复杂地质区域深基坑的施工监测分析

周亮 赵瑞霞

摘 要：以某基坑工程为背景，围绕复杂地质环境下施工监测工作进行探讨，确立基坑监测布置方案，并对基坑地表沉降、建筑沉降等多项指标展开监测工作，探寻基坑开挖与时间之间的影响关系，并得出相应的规律曲线，对所得到的曲线图像进行分析，以便为后续的工程施工提供可行的指导。

关键词：深基坑 沉降监测 地表沉降

在当前城市建设规模持续扩大的背景下，为了进一步缓解地面交通的压力，地下空间的利用已经成为了目前发展的主流趋势之一，这一现状在部分一线大型城市中更为普遍。深基坑开挖是地下工程得以顺利开展的基本前提，伴随着基坑开挖深度的加大，随之引发了诸多工程问题，在此背景下以何种方法对其进行处理已经成为了工程事业中亟需解决的问题。

1.工程概况

关于本文所探讨的基坑工程，项目总长度为28.350km，其由西南方向引出并逐步向东北方向延展。其设置有地下两层明挖区间，整个区段的施工基于明挖顺作法而展开，由此形成厚度为0.8m的地下连续墙。根据地质勘察报告显示，区域内的地质构成较为复杂，含有大量的粉质黏土以及粉砂，以第四系松散浅层孔隙潜水为主，同时在深度较大的区域还伴随有一定量的空隙承压水。

施工场地地质构造的岩层具体产生形状为单斜状，勘察施工现场并没有基岩出露问题，于场地西北角相距150m的基岩处露段，岩层产状是135°<12°，为硬性结构面，该场地岩体几乎没有缺口，具体结构为大块状以及层状，区内和附近地段没有断层。按照工程地质现状可知，场地地层主要构成部分有粉砂岩以及砂岩等。

2.场地影响分析

（1）现场稳定性以及适宜性。按照地质勘察实际报告我们可以了解到，新建建筑场地没有崩塌以及滑坡等问题，周围没有复杂的水文、构造条件，并且没有断层通过该地。

（2）新建工程施工对周边相邻建构筑物造成的影响。通过进一步对现场进行勘查，可知场地附近有众多建筑物，以重要高层建筑为主，该地和地下车库边线距离比较近，因此开挖地下车库会对附近的建筑以及管线等带来不良后果造，所以施工者于平场开挖工作之前，应当利用切合实际的手段支护基坑边坡，保护附近的管线。

（3）地下水及地表水对建筑物造成的影响

新建施工场地的地貌是剥蚀浅丘，该施工场地并不具备充足的地下水资源，并且雨季杂填土中非常容易出现滞水的问题，因此工作人员应当重视排水工作。

3.基坑监测布置方案

基于对基坑的监测工作，可以明确在后续开挖过程中围护结构的实际情况，看其是否出现了位移等问题，同时对钢支撑轴力变化情况进行分析，以所得到的信息为指导确定合适的施工工艺。在本文的基坑工程中，监测所覆盖的内容较为复杂，最为关键的有基坑外地表沉降、建筑物沉降以及连续墙的变形情况。为了推动监测工作的持续进行，提升所得监测结果的可靠性，则需要使用到全站仪、水准仪以及应变计等高精度设备，并设置一定数量的监测点。

3.1监测内容及频率

按照项目設计图纸，结合基坑附近环境条件，对该基坑项目工程的以下内容进行适当的监测，主要工期是270d，完成以后由专门工作者对实际运行效果进行监测，监测的时间为2年。笔者在本文仅仅分析基坑开挖和地下结构的监测工作。具体监测内容和次数在表1中有所展示。

