南京某住宅楼深基坑开挖安全监测分析

2017-05-18施胜挺顾小锋

四川水泥 2017年5期

关键词：轴力土方监测点

施胜挺顾小锋

(1江苏商贸职业学院南通 226000 2南通市水利勘测设计研究院有限公司南通 226000)

南京某住宅楼深基坑开挖安全监测分析

施胜挺1顾小锋2

(1江苏商贸职业学院南通 226000 2南通市水利勘测设计研究院有限公司南通 226000)

通过对南京某住宅楼深基坑从基坑顶部水平位移、周边道路管线沉降、周边建筑物沉降、基坑外水位变化等进行监测，监测结果表明：基坑顶部水平位移仅一个部位超过报警值；由于基坑所处位置地质条件较差，基坑开挖深度较深，对周边建筑物及道路管线的变形影响较大；深层位移、支撑轴力变化均在允许范围内，从整体上来看，基坑是稳定的。

深基坑监测；水平位移；沉降变化

1 工程概况

某住宅楼基坑开挖深度约14.5米，三层地下室，支护形式采用三轴深搅桩止水，钻孔灌注桩挡土加三层钢筋混凝土内支撑。基坑侧壁安全等级为一级。基坑开挖涉及土层为填土层、粉砂夹粉土层以及粉土层，底板标高位于粉土层中。场地地形较平坦，对本工程有影响的地下水类型为孔隙潜水，埋深1.01～1.95米，水量丰富，易造成管涌、流砂工程事故。基坑东侧为一栋3层、一栋2层浅基础低层房屋，距基坑约5米，一栋桩基础建筑距基坑约10米；基坑南侧为马台街，道路中心距基坑约12米；基坑西侧为新模范马路，道路中心距基坑约25米；基坑北侧为一栋6层桩基础居民楼，距基坑边约10米。道路上管线众多，基坑周边环境复杂。

2 监测内容、方法及监测点布置

根据建筑基坑支护技术规程、建筑基坑工程监测技术规范，监测的主要内容包括：（1）支护桩顶圈梁水平位移监测（D1-D16）；（2）道路（管线）沉降（R1-R17）；（3）周边建筑物沉降监测（H1-H21）（4）支撑立柱沉/隆观测（LZ1-LZ7）；（5）坑外地下水位的监测（SW1-SW12）；（6）支护结构深层位移监测（CX1-CX8）；（7）支撑轴力的监测（ZC1-1-ZC3-8）。监测点布置见图1。

本工程水平位移监测方法采用小角度法，使用全钻仪以及配套棱镜组等进行观测；沉降监测（周边建筑物沉降、道路管线沉降、立柱沉/隆）采用二等水准测量，在基坑周围选埋4个测量基准点，与沉降观测点、工作基点构成沉降监测网，在第一次施测结束后每两个月进行一次复测，工作基点的复测周期为每月一次；深层水平位移（测斜）监测采用测斜仪进行观测；支撑轴力监测采用合适量程的钢筋应力计；地下水位的监测采用SWJ90钢尺水位仪。

图1 基坑支护监测点平面布置图

3 监测工况及频率

监测工作贯穿基坑土方开挖到地下室侧壁回填的全过程。现场监测于2011年11月11日开始布设监测点并逐步完成初测，至2014年07月01日进行最后一次监测，历时963天。基坑监测进程：2011年11月11日～2013年03月05日基坑开挖表层土至第一层支撑浇注完毕阶段；2013年03月05日～2013年04月22日基坑开挖第一层支撑以下土方至第二层支撑浇筑完毕；2013年04月22日～2013年07月30日基坑开挖第二层支撑以下土方至第三层支撑浇筑完毕；2013年07月30日～2013年12月07日基坑地板施工；2013年12月07日～2013年12月26日基坑第三层支撑拆除完毕；2013年12月26日～2014年02月20日基坑第二层支撑拆除完毕；2014年02月20日～2014年05月07日基坑第一层支撑拆除完毕；2014年05月07日～2014年07月01日施工至正负零及上部结构施工。由于文章篇幅限制，笔者仅选取若干代表性监测点变化情况加以分析。

