浅析重力坝基坑施工监测

摘 要：本文介绍了启东市软土地区一个开挖深度为4.8m左右、采用重力坝围护的基坑工程设计实例，制定了详细监测方案，对基坑工程实行信息化施工，及时解决了发生的险情，确保了基坑施工的安全。

关键词：基坑监测;重力坝;位移;围护结构

一、 工程概况

（一）概况

某项目位于启东市启隆镇，地下设置一层地下车库、桩基础;地下车库基坑面积约为1.052万平方米，周长约为591m;本工程住宅楼及地下车库±0.000 相当于绝对标高+3.700m，场地整平后自然地坪绝对标高按+1.800m 计算，相对标高-1.900m，基坑开挖深度详见表1。

基坑周边环境情况如下：

（1）基坑北侧：1#车库北侧基坑边线与用地红线最近距离约为3.7m，用地红线以外为在建小区建筑。

（2）基坑东侧：该侧基坑边线与用地红线最近距离3.7m，用地红线以外为在建小区建筑。

（3）基坑南侧：该侧基坑边线与用地红线最近距离约为8.7m，用地红线以外为在建小区建筑。

（4）基坑西侧：1#车库基坑边线与用地红线最近距离约为4.7m，用地红线以外为施工便道以及空地。

二、 基坑支护结构设计

基坑围护采用重力坝及排桩的围护形式，普通坝体宽度为3.70m。

1#地块地下室周围较为空旷，但需要保护周边已施工完成的号房桩基。

三、 基坑监测

（一）监测内容

本项目基坑施工信息化监测工作，自2018年08月中旬进场布点及初值采集到2019年07月底基础施工至±0.000，基础回填完毕，监测数据基本稳定为止，总历时近11个月。监测工作紧随工程进展，在围护桩时同步埋设各类监测元件。

本工程监测主要可分以下几个阶段：

（1）第一阶段（2018年08月18日～2018年09月14日）：主要埋设各类监测元件。

（2）第二阶段（2018年09月14日～2019年04月23日）：土方开挖及基础底板施工阶段。本阶段自2018年08月18日土方开挖开始起，到2019年03月22日坑内土方开挖结束，直至2019年04月23日基础底板全部浇筑结束。

（3）第三阶段（2019年04月23日～2019年7月20日）：地下结构施工。本阶段基坑大底板养护达到一定强度后，施工地下结构，至2019年07月20日地下结构施工已出±0.00。

在第二～三阶段，伴随着基坑土方开挖、垫层浇筑，各监测项目全面开展，为重点监测阶段。

（二）监测点布置

各监测项目的测点布设位置及密度应与桩基施工、围护施工的区域、围护结构类型、基坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性相匹配，同时参照围护结构位置、附属结构位置及开挖分段长度等参数，进行测点布置，同时也注意了断面的布设，主要为了解变形的范围、幅度、方向，从而对基坑形信息有一个清楚全面的认识，为围护结构体系和基坑环境安全提供全面、准确、及时的监测信息。

设计各监测项目布点情况如下：

（三）监测数据整理及分析

1. 坑外地表竖向位移监测

将基坑监测工作结束时（截至2019年08月02日），坑外地表测点累计变形数据绘制成图2。

从图形曲线变化情况可以看出：

基坑开挖后，围护结构向坑内侧位移逐渐发展，周边土体随之发生一定的位移，周边地表因而出现向下位移的现象，随着开挖深度的增加，周边地表的垂直位移量也有所增加。

随着基坑大底板浇筑完成，围护结构变形逐渐趋于稳定状态，周边地表的沉降速率明显变缓。

2. 周边建构筑物垂直位移监测

将基坑监测工作结束时（截至2019年08月02日），周边建筑物监测的累计结果绘制成图。各建筑物的垂直位移变化曲线见图3～图4。

通过上述图表来看：

在建建筑物与新建建筑物自身沉降量较大，其中，周边建筑物监测点垂直方向累计位移最大值为F36测点的-34.62mm。

在大底板混凝土浇捣完成后，建筑物的下沉趋势均有明显减缓，各建筑物测点在地下结构施工期间变化量均比较平缓。

3. 围护顶部垂直位移、水平位移监测

将基坑监测工作结束时，围护顶部测点累计变形数据统计成表3，分析如下。

注：垂直位移数据为“+”表示测点向上位移，数据为“-”表示测点向下位移;

基坑围护顶部垂直方向位移最大值为W10的35.92mm;水平方向均表现为向基坑方向位移，最大值为W26的176.00mm。

基坑大底板混凝土浇捣后，围护顶部各变形测点逐渐趋于稳定，各测点在地下结构施工期间变化较为平缓。

（4）围护结构侧向变形监测

将基坑监测工作结束时，围护结构侧向位移测孔的数据统计成表4分析如下。

围护结构侧向位移监测孔的主要变形发生在底板浇筑前，大底板浇筑完毕后，地下结构施工期间，围护体的侧向变形明显收敛。

四、 结论

在整个基坑施工过程中，围护结构局部变形较大，由于及时提醒现场相关参见单位，及时采取了有效措施，保证了基坑的正常运行。

在基坑开挖中应尽可能加快开挖速度，合理掌握开挖的次序。开挖至底板的标高时，应迅速浇筑垫层，这对于有效控制围护结构变形大有益处。

基坑施工过程中，由于对基坑开挖前的降水设计、施工予以了充分的重视，设计针对不同基坑围护形式、不同土质进行了充分考虑，降水施工时加强了检修和监测，为后续基坑开挖和渣土运输提供有利条件。

在基坑开挖阶段以及基坑开挖完成以后底板尚未浇筑时，应对大雨等不利天气有充分考虑。因为此时围护体正处于最不利的受力狀态，一旦发生涌沙等不利因素，将会对围护体的安全运行产生极大影响。

基坑施工过程中，因为加强和完善了对围护墙体和周边环境的变形观测，以及对周边的水体、土体的监测，及时反馈信息，指导施工，以确保工程安全，顺利地完成基坑的开挖施工工作。因此，施工监测是保障工程施工安全，减少经济损失，同时验证围护设计准确性的不可缺少的强有力手段。

参考文献：

[1]张志刚.软土地基深基坑支护施工监测技术分析[J].山西建筑，2018（1）.

[2]王亚民.明挖基坑施工监测与分析[J].科技资讯，2010（13）.

[3]卢海东.某深基坑结构的支护设计、施工与监测分析[J].工程建设与设计，2014（1）.

作者简介：

刘桂云，上海市建筑科学研究院有限公司。