displacement occurs at the top of pile. The horizontal displacement of the pile shaft almost remains the same. The obtained results can give guidance for the real practice.

TU457

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.050

王小林（1977-），男，工程师，主要从事铁路岩土工程勘察设计及施工技术方面的工作。