3.2基坑外地表沉降监侧

伴随着基坑开挖工作的持续进行，极其容易对基坑外侧的土体造成影响，即在应力场的变化下会引发沉降等现象，而不同深度所产生的影响也不尽相同，通常来说，以3倍基坑开挖深度表现得最为明显。要求任何一个开挖段都需要设置一组测量断面，且在垂直基坑方向2倍开挖深度范围内所设置的观测点数量应达到5个。关于断面的设置规则，以50m为间距进行，其需要与墙体的测斜孔一一对应，各个断面点的间距应控制在5m，在5个点的共同作用下形成了一个完整的断面。

3.3基坑外水位观侧

设置地下水位观测孔，需要沿着基坑周边进行布设，各孔之间的距离以40～50m为宜，以基坑开挖深度为基准，在其1m以下为宜。

3.4建筑物监侧点

基坑施工容易引发建筑沉降等不良问题，无论是大规模沉降还是不均匀沉降，二者均会对建筑物的安全性造成影响，为了更好的掌握周边建筑物的实际情况，有必要通过布设监测点来获得对建筑物的影响程度，在此基础上做好参数调整工作，从而创建出安全的施工环境。

3.5地下连续墙墙顶变形

关于地下连续墙墙顶变形问题，也需要借助于监测点来获得其实际情况，无论是地下连续墙的垂直还是水平方向，都需要设置一定数量的监测点。

3.6支撑轴力监侧

在展开基坑开挖或者是主体结构施工的过程中，必须进行支撑轴力监测，由此明确支撑轴力的变动情况，综合考虑到围护结构的位移，围绕支撑结构的安全性展开相关的评估工作。关于支撑轴力监测点的设置，需要在24m以内至少有一组墙体设置有监测点，同时还需要满足两个开挖段有一组支撑轴力监测点的基本原则。另外还需要在支撑结构上增设钢筋应力计断面，且以对称的原则设置4个钢筋应变计，此后在钢支撑上增设一个反力计。

4.监测成果及分析

4.1监测成果

基坑抗滑桩施工、基坑开挖及地下结构施工期间，周边地表、管线及建筑各监测点整体差异沉降较小，变形曲线较为平缓、变化均匀，在地下结构施工完成后，各点位沉降变化逐渐趋于稳定，说明抗滑桩对基坑施工控制周边附属设施及结构变形具有重要的工程意义，但基坑开挖时期周边地表沉降监测点位JF04和JF13存在沉降急剧增大现象，最大变化达16.62mm，对监测点位造成破坏。JF04位于基坑东侧抗滑桩外地表、JF13位于基坑北侧抗滑桩外地表，根据现场情况及施工进度分析，该点位沉降突变主要是由于挡板工程施工相对滞后造成桩间上体流失引起，施工单位及时采取措施，使得上体流失得到有效控制，并对监测点位进行恢复，随后继续测量工作。周边地表、管线及建筑竖向位移如图1所示。

4.2成果建议

（1）由于地表沉降以及墙体位移等现象在持续发生，必须缩短基坑的暴露时间。

（2）在进行基坑开挖作业时需考虑到“时空效应”的影响，需要遵循随挖随撑的基本原则。

（3）应选取合适的天气进行开挖作业。当遇到大暴雨天气时，则需要加强对水位的观测，且需要关注土体的坡度，尽可能降低对降水井所产生的不良影响。

（4）受基坑开挖深度的影响，无论是基坑水位、建筑沉降还是钢支撑轴力等都会随之受到影响，因此在观测过程中需要对彼此间的相关性进行分析，对其内部规律进行总结，以便更好地采取相关解决措施。

5.结束语

综上所述，在进行地铁基坑开挖作业时，必须做好对基坑工程的监测工作，由此实现信息化施工。以监测数据为指导，有效的控制基坑支护变形，为整个地铁工程的施工创设出稳定的环境。

参考文献：

[1]庹惠斌，邢海青.复杂环境下深基坑工程监测工作研究[J].建设监理，2018（12）：20-23+83.

[2]徐军.复杂环境条件下的大型深基坑施工及监测分析[J].建筑施工，2018（06）：862-864.