深基坑支护变形的类别分析及监测

曾 波

（广东海业岩土工程有限公司，广东 惠州 516000）

现如今随着城市化建设进程的加快，高层建筑、商业广场以及地下工程等建设不断加快建设步伐，在这些工程建设中势必会应用到深基坑支护技术。深基坑的承载力决定着施工的效果与施工安全，在实际建设过程中、深基坑的建设受多种因素影响，如地形、土质等，其支护工作具有极大的重要性，在深基坑支护是要时刻警惕深基坑出现变形情况，对深基坑支护的变形监测极为重要，是施工安全的前提和重要保障。

1.深基坑变形类别

1.1 墙体变形

当深基坑在开挖较浅时，基坑墙体会出现顶部墙体大幅度位移。位移呈现三角形分布转台，朝向基坑方向水平位移。而在架构了深基坑支护结构之后，位移量则保持不变，或是朝向基坑外部逐渐移动。墙体位移是由于基坑开挖时受重力影响，周围土体向下移动，导致墙体上升，对基坑的稳定性造成了巨大的损害。

1.2 基坑底部的变形

一般来说，在深基坑挖掘时会遇到基坑变形情况，在开挖深度不大时在基坑底部中心位置会出现隆起的变形现象；在宽度与深度较大的基坑中，底部会出现中间塌陷，四周隆起的情况；在一些长条形的基坑中，由于宽度较小，出现的隆起情况也会是在中心位置隆起。基坑底部变形对深基坑的稳定也有相当程度的损害。

1.3 地面沉降

在施工中，常会出现地面沉降情况。在地层土质较软、墙体入土深度较小时，在墙体底部的边缘与附近会出现地面沉降的现象；而当土质刚性较强时、墙体入土深度较大时，地面沉降就会发生在距离墙体有一定位置的位置，具体的距离可以通过计算得出。

1.4 基坑损坏

深基坑的稳定是项目安全开展的前提，因此对于其要多加重视。而在实际操作中，由于涉及、施工上的纰漏，常常出现基坑损坏情况，破坏了深基坑的稳定。常见基坑损坏情况有：基坑内支护支撑不足；放坡设计过抖，造成雨水侵袭，是基坑土体强度与刚性下降，发生基坑土体滑落；对维护墙支撑不足，造成墙后地面变形，损害周边建筑与地下设施；维护墙自身强度低，承载力不足，造成支护架构破坏。

2.深基坑支护工程

本次研究基坑工程项目包含两栋楼，分别为25层住宅楼与9层的裙楼，地下基坑为四层，面积约10000m2，周长约380m，深度约18m，基坑形状为不规则多边形。根据地质勘探调查报告，该地工程地质情况良好，地下水的深度合理，设计资料可行，安全性较高，基坑支护结构的安全等级为1级。

工程采用支护结构为排桩加锚索，桩间止水采用单排高压旋喷桩，支护结构分为四段。如图，在深基坑开挖前对基坑内土体进行降水干燥工作以加固坑内土体，在基坑内外都设置水位监测孔监测维护墙内降水对基坑外水位的影响，防止维护墙外地面沉降。

根据支护设计要求，工程制定了切实可行的监测方案，确定了支护施工期间所需监测的内容与方法。在工程实施期间对各项工作的监测达到176次。

3.深基坑支护变形监测

3.1 基准点与监测点的设置

在基坑影响区域布设3个水平、沉降位移基准点，3个工作基准点以及22个变形监测点，23个周边建筑、道路沉降监测点。基准点的布设是用来完成检查并恢复深基坑工作基点的可靠性。工作基点的设置需在3倍的开挖深度之外的稳定地区。基准点的布设使用深埋钢管水准基点标识，监测点使用混凝土浇筑的方法。

3.2 基准网测量

基准网平面的一级控制点由基准点与工作基点组成，基准网围绕周边道路组成环形闭合导线与闭合水准线，在测试时使用用一级导线与二等水准精度等级；基准平面网测量点位按往返测单程双测站，高程控制点与之相同。

3.3 基坑顶部水平位移监测

在进行基坑顶部水平位移监测时，水平位移扩展网由监测点及其联测控制点组成。同级布设单个目标的位移监测的控制点与监测点。基坑开挖之前用全站仪坐标法进行各监测点的初始值观测，水平位移监测以初始值为后期观测数据值的基准。通过本次坐标值与上次坐标值或初次测量值的差求出监测点的位移值与累计位移值。监测方法以深基坑工程监测技术的规范为依据。

