某基坑支护工程及周边建筑物的监测与分析

乔开放

摘  要：该文对某基坑工程本身及周边建筑进行了坡顶水平和竖向位移、地下水位、深层水平位移（测斜）及对周边建、构筑物竖向位移进行了全面的动态监测，分析基坑的变形规律以及周边建筑物在基坑施工期间的变形规律，分析结果显示：在基坑土方开挖、降水施工阶段，基坑支护变形明显较大，通常基坑长边方向中间部位的变形情况比较大，因周边建筑物及构筑物采用了深基础和合理的基坑支护措施，其变形位移受到基坑的影响较小，基坑支护总体变形在规范允许范围内，各项监测指标符合一般基坑工程变形規律。所得结论可为相关研究提供参考。

关键词：基坑施工  监测  周边建筑物  深基础

中图分类号：TU753  文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2021）10（b）-0000-00

Monitoring and Analysis of a Foundation Pit Support Project and Surrounding Buildings

QIAO Kaifang

（Jianyan Test Group Co.， Ltd.， Xiamen， Fujian Province， 361000 China）

Abstract： In this paper， the horizontal and vertical displacement of the slope top， the groundwater level， the deep horizontal displacement （inclinometer） and the vertical displacement of the surrounding buildings and structures of a foundation pit project itself and its surrounding buildings are monitored comprehensively and dynamically， and the deformation law of the foundation pit and the surrounding buildings during the construction of the foundation pit is analyzed. The deformation of foundation pit support is obviously large， usually the deformation of the middle part of the long side of the foundation pit is relatively large， because the surrounding buildings and structures adopt deep foundation and reasonable foundation pit support measures， their deformation and displacement are less affected by the foundation pit， the overall deformation of foundation pit support is within the allowable range of the specification， and the monitoring indicators are in line with the general deformation law of Foundation Pit Engineering. The conclusions can provide a reference for related research.

Key Words：Foundation pit; Construction monitoring; Surrounding buildings; Deep foundation

基坑监测属于一种信息化施工手段，即在开挖基坑和地下工程施工过程中监测基坑的变形情况以及周围环境的变化情况，然后分析监测结果并反馈给施工，起到指导设计和施工的作用[1-2]。基坑监测也是保证施工安全和进度的有效措施，该文通过对某基坑工程本身及周边建筑的全面监测，分析基坑施工期间的变形规律，指出基坑施工过程需重点关注的部位，供类似工地施工参考。

1工程介绍

某工程建设房屋为地下1层，地上5栋26～31层框剪结构建筑群，占地面积约19 845.2 m2，总建筑面积83 245.2 m2，基坑开挖深度4.20～5.10 m，基坑总周长约580 m，基坑平面为多边形，其中最长直边约165.00 m，基坑邻近学校位置采用拉森钢板桩支护，支护深度约12.0 m。该工程东侧为已建公路，南侧及西侧为已建实验小学，西侧及北侧为菜地，按照设计，该项目土方开挖期间严格按照分段分块分层开挖、开挖一层支护一层的方案，严格控制基坑周边变形情况。该项目场地勘察期间揭示场地初见水位1.00～2.80 m，稳定水位埋深为3.50～4.40 m，场地地下水属潜水类型，在基坑施工过程中采用降水井控制地下水位，随着基坑开挖按需降水。

2监测方案

在基坑施工过程中，测量基坑变形和其影响范围内的环境变形、被保护对象的变形以及其它与施工有关的项目或量值，从而及时了解变化情况，做到信息化施工，这些监测数据同时也是评价基坑安全和环境安全情况的重要依据;将在现场监测得到的数据跟设计值（或预警值）相对比，若大于某个限值时就需要及时采取控制措施，避免支护结构产生更大程度的变形与破坏，同时避免周围的道路、建筑物产生较大变形或者受到损伤[3-6]。

根据该工程特点和对监测的技术要求并结合施工现场实际情况，在基坑施工开始及过程中对基坑的水平位移、垂直沉降、深层水平位移、地下水位和周边道路、围墙变形进行监测。根据施工进度，观测频次为：当基坑开挖深度<2 m，2～3 d观测1次;当基坑开挖深度>4 m，1～2 d观测1次;当基坑开挖深度>5 m，1 d观测2次;如底板浇筑时间<7 d，1 d观测1次;如7 d<底板浇筑时间<14 d，3 d观测1次;如14 d<底板浇筑时间<28 d，5 d观测1次;如底板浇筑时间>28 d，7 d观测1次。初始位移观测不少于2次;监测数据达到报警值、变化量較大或变形速率加快时，应加密监测频率，监测变化较小，则可根据现场情况降低监测频率。该次基坑支护施工及周边建构筑物平面分布相对位置和主要监测点布置情况详见图1。

