城市建筑区深基坑变形监测的实施与探究

摘 要：在城市建筑区进行深基坑施工时，需对深基坑本身和深基坑周围的已有建筑物进行监测，以保证深基坑和已有建筑物的安全。如何控制城区中深基坑工程的安全稳定和变形，避免由于基坑卸载变形过大导致周边环境和设施的沉陷、开裂、破坏，已经成为目前一个迫切而重要的课题。笔者多年工作经验给给出了监测基坑变形的建议，相信文章的分析将在同行们加深基坑变形的认识方而有所裨益。

关键词：城市高层建筑；深基坑施工；控制措施

随着我国经济高速发展，高层建筑大量涌现，深基坑工程越来越多，地下室建筑工程深基坑在开挖和暴露期间的安全，对确保整个工程顺利施工和邻近建（构）筑物及市政设施（道路、各种管线等）的正常使用和安全至关重要。而在深基坑开挖时经常会发生坑底回弹，隆起以及外地面下沉等现象，甚至基坑失稳，支护结构倒坍等事故。这类事件在工程上已屡见不鲜，在软土地基该类问题尤为严重。事故发生有多方面原因，岩土工程监测不完善，分析不准确，预报不及时的原因，因而基坑工程监测日益显示其重要性。所以实行基坑工程变形监测全过程监理，有着十分重要意义。

一、深基坑变形机理研究

基坑支护结构除满足强度要求外，还需满足变形要求，即设计由变形控制。基坑工程的变形主要由围护结构位移、周围地表沉降及基坑底部土体隆起三部分组成。深基坑开挖过程中，开挖面上因土体开挖而卸载，因此引起基坑底部土体产生以向上为主的位移，围护结构在两侧压力差作用下产生向基坑内的水平位移和相应的土体变形，而周围地表沉降主要来自坑底土体隆起和围护结构位移。这三者之间存在藕合关系，影响基坑变形的因素很复杂。影响基坑变形的主要因素包括：

（一）坑底土体隆起

坑底隆起是垂自向卸载而改变坑底土体原始应力状态的反应，在开挖深度不大时，坑底土体在卸载后发生垂自的弹性隆起。当围护墙底下为清孔良好的原状土或注浆加固土体时，围护墙随土体回弹而抬高。随着开挖深度增加，基坑内外的土而高差不断增大，当开挖到一定深度，基坑内外而高差所形成的加载和地而各种超载的作用，就会使围护墙外侧土体产生向基坑内的移动，使基坑坑底产生向上的塑性隆起，同时在基坑周围产生很大的塑性区，并引起地而沉降。

（二）围护墙位移

围护墙墙体变形从水平向改变基坑外围土体的原始应力状态而引起地层移动。基坑开挖后，围护墙便开始受力。在基坑内侧卸去原有的土压力时，在墙外侧则受到主动土压力，而在坑底的墙内侧则受到全部或部分的被动土压力。山于总是开挖在前，支撑在后，所以围护墙在开挖过程中，安装每道支撑以前总是已发生一定的先期变形。挖到坑底设计标高时，墙体最大位移发生在坑底而下1^-2m处。围护墙的位移使墙体主动压力区和被动压力区的土体发生位移。墙外侧主动压力使得土体向基坑内水平移动，使墙后的土体水平应力减不，以致剪力增大，出现塑性区，而在基坑开挖而以下的墙内侧被动压力区的土体向基坑内水平位移，使坑底土体加大水平应力，以致坑底土体增大应力而发生水平向挤压和向上隆起的位移，在坑底处形成局部塑性区。

二、深基坑变形监测措施

国内的深基坑工程设计基本上是采用定值的静态设计方法，但基坑开挖的最大特点在于动，其计算模型和各种参数，如土压力、支护结构与土体的变形、支护结构内力等都在不断变化，且其变化规律目前还未能充分认识，这就产生了设计与实际情况的差别。目前，正在国内外兴起的信息化监控下的动态设计及施工的新技术就是解决这一问题的较好途径。动态设计及施工是在设计方案优化后，根据施工过程对支护结构进行分阶段分析，预测其在各阶段的性状，如位移、沉降、水土压力、结构内力等。实际施工中，通过现场监测采集相应的信息与预测数据相比较，以验证其真实性和可靠性，然后将这些信息作为已知量，通过反分析推出较符合实际的土质参数，来修改原设计并预测下一施工阶段支护结构及土体的性状，再采集下一施工阶段的信息。如此反复循环，根据监测信息不断修改设计并指导施工，将设计置于动态过程中，使设计及施工逐渐逼近实际。为了提高深基坑工程设計与施工的水平，改进传统的设计方法，实现信息化监控设计与施工将是必然的趋势。深基坑变形监测就成为贯穿于整个施工过程中必不可少的环节，它将在深基坑工程中发挥更大的作用。另外，通过对深基坑工程施工进行严密监测还可以为施工及时提供反馈信息，为对基坑及周围环境进行及时有效的保护提供依据。

三、深基坑变形监测内容

监测主要包括以下内容：围护墙顶水平位移、围护墙顶竖向位移、围护墙体深层水平位移、围护墙体内力、支撑内力或变形、立柱位移、锚杆拉力、坑底隆起、土层分层竖向位移、围护墙前后土压力、孔隙水压力、地下水位、基坑周边地表竖向位移、周边建（构）筑物变形以及地下管线变形等。

总之，深基坑变形的允许值国内以前没有统一的标准，各地区在工程实践中都是结合各自地区经验和具体问题来确定。上海、广东、浙江、湖北、山东等地都根据当地实际情况颁布了相应的地方标准，2009年GB50497-2009《建筑基坑工程监测技术规范》正式颁布实施，对建筑基坑工程监测作了系统而具体的规定，标志着我国基坑工程监测技术正日趋成熟。

参考文献

[1] CloughW，OKomlce T D.Constmction induced movenents of insitu walls proceedings，ASCL，Conference on Design and Perfomance of Earth Retatining Structures，Geotechnical Special Publication，ASCE，New York，1990（25）：439-470.

[2] 建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）[S].

作者简介：林业斌，广西壮族自治区玉林市勘察测绘设计研究院。