3.4 基坑顶部垂直位移监测

垂直位移监测点的布设包括基准点和变形监测点两种，在监测时，先检查基准点之间的高差，确定基准点的稳定性，再引测到沉降变形监测点，将观测点与工作基点结合起来共同组成闭合的水准路线。一次闭合水准路线观测按往返测单程双测站，后续监测按单程监测进行。监测工作要严格按照国家一二等水准测量的规范要求进行。

在进行垂直变形监测数据处理时首先计算出各沉降点初始的标准高度，本次的沉降量为本次标高减去上次标高，累计沉降量为本次标准高度减去初始标准高度，计算出各监测点的每次沉降量与沉降差、累计沉降量和周期的平均沉降量与沉降速度，以图表的形式进行数据计算与记录。

3.5 周边建筑、道路裂缝沉降监测

基坑的开挖、降水等因素有可能会使基坑周边的建筑、道路发生沉降，造成建筑与道路裂缝。在基坑的挖掘过程中，要注意对周围建筑与道路沉降的监测，确保建筑与道路安全。在基坑开挖之前，应当对基坑周边建筑、道路、地形构造等进行勘察，监测并记录周边建筑与道路已有裂缝，测量其分布位置、裂缝走向、裂缝长度与初始深度值等，分析基坑挖掘中可能造成沉降与裂缝扩大等后果，及时监测新产生的裂缝，记录裂缝各项数据，分析新生裂缝产生的原因，判断裂缝发展的趋势，做出补救措施。在数据分析完成之后上交产权人签字，为日后可能出现的事故纠纷提供责任划分依据。

3.6 地下水位监测

深基坑需要进行降水疏干工作，同时也受到自然降水等影响，地下水位随时可能会发生变化，对于基坑的稳定性有一定程度的影响，因此对于地下水位的监测十分重要。监测时在基坑外围布设两个监测点，通过埋设水位管，预留水位预警孔的方式进行监测。水位管采用直径为80mm左右的PVC管，并且将管底密封处理，防止泥沙进入在管道中部钻出6到8列滤水孔，钻孔直径为6mm左右，纵向孔距为50-100mm左右。在水位管的监测孔处包扎过滤网。水位管上端不打孔，确保封孔的质量。在顶端设立防护措施，防治雨水、地表水或者杂物进入，同时应当高出地表一定高度，保证监测效果。在水位管布设出设立醒目的标志，避免施工对其造成损坏。对地下水位的监测保证至少每两天一次，在测试数据稳定后测试初始水位，做好记录。

水位的计算方法：测算出水位的变化值时可以采用水准仪水准测量法，先确定水位管管口高度，水位管内水面高度计算公式为：水位管内水面高度=水位管管口高度—水位管内水面与管口距离；本次水位变化量=本次水位高度—上次水位高度累计水位变化量=本次水位高度-初始水位高度。

3.7 锚索应力监测

根据基坑设计的结构要求，在基坑周围土体开挖的48小时内完成锚索施工。锚索应力环安装在固定端，安装时将锚索从测力计中心穿过，测力计处于钢垫座与工作锚之间。在安装过程中对锚索计进行监测，并从中间向四周加载以免锚索计偏心受力或者过载运转。锚索应力的计算公式：应力标定系数X（测力计三弦实测频率的平均值—测力计零点值）=锚索应力值；本次锚索应力变化量=本次锚索应力值—上次锚索应力值；累计锚索应力变化量=本次锚索应力值—初始锚索应力值。

4.深基坑监测结果分析

从基坑全部检测结果数据分析看出，深基坑支护的监测点水平、垂直位移变化较小，累计变化值处于控制范围之内；基坑顶部未发生较大变化；地下水位保持良好，对土体影响可忽略不计；锚索应力值监测也比较准确，能够反映出应力变化。对不足地方向施工监理单位汇报，提出改进措施，保证了深基坑支护施工安全。

5.总结

深基坑支护是具有一定规模的、危险性较大的工程项目。在设计方案、施工环境、施工难度等方面多有限制。目前高层建筑以及商业广场、地下设施的建设使深基坑支护施工越来越复杂，因此对其进行监测尤为重要。在监测中药认真制定监测方案，结合工程项目的实际做好风险评估以及紧急预案，保障施工安全。