3基坑施工安全的控制指标要求

（1）基坑水平位移监测：累计位移量大于30 mm;或位移速率大于2 mm/d;基坑竖向位移监测：累计沉降量超过30 mm，或沉降速率超过2 mm/d。

（2）深层水平位移监测：累计位移量大于30 mm，或沉降速率大于23 mm/d。

（3）周边建筑物沉降监测：累计位移量大于20 mm，或沉降速率大于2 mm/d。

（4）周边围墙沉降监测：累计位移量大于20 mm，或沉降速率大于2 mm/d。

（5）地下水位监测：累计变化大于1 000 mm，或沉降速率大于500 mm/d。

4基坑监测分析

4.1基坑水平/竖向位移监测

该次基坑监测自2019年9月5日至2021年2月25日共进行69次变形观测，分析图2和图3可知，基坑共计25个坡顶水平位移监测点的累计水平位移量处于7～26 mm，基坑的25个坡顶垂直沉降监测点的累计竖向位移量在5～27 mm之间因基坑面积大各区域施工进度的不同，起始观测时间以邻近区域施工开始为起点，故各观测点起始时间不一致，监测数据表明基坑施工开挖期间影响较大，随着基坑的土方开挖完成及地下结构施工，变形速率渐渐下降，水平变形和竖向变形都在规范允许值内，支护结构处于稳定状态，这也表明该次基坑施工拉森钢板桩支护对基坑变形有较好的控制作用。

4.2深层水平位移（测斜）监测

该次基坑监测自2019年9月5日至2021年2月25日共对基坑周边共12个观测点进行了47次变深层水平位移（测斜）监测，各监测点的累计深层水平位移量处于3.55～18.15 mm，均未超过报警值（限于篇幅限制，该次仅给出部分测斜观测点的h-曲线）。分析图4和图5可知，距离基坑顶部水平位移大，向基坑方向水平位移，呈悬臂式位移分布，随着深度的增加水平位移逐渐减少，在距离基坑定部约12 m的位置，位移变化值可忽略不计（测斜管底板已进入硬台层）。同时，该基坑为多边形，长边位置的最大变形量都比短边位置的大，跨中的变形比拐角位置大，具体原因是短边和角部的约束比长边更强;基坑一侧为空地的大于基坑一侧有建筑物的，这主要是因为其周边的建筑物均为深基础，该类别的基础成型后对土体具有一定的约束作用。

4.3地下水位监测

该次地下水位监测自2019年9月5日至2021年2月25日共对4个水位观测点进行了40次地下水位观测，考虑到水位变化将会导致水土流失，从而影响到建筑物的安全，该次水位观测点主要布置在有周边有建筑物的西南侧。图6显示，该次4个地下水位监测点的累计变化量在207～484 mm之间，显然基坑的施工确实对水位变化有一定的影响，但是有效的措施可确保其不超过规范限值，从而保护周边建筑物的安全。

5周边道路、围墙及建筑物变形监测分析

5.1道路及建筑物变形监测

该次道路及建筑物变形监测自2019年8月2日至2021年6月29日共对41个道路、24个建筑物监测点进行82次变形观测。图7、图8表明，在基坑施工初期系开挖阶段对道路及建筑物的影响较大，随着基坑开挖完成，地下室结构施工的推进，变形虽然有所增加，但增长平稳且缓慢，在整个地下室基坑支护施工期间变化速率和累计沉降量在6～8 mm之间，也就是说拉森钢板桩对土体的约束作用的有效性以及将长条形的基坑按比较短的边分层开挖，有利于降低地表及建筑物沉降位移。

5.2围墙沉降监测

该次道路变形监测自2019年8月2日至2021年6月29日对10个围墙沉降监测点进行了82次变形观测，图8显示，累计沉降量在11.4～13.8 mm，均未超过规范限值，证明本项目采取的措施可降低地面沉降位移。

6结语

综上所述，得出以下几点结论。

（1）基坑施工开挖期间影响较大，随着基坑底板施工、结构施工完成，变形速率变小，在整个基坑开挖回填期间，基坑的水平、竖向位移及深层水平位移（测斜）均未超过规范允许值，水平位移呈悬臂式分布，符合基坑变形规律，这也表明该次基坑施工拉森钢板桩支护是有效的，按比较短的边分层开挖长条形基坑，将大基坑分块分段开挖留土的空间作用，可以有效控制和减少基坑及周边环境变形。

（2）基坑施工，当基坑呈多边形时，长边位置的最大变形量均大于短边位置，跨中的变形大于拐角位置的，这是由于短边或角部约束相对更其长边会更强;其次，基坑一侧为空地的大于基坑一侧有建筑物的，这主要是因为其周边的建筑物均为深基础，该类别的基础成型后对土体具有一定的约束作用。

（3）通过观测基坑工程地下水水位来控制周围地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑周边水土流失并检验降水效果，该项目采取按需降水，合理控制水位，地下水随着开挖深度的增加逐步下降，使降水对周边建筑物和环境的影响减少到最低限度，确保其不超过规范限值，从而保护周边建筑物的安全。

参考文献

[1] 尹利洁，李宇杰，朱彦鹏，等.兰州地铁雁园路站基坑支护监测与数值模拟分析[J].岩土工程学报，2021，43（Z1）：111-116.

[2] 吕军.临近高边坡深基坑桩锚支护结构设计与监测分析[D].绵阳：西南科技大学，2021.

[3] 龚俊，徐攀，夏杰，等.深基坑施工监测技术与变形特征分析[C]//《施工技术》杂志社，亚太建设科技信息研究院有限公司.2020年全国土木工程施工技术交流会论文集（中册）.北京：施工技术编辑部，2020：5.

[4] 谢颖川，杨威，刘长玲.某地铁车站深基坑降水开挖对邻近建筑物变形影响分析[J].河南科学，2020，38（11）：1837-1846.

[5] 胡化刚.上海市某地块基坑监测数据成果分析[J].测绘通报，2020（S1）：32-37.

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