某基坑工程变形监测分析研究

李慧琴，高玉广，苟卫强，滕文川，陈晓峰

（1.甘肃土木工程科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730060；2.兰州石化职业技术学院，甘肃 兰州 730010）

0 引 言

目前，我国最普遍的方法是在基坑开挖过程中对基坑坡体、支护结构变形、周边建（构）筑物沉降等进行动态监测，利用信息化手段对工程项目进行管理［2］。基坑监测除了通过仪器获取数据以外，还有一项关键工作就是监测人员要进行现场巡视，巡视的过程会更加直观发现问题，将巡视的问题与实际监测的结果结合在一起进行综合性分析评判，这样监测的结果会更加精确［3］。

1 工程概况

该工程位于兰州市。拟建场地地表平坦，现地面标高为 1 471.30 m，场地平整后标高约为 1 470.55 m。基坑开挖深度约 6.2 m，基坑东、西、北侧采用放坡+排桩+锚杆支护，基坑南侧采用土钉墙进行支护，根据周边环境及基坑开挖深度，基坑安全等级按二级考虑。根据该场地的勘察报告，场地地层在勘探深度范围内，主要有杂填土层、粉质黏土、卵石。各地层岩性自上而下分述如下。

①杂填土，该层分布连续，杂色，土质不均匀，主要由粉土及卵石组成，含有砖块等建筑垃圾，稍湿，松散。该层层厚 2.7～4.5 m，层顶面高程为1 471.20～1 472.30 m。

②粉质黏土层，该层分布连续，黄褐色，土质均匀，切面稍见光泽，局部夹有粉土条带或薄层细砂，干强度中等，韧性中等，稍湿，中密。该层层厚 0.8～3.1 m，层面埋深 2.7～4.5 m，层顶面高程为1 466.80～1 468.61 m。

③卵石层，青灰色，一般粒径 20～60 mm，粒径＞20 mm 的颗粒含量占总质量的 55 %～60 %，主要成分为花岗岩、石英质砂岩等硬质岩石，呈弱风化，级配不良，磨圆度较好，呈亚圆-圆状，偶见漂石，骨架颗粒间呈交错排列连续接触，以中细砂及少量的粉土填充，填充饱满，局部区域含土量较大，中密～密实。该层最大厚度为 6.9 m（未揭穿），层面埋深 4.7～6.0 m，层顶面高程为 1 465.30～1 467.00 m。

该场地地下水位为孔隙水，主要赋存于下部卵石层。接受大气降水及黄河侧向径流的补给，流向东北，勘察期间地下水位埋深在 5.0～6.1 m，相应水位高程 1 466.2～1 466.3 m。水位随丰、枯水年份和季节性变化，年变幅 0.5～1.0 m。据区域资料，卵石层渗透系数按40～50 m/d 考虑。

2 监测目的

在基坑工程施工期间，基坑开挖侧土体应力得到释放，土体会有向基坑内侧偏移的倾向，对支护结构的支护效果必须进行监测，避免基坑坍塌造成工程事故。同时基坑开挖也会对周围建（构）筑物造成一定的影响，因此也要对周围的建（构）筑物进行监测，尽早发现问题，并根据监测结果适时调整施工方案，确保建（构）筑物正常使用。

由于基坑工程本身属于较为复杂的工程，涉及到的学科非常多，外在条件影响既复杂又众多，再加上理论预测有限，所以，将理论与实践结合起来，理论指导实践，按照监测方案有计划、有次序地进行现场基坑监测至关重要。具体目的如下。

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1）将现场监测数据与预测值进行比较分析，确定已经完成的施工工艺和施工参数是否符合规定，同时对下步施工工艺和施工进度控制，进而实现信息化施工的要求。

