滨海新区贻芳托老所基坑支护工程监测技术

孔庆宇 王广禄 马希磊

(交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456)

滨海新区贻芳托老所基坑支护工程监测技术

孔庆宇 王广禄 马希磊

(交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456)

依托滨海新区贻芳托老所基坑支护工程，分别对基坑进行沉降、水平位移、地下水位和钢支撑内力等项目的监测，并对数据作了及时分析、反馈、预警，结果表明，各项参数指标处于可控范围内，有效保障了基坑工程及周边建筑在施工期间的安全，实现了深基坑工程信息化施工。

基坑支护，监测，数据分析

由于城市的迅猛发展，基建工程中基坑的开挖深度也越来越深。基坑问题逐渐成了设计和施工的重要问题之一。在不同地质条件下基坑施工受到许多诸如荷载条件、土质软弱、基坑渗水以及周边建筑和管线等的不利影响，施工期间极易发生坑壁坍塌失稳，进而引起邻近建筑物的倾斜或开裂，管线的破裂渗漏等问题，造成巨大的损失和影响。为了确保基坑设计、施工的可靠性，除了在分析模型、计算方法、选用概率理论来尽量拟合实际情况以外，还必须进行现场监测。现场监测作为确保基坑工程施工安全可靠进行的必要和有效手段，对于验证原设计方案、局部调整施工参数以及改进和提高设计水平等具有现实的指导意义。

1 工程概况

滨海新区贻芳托老所(贻芳嘉园社区服务站)项目基坑支护工程位于天津市滨海新区春香路与海宇道交口，贻芳嘉园南侧。

基坑开挖深度4.95 m，采用放坡+密排工字钢的支护体系。基坑内采用无砂大口管井降水。基坑外靠近支护桩设置观测井，井位可根据现场情况适当调整。基坑支护安全等级为三级。

基坑位于贻芳嘉园南侧，两者之间有一条约2 m宽的道路，基坑东侧为春香路，南侧为海宇道。考虑到东侧的春香路和南侧的海宇道离基坑较远，已经超出了基坑开挖的影响范围，故考虑基坑开挖对周边环境的影响时仅对基坑与贻芳嘉园之间的道路进行监测。基坑西侧为托老所项目的浅基础所在地，后续还需要处理，因此不需要考虑基坑开挖对其的影响。

2 监测目的

基坑的开挖是一个动态过程，与之有关的稳定和环境影响也是个动态过程。因此，加强在施工过程中的监测，有助于快速反馈施工信息，以便及时发现问题并采用最优的工程对策，保证基坑及周边环境安全，保证建设工程的顺利进行。

受地质条件、材料性质、荷载条件、施工条件和外界其他因素的复杂影响，基坑开挖过程中，理论预测不能全面准确地反映工程的各种变化。有必要在理论背景下有计划地进行现场监测。

通过监测以期达到以下目的：

1)通过与理论预测值作比较，判断近期施工参数和施工工艺能否达到预期要求，并对下一步的施工工艺和施工进度控制，进而切实实现信息化施工，保证基坑安全施工。

2)通过原位观测数据验证设计理论和设计参数、与工程勘察资料的可靠性。

3)为设计单位进一步优化方案，提供数据支持，使工程安全、施工快捷、经济合理。

4)通过跟踪监测基坑开挖不同阶段的即时信息，确保基坑处于安全运行的状态。

3 监测实例分析

通过方案组织滨海新区贻芳托老所的基坑监测，获取支护桩顶竖向位移、支护桩顶水平位移、围护结构深层水平位移、周围道路和建筑竖向位移原位数据，并做如下分析。

3.1 支护桩顶竖向位移数据分析

基坑支护桩顶的竖向位移监测成果如图1所示。

通过各点竖向位移统计表和累计竖向位移随时间变化曲线可以得到各竖向位移监测点共同的变形规律：与桩顶水平位移类似，桩顶的竖向位移同样主要发生在基坑开挖和支撑拆除两个阶段；随着时间的推移，尤其是基坑支撑拆除回填之后，累计竖向位移逐渐趋于稳定。与桩顶水平位移相比，桩顶竖向位移发生量较小，基本都在20 mm以内。以下是对监测数据的具体分析。

5月27日～6月2日基坑开挖期间，最大日位移量达3 mm/d，未超过5 mm/d的日变化量限值，累计位移量最大为9 mm，未超过30 mm的累计位移限值，同时发生在ZD08号点。在随后基坑施工期间竖向位移变量都在1 mm/d以内，没有发生超限情况，基本稳定，但随着6月24日基坑支撑的拆除，各观测点的竖向位移量略微有所增大，最大日位移量为4 mm/d，但未超过5 mm/d的日变化量限值，发生在ZD07号点，经之后连续观测，该点竖向位移逐渐趋于稳定；累计位移量最大为16 mm，未超过30 mm的累计位移限值，发生在ZD08号点。6月25日，由于施工需要，拔出部分工字钢，受其影响部分监测点出现了反弹的现象。由基坑支护桩顶竖向位移监测数据可以看出，整个监测期间，最大日竖向位移变化速率为4 mm/d，未超过5 mm/d的日位移限值，发生在ZD07号点，最大累计竖向位移量为21 mm，未超过30 mm的累计位移限值，发生在ZD08号点。从竖向位移后期变化数据来看，竖向位移变化量很小，未超过报警限差，可见，在基坑整个开挖和施工期间，基坑竖向位移是稳定的，满足规范的要求。

