软土深基坑开挖施工监测分析
来源:用户上传
作者:
摘要：本文对基坑围护体、周边建筑物和地下管线等变形监测结果进行分析，探讨了存在较厚软土层的深基坑监测中出现数据报警的原因；本工程监测成果指导了深基坑工程施工，起到了很好的预警作用。
关键词：深基坑；监测；巡视检查；支撑
1 工程概况
1.1 基坑为规则矩形，面积约10000m2，开挖深度6.3m，属深基坑。围护包括二期、三期（未开挖），西侧、南侧、北侧采用重力式挡墙；东侧采用重力式挡墙套打钻孔灌注桩+一道Φ609×16钢管斜支撑，现场施工时调整为放坡开挖。
1.2 基坑区域第④层为淤泥质软土层，厚约9.4m，饱和、流塑状态，抗剪强度低，灵敏度中～高，具有触变性和流变性特点，是上海地区最为软弱的土层之一，同时也是容易导致围护体变形、内力增大的土层；基坑西南角与东南角均有厚填土分布，西南角有暗浜分布。
1.3 基坑西侧5层科研楼和3层生产车间，均采用400×300方桩基础，桩长35m；基础型式为承台+条基。围护外边线至科研楼最近8.6m，至生产车间最近12.4m。基坑东南两侧均有多条地下管线。
2 基坑监测简介
2.1本工程基坑监测等级为二级；监测项目有围护顶沉降和水平位移、围护体深层水平位移（测斜）、坑外地下水位、支撑轴力、坑底隆起、裂缝以及建筑物沉降、管线沉降和水平位移。监测点按规范要求布置，详细点位布置见图1。
2.2 沉降采用DS05水准仪配铟钢尺，二级水准监测精度；水平位移采用全站仪配钢直尺，视准线法监测；测斜、水位采用钻孔布设，金土木测斜仪和水位计监测；支撑轴力采用钢支撑断面两侧焊接应变计，使用频率计监测。
2.3 基坑监测安全特点（要求）
基坑西侧的5层科研楼和3层生产车间，以及东侧、南侧的地下管线为本工程需要重点监测的对象。为此有针对性地采取的监测措施有：①加强巡视检查；②进行建筑物沉降、周边地下管线沉降和水平位移监测；③随时增加裂缝监测。
2.4 报警值设置
建筑物沉降报警值：2mm/d，累计20mm；管线沉降和水平位移报警值2mm/d，累计10mm；围护体深层水平位移（测斜）报警值：3mm/d，累计50mm；围护顶沉降和水平位移报警值：3mm/d，累计50mm；支撑轴力：2500kN；水位：300mm/d，累计1000mm。
3 监测成果分析
3.1 基坑围护体深层水平位移（测斜）分析
图4、图5分别给出了基坑东侧、西侧围护体深层水平位移特征变化曲线。图4中，4月26日到4月30日4天时间，CX8深层水平位移最大145.7mm，占总位移量172.5mm的84.5%；图5中，6月3日到6月8日5天时间，CX3深层水平位移最大40.5mm，占总位移量69.0mm的59%。基坑开挖初期围护体深层的水平位移较大，围护体西侧(CX8)变形速率要大于东侧（CX3）。图5中曲线显示为斜线，其原因为无支撑暴露时间太长，约一个月。
从表1可以看出，基坑东侧围护体深层水平位移量累计值要明显小于基坑西侧、南侧位移量。这与基坑西侧开挖较深，以及东侧采用水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩和钢管斜撑的围护体系有关；且在基坑西侧变形较大的情况下，东侧随即采取了放坡开挖，使基坑变形得到了有效控制。
3.2 围护体顶部水平位移监测分析
基坑西侧围护顶部典型测点的水平位移时程曲线见图6。在4月25日至26日，基坑西侧围护结构顶部变形突然增加，水平位移由1mm/d增至8mm/d（WH5）；27日增至40mm/d(WH4)；29日上午，基坑围护结构顶部监测点水平位移最大值已至117.5mm(WH4)，为累计报警值50mm的2倍多。在坑外土体卸载2m左右，土方开挖暂停后，变形速率减至报警值（3mm/d）以下，但仍维持在1～2mm/d的高位，直至5月中旬该区域底板浇筑完成。
分析此处产生过大变形主要原因有：①基坑西侧至3层生产车间有一厂区内部道路，西北角有一工地大门，重载车辆通行较多；②巡视检查发现消防水管拉裂，且开挖时降雨较多，对基坑带来不利影响；③第④层淤泥质软土层在开挖卸荷后回弹较大，深层土体向坑内涌入现象明显。
3.3 周边建筑物沉降分析
从表2可以看出，虽然周围土体受基坑开挖影响较大，但由于两栋建筑物均为桩基础，最终沉降量比较小。临基坑一侧监测点J3、J4、J9、J10沉降量较大，分析原因是前期消防管道拉裂，积水浸泡建筑物基础。基坑开挖对西侧的两栋建筑物没有产生明显影响。
3.4 周边地下管线监测分析
表3显示，东侧地下管线的变形明显大于南侧地下管线的变形，和这两条道路与基坑的距离远近相对应。在基坑开挖结束后，东侧地下管线监测点最大沉降量达到了83.2mm（G8），最大水平位移量达到62.0mm（G9），已经远远超过地下管线的报警值。在建设单位的积极协调和努力下，对变形的地下管线进行了维修检查，确保了管线的正常运营，避免了更大的经济损失。
从基坑东侧的围护形式上来看，采用重力式挡墙套打钻孔灌注桩+一道Φ609×16钢管斜支撑+放坡开挖，地下管线的变形量仍比较大。这一方面是因为距离近，另一方面是斜支撑施工往往需要开挖到底之后才能施加，此时正是基坑围护变形最大的时刻。有鉴于此，类似软土深基坑可以利用水平支撑。
4 结论和建议
4.1 本工程监测成果指导了深基坑工程施工，起到了很好的预警作用。
4.2 深基坑施工临近地下管线和建筑物，需高度重视巡视检查。
4.3 建议类似有较厚软土层的深基坑（基坑开挖深度6m～7m）在重力式挡墙的基础上再施加水平支撑，以加强基坑和周边环境的安全性。
参考文献:
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范.北京：中国计划出版社，2009年.
[2] 上海市建设和交通委员会.DG/TJ08-2001-2006 基坑工程施工监测规程.上海：上海市新闻出版局，2006年.
[3] 上海市城乡建设和交通委员会.DGJ08-11-2010 地基基础设计规范.上海：上海市新闻出版局，2010年.
[4] 黄声享，尹晖，蒋征.变形监测数据处理.武昌：武汉大学出版社，2010年.
[5] 徐至钧，王曙光，陈静. 深基坑与边坡支护工程设计施工经验录.上海：同济大学出版社，2011年.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-362416.htm
