广东佛山市林和商业中心项目基坑监测与变形分析

赵 玲

(广东省地质测绘院，广东 广州 510800)

0 引言

随着经济的高速发展，城市建设发展速度越来越快，高层、超高层建筑数量越来越多，有二层以上的深基坑工程已经成为建设工程中数量较多、投资较大、施工难度较高、风险程度较大的工程[1-2]。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，仅根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案，往往含有许多不确定因素，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节，同时也是指导正确施工的眼睛，是避免事故发生的必要措施。因此，第三方基坑监测与工程的设计、施工同被列为地下工程质量保证的三大基本要素。为了保证施工质量、及时发现施工隐患、保护工程和基坑周边环境的安全性，必须对基坑本身及基坑周边环境进行全面、系统的监测，才能对基坑及周围环境的安全性及影响程度做全面的了解，为施工提供安全保障[3-6]，因此基坑监测在工程建设过程中有着非常重要的意义。本文将结合自身工作实践，对基坑监测内容及过程进行论述，并对基坑开挖到回填完成整个过程的监测数据进行分析，以期为本地区类似工程提供有益经验，并为安全施工保驾护航。

1 工程概况

林和商业中心项目位于佛山市南海区里水镇广和大桥北侧，该商业广场设二层地下室， 坑整体呈不规则形，基坑东面长约116 m，南面长约106 m，西面长约175 m，北面长约68 m，基坑周长465 m，基坑深度9.00 m，综合考虑基坑的开挖深度、场地地形地质情况和周边环境等情况，本基坑采用本基坑采 用微型钢管桩+钢花管、土钉、大放坡+钢花管土钉作为基坑支护体系及大直径搅拌桩做止水帷幕(图1、图2)。基坑安全等级为二级。

图1 基坑监测点平面布置图

图2 基坑支护断面图

2 监测项目

本工程地质情况较复杂，对变形监测精度要求高，结合支护设计方案，以及基坑周边环境对监测项目的影响，根据《建筑变形测量规范》(JGJ 8-2016)及《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497-2019)要求，按照安全、经济、合理的原则，实施的监测内容、数量及相应仪器见表1。

表1 监测项目情况

3 监测方案与实施

3.1 点位埋设

3.1.1 基准点及工作基点布设

基准点是检验和直接测定观测点的依据，要求在整个观测过程中稳定不变[7-8]。基准点位置的选择除考虑现场的实际情况外，还应满足以下要求：

1)设在建筑物和构筑物基础压力影响的范围以外；

2)应埋设在便于保护及观测时视线不受阻挡的位置；

3)埋设时应避开地下水渠和管线。

为便于校核，并根据本项目的实际情况及相关规范，围绕基坑外围基坑变形范围外布设3个水平位移基准点、3个沉降监测基准点并布设了5个工作基点。

3.1.2 监测点布设

本项目监测点主要分为基坑支护顶部的位移点和基坑支护顶部的沉降点位移点布设在基坑冠梁顶部。基准点及观测点埋设好后，会同监理、施工单位制定保护措施，明确施工单位的保护责任人，严防点位的碰动和破坏。

3.2 监测频率

依据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497-2019)及“基坑监测平面布置图”的要求，各项监测工作的时间间隔根据设计图纸要求确定(表2)。

表2 基坑监测项目监测频率

3.3 基坑监测预警值

建筑物施工监测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许的范围内认为建(构)筑物是安全的，并对周围环境不产生有害影响，在其容许的范围外则认为建(构)筑物是非稳定的或危险的，并将对周围环境产生有害影响。本项目施工监测的预警值是根据设计图纸要求及综合考虑规范、设计计算要求、安全要求和经济等因素确定，具体见表3。

表3 基坑监测项目预警值

4 监测数据分析

该项目施工周期较长，从基坑开挖到基坑回填完成经过半年的监测，基坑支护监测共进行了45次，监测次数多，数据量大。为了更直观的对比基坑监测结果，本次分析仅选择变形量较大的基坑数据进行分析、处理。

4.1 水平位移监测分析

地基在水平方向上受到力的影响较多，如地震和地下水系的冲击等都有可能对地基在水平方向上的稳定性造成影响[9]。根据监测实际情况，选取典型监测点进行分析，由图3曲线分布情况可知，随着基坑土方开挖，支护结构的变形经历了由小至大，并逐步趋于稳定的过程， 符合基坑开挖过程中支护结构的变形规律。基坑C02累计水平位移量最大，为12.4 mm。监测数据标明，基坑北侧中部水平位移较大，主要原因是一是该区地层结构较差，以淤泥质土层和砂层为主，二是该区域主要是施工区域进出场道路分布范围，荷载较大。

图3 支护结构水平位移曲线图

4.2 竖向位移监测分析

竖向位移监测同水平位移监测周期，共进行了45次监测。经过数据分析，累计沉降量最大的为SP09，为21.86 mm，沉降量较大的监测点具体变化曲线见图4，基坑开挖过程中总体是沉降的，个别点开挖过程中有反弹(如SP01、SP02、SP06，但反弹量较小)。

图4 支护结构竖向位移曲线图

后期开挖稳定后，变化较为平缓，整个基坑施工期间，沉降量及沉降速率均未超出预警范围。

4.3 深层水平位移监测分析

经统计分析测斜结果(图5)，在基坑土方开挖过程中，测斜位移是随着深度逐渐增大的，超过基坑开挖底面，逐渐趋于稳定，其中开挖深度4～6 m的位移量最大。整个区域分析，东南角深层水平位移监测数据变化量较大，原因是由于东南角地层结构较差，主要有淤泥质土和砂层组成。

图5 基坑土体CX04测斜曲线图

4.4 基坑水位变化分析

基坑项目在施工的过程中，经常会受到地下水系分布的影响，对工程进度和建设技术造成一定的限制。应用深基坑监测技术可以较好地对坑内降水方案、对施工区域外围地下水位的影响范围和程度，防止水土流失起到很好的监测预警作用。本次共布设6个地下水位监测井，地下水位变化范围一般在-1650 mm～500 mm之间，起伏变化不大(图6)，从总体上看，符合设计预期。

图6 基坑水位变化曲线图

5 结语

变形监测为工程建设过程安全施工提供了技术支撑，在基坑施工过程中，监测数据可以有效的对基坑支护结构变形和周边道路、建筑变形等做出反应。本文对佛山林和商业中心项目基坑工程水平位移、竖向位移、深层水平位移和地下水进行了监测，通过对监测数据分析可知，在基坑监测过程中，各监测项目监测点的变化量均在正常变化范围之内，基坑变形稳定，安全可靠，效果良好，总结如下：

1)随着基坑土方开挖的进行，基坑的水平位移不断增大至趋于稳定；基坑竖向位移在基坑开挖过程中总体是沉降的，个别点在开挖过程中有反弹。

2)深层水平位移监测结果标明在基坑土方开挖过程中，测斜位移是随着深度逐渐增大的，其中开挖深度4～6 m的位移量最大。

3)地下水位起伏变化不大，符合设计预期。

4)基坑主体及其深部在基坑开挖过程中未发生过大位移和变形，表明基坑的支护结构设计合理，也说明，本基坑变形监测方法及数据处理方法适当，能够真实准确客观地反映基坑的变形情况，监测结果满足基坑监测的技术要求，为基坑工程的施工安全提供了有力保障。该基坑工程的技术方案为本地区相似工程提供了有益参考。