2）通过监测确保本工程地下结构施工期间，周边的建（构）筑物等的正常运行和使用。

3）通过监测及时调整支护系统的受力均衡问题，使得整个支护体系处于受力均衡、安全、可控状态。

4）将现场监测结果及时反馈给相关人员，使设计能根据现场实时工况，进一步优化方案，细化措施，达到优质安全，经济合理，又好又快的建设目的。

3 监测点位布置

基坑监测点的布置至关重要，监测点的布置应该符合 GB 50497－2009《建筑基坑工程监测技术规范》的要求，除了确保基坑的安全性以外，还需要根据基坑的实际情况考虑工程造价及工作量。在基坑四周稳固不被扰动的地方设置基准点，共布置基坑沉降、位移监测点 12 个，周边建（构）筑物观测点 12 个（见图1）。

4 监测成果分析

4.1 监测数据分析

2018年12月6日进行第一次监测，2019年1月18日完成最后一次监测，共进行了26次变形监测，基坑累计沉降如表1及图2所示。

基坑累计水平位移如表2 及图3 所示。

周边建（构）筑物累计竖向沉降如表3 及图4 所示。

1）从以上数据可得，监测期间，监测点竖向累计沉降量最大值为 3 mm（3 #、8 #监测点）；水平累计位移量最大值为 3 mm（3 #、6 #、8 #监测点），均未达到 GB 50497－2009《建筑基坑工程监测技术规范》第8.0.4 条规定的报警值。周边建（构）筑物 12 个监测点中，Z 7#监测点被破坏，未保留数据。11 个监测点中累计沉降量最大值为 3 mm（Z 3 #、Z 8 #、Z 9 # 监测点），均未达到 JGJ 8－2016《建筑变形测量规范》第 7.1.5 条规定，监测期间基坑及支护体系稳定。

图1 基坑监测点平面布置图

表1 竖向累计沉降监测结果

图2 竖向累计沉降曲线图

表2 水平累计位移监测结果

图3 水平累计位移曲线图

表3 累计沉降监测结果

图4 累计沉降曲线图

2）放坡+排桩+锚杆支护形式在基坑支护效果是非常好的，基坑竖向累计沉降、水平累计沉降、周边建（构）筑物竖向最大累计沉降量为 3 mm，在施工期间沉降量有微小的变化，在施工结束后，基坑竖向、水平变形稳定，周边建（构）筑物微小变形稳定，这就说明放坡+排桩+锚杆支护形式对基坑及周边建（构）筑物具有重大的意义，起到较好的支护效果。

4.2 结论

通过对基坑本体及周边环境的监测工作，结论如下。

1）信息化施工监测在本工程施工中取得成功。通过对各项监测数据进行综合分析，及时预测基坑变形可能对下道工序的影响，从而保证了基坑本体及周边环境的安全，切实达到了信息化施工的目的。

2）该工程在监测期间，措施得当，监测期间施工对基坑本体及周边环境未造成影响。

3）监测工作频率合理。根据施工情况及监测成果，围绕基坑本体及周边环境的安全，抓住监测工作中对基坑本体及周边环境安全可能产生不利影响的重点区域，及时调整监测频率，使监测工作做到紧密配合施工，用监测数据指导施工。

5 结 语

随着人们对地下空间的迫切需要，越来越多的学者投入地下空间的研究，与此同时，基坑工程也越来越多，因此基坑工程的安全至关重要，基坑监测技术也得到快速发展。基坑监测关键在于监测数据的准确性与时效性，要严格按照相应的规范要求进行监测，基坑监测本身就属于实践性较强的工作，虽然理论研究是有限的，但随着科技水平的发展，仪器越来越先进化，因此监测数据的准确性就能够提高。要做到理论与实践相结合，理论指导实践，在实践中找问题，将问题转化为研究的课题，实践促进理论研究，这样基坑监测技术会得到快速发展。基坑监测还要注意信息化动态监测，在坍塌的趋势前反应给相关部门，这样就可避免基坑工程事故的发生。同时要建立一种实时动态联系，实现真正的信息化施工，不仅为基坑开挖过程安全奠定良好的基础，同时为基坑支护研究提供有力的实验结果，为基坑工程的研究提供有力的保障。