3.2 支护桩顶水平位移数据分析

基坑支护桩顶的水平位移监测成果如图2所示。

通过各点水平位移统计表和累计位移随时间变化曲线可以得到各水平位移监测点共同的变形规律：基坑支护桩顶的水平位移主要发生在基坑开挖和支撑拆除两个阶段；随着时间的推移，累计水平位移逐渐趋于稳定。以下是对监测数据的具体分析。

3.3 围护结构深层水平位移数据分析

通过各点深层水平位移统计表和深层水平位移随时间变化曲线可以得到各深层水平位移监测点共同的变形规律：与桩顶水平位移类似，深层水平位移同样主要发生在基坑开挖初期和工字钢拔出两个阶段；随着时间的推移，尤其是基坑工字钢拔出之后，深层水平位移逐渐趋于稳定。

5月27日～6月2日基坑开挖期间，位移变化速率最大达到9.9 mm/d，接近10 mm/d的限值，累计位移量最大为25.5 mm，未超过50 mm的累计位移限值，但随后基坑施工期间变化逐渐收敛，趋于稳定。7月16日拔出北侧工字钢后，位移变化速率达到9.9 mm/d，接近10 mm/d的限值，累计位移量超出了50 mm的限差要求，同时北侧地面出现裂缝，根据现场情况，我方发布了预警，现场施工人员全部撤离，随后我方进行了加密观测，连续观测3 d，根据观测数据，位移逐渐趋于稳定，现场恢复施工。由基坑深层水平位移监测数据可以看出，整个基坑开挖期间，最大日深层水平位移变化速率为9.9 mm/d，接近10 mm/d的日位移限值，最大累计水平位移为96.9 mm，超出了50 mm的限差要求，发生在1 m深度处。根据观测数据统计分析，大部分深层水平位移量都发生在工字钢拔出后，因此在下一步的施工过程中，应特别注意拔桩的规范性和基坑回填的压实度要求，保证拔桩后周边土体的安全。

3.4 周围道路和建筑竖向位移数据分析

周围建筑竖向位移监测成果如图3所示。

通过周围建筑竖向位移数据统计表和累计竖向位移随时间变化曲线可以得到各竖向位移监测点共同的变形规律：开挖结束后随着时间的推移，累计竖向位移逐渐趋于稳定；临近基坑位置的测点竖向位移较远离基坑的测点大。

由竖向位移监测数据可以看出，道路上累计竖向位移量分别为12 mm，10 mm和9 mm，明显大于较远的建筑物上的监测点；最大日竖向位移变化速率为1 mm/d，经整个基坑开挖期间连续观测，所有竖向位移监测点稳定，不存在安全隐患。

3.5 地下水位数据分析

基坑支护桩顶的竖向位移监测成果如图4所示。

通过地下水位数据统计表和地下水位标高随时间变化曲线可以得到各地下水位监测点共同的变形规律：地下水位的下降主要发生在基坑的开挖期间，人工降水使地下水位下降明显，但随着基坑的开挖完毕，地下水位逐渐趋于稳定。

由竖向位移监测数据可以看出，基坑开挖期间，地下水位变化速率最大达到671 mm/d，这主要是由基坑开挖期间人工降水造成的，没有对基坑造成影响。基坑开挖后期，地下水位趋于稳定。

4 结语

1)本工程2014年5月开始进行基坑支护和开挖，2014年7月地下结构施工完毕，到回填土完成，未发生险情和任何重大事故。本监测工程通过合理安排，仪器布置恰当，及时、准确协助现场施工，对整体工程做出正确的评价和监控。

2)结合建筑物沉降、基坑周边道路和位移监测数据分析，基坑周围建(构)筑物整体竖向位移较小，基坑施工没有对周边环境造成不良影响，基坑施工较好的保护了周边的建(构)筑物。

3)2014年5月29日，基坑开挖后，支护桩顶ZD08号点位移突然增大，超过限差要求，我院根据实际情况，及时向监理报警，并通知业主和施工单位，督促施工单位及时停工，保证了基坑施工的安全进行。

4)通过本次监测对基坑施工进行了信息化指导，确保了人身、基坑及周边环境的安全，保证了各项工作顺利进行。

5)拔桩期间深层水平位移变化较大，累计位移超过限差要求，在下一步施工过程中，应特别注意拔桩的规范性和基坑回填的压实度要求，以保证拔桩后周边土体的安全。

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OnfoundationsupportengineeringmonitoringtechniqueatYifangNursingHomeofBinhaiNewZone

KONGQing-yuWANGGuang-luMAXi-lei

(TianjinWaterTransportationEngineeringAcademy,MinistryofTraffic,Tianjin300456,China)

Based on the foundation support project at Yifang Nursing Home in Binhai New Zone, the paper monitors the settlement of the foundation pit, horizontal displacement, underwater level and the internal force of the steel support, undertakes the timely analysis, feedback and warning, and proves by the result that, all sorts of parameter can be controlled within the scopes, so as to ensure the safety of the foundationpit project and surroundings, and realize the informationized construction at the deep foundation pit projects.

foundation pit support, monitoring, data analysis

1009-6825(2014)33-0043-03

2014-09-19

孔庆宇(1982- )，男，高级工程师； 王广禄(1982- )，男，工程师； 马希磊(1984- )，男，工程师

TU463

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