4 监测结果分析

4.1桩顶水平位移变形分析

图2为部分代表性监测点桩顶水平位移随时间变化曲线。本次监测中，基坑水平位移监测点D14的累计水平位移量最大，其累计位移量为35.1mm，略超过报警值（35mm），该点位于基坑南侧，两栋浅基础建筑物旁，其余各点变化均小于D14，支护结构总体基本有效的抑制了周边土体的变形。在土方开挖期间，由于表层土方开挖，土压力释放较快，水平位移变化量随基坑开挖深度的加深而逐步加大，水平位移曲线呈连续上升的趋势，水平位移累计变化量持续增加，变化最大点D10累计值达到21.7mm，变化速率平均0.16mm/d；在底板浇筑完成后，位移曲线逐步收敛，这个时期基坑水平位移逐步减小，这说明垫层和底板的浇筑对抑制水平位移的发展起到了重要的作用，变化速率稳定在0.02mm/d；在支撑拆除阶段，应力突然释放，位移量有突变的趋势，变化量逐步增加，变化速率达到0.5mm/d。支撑拆除后几天的监测数据曲线趋于平稳，说明基坑已处于稳定状态。

图2 水平位移随时间变化曲线

4.2沉降变形分析

沉降变形监测包括基坑周边道路沉降监测以及周边建筑物沉降监测。图3为部分基坑周边道路沉降随时间变化曲线，其中，道路沉降观测点R15的累计沉降量最大，其值为28.6mm，未超过报警值（30mm），此点位于基坑西南角上。主要原因是由于基坑开挖初期进行大面积强降水，坑外水位下降变化较大，导致道路沉降点下沉速率加快，基坑外水土平衡后，道路沉降速率有了明显的减缓，最终整个基坑施工期间未对周边道路造成大影响。基坑南侧三层建筑沉降观测点H27的累计沉降量最大，其值为64.4mm，此栋建筑其他沉降观测点变化同样较大，分别为H29(60.5mm)、H31(53.5mm)、H28(54.5mm)。这主要是由于建筑物距离基坑较近，且为浅基础，随着表层土方开挖并不断加深，周边土体固结沉降，导致地表下沉，建筑物受到影响，但随着后期底板浇筑完毕后，周边建筑物沉降趋势也趋于稳定。虽然此栋建筑沉降较大，但其最大差异沉降量H27-H28为1.03‰，低于报警值1.6‰。

图3 基坑周边道路和建筑物沉降随时间变化曲线

4.3深层位移变形分析

图4表示了在不同工况下基坑CX06监测点的测斜曲线，该点位于基坑南侧中部位置。由图可知，随着基坑的开挖，水平位移的最大值逐渐下移，深层位移观测点最大值出现在CX06测点7m深度处其值为44.6mm，未超过报警值（50mm）。曲线在工程开展期间呈“鼓肚型”特点，结构回筑期间受拆撑影响较大，距顶端0～5m范围内位移增大，累计值最终呈现上大下小的状态。分析数据得知，该基坑在施工过程中深层位移受拆撑影响最大，其他期间属于正常范围。

4.4支撑轴力分析

各支撑在土方开挖阶段受力值整体持续增加，当底板浇筑完毕后轴力有所平缓甚至下降，底板的浇筑能有效地减小支撑受力。图5表示了三层支撑轴力最大值的变化情况，如图所示，一层混凝土支撑轴力最大值发生在基坑阳角的ZC1-7测点，其值为4345.0kN，未超过报警值(4500kN)；二层混凝土支撑轴力最大值发生在东北角的ZC2-5测点，其值为6192.3kN，低于报警值（10352 kN）；三层混凝土支撑轴力最大值发生在西北角的ZC3-1测点，其值为3967.7kN，低于报警值（5756 kN）。说明整个支护结构是稳定的。