探討基坑工程監(jiān)測技術(shù)
2015-04-01
1工程概況
某大廈擬建場地位于廣州市廣州大道南東側(cè)，基坑平面大體呈矩形，大小約為156.60m×99.00m，設(shè)二層地下室， 基坑開挖深度約為9m，電梯井開挖深度約12m， 基坑監(jiān)測點(diǎn)平面布置如圖1。基坑場地分布有第四系沖洪積成因的淤泥、砂、粉土、粉質(zhì)粘土（粘土）層及殘積土層，其中基坑開挖及支護(hù)段分布厚層的淤泥、軟塑粘土及松散粉細(xì)砂層?；幽蟼?cè)東部地質(zhì)條件相對(duì)較差，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大威脅。場地自上往下地層分別為：0～1.80m 為雜填土， 1.80～3.00m 為耕土， 3.00～3.60m 為松散細(xì)砂， 3.60～
4.30m 為軟塑粘土，4.30 ～6.20m 為流塑淤泥，6.20～8.00m 為松散細(xì)砂， 8.00～10.50m 為可塑狀殘積粉質(zhì)粘土，以下為全強(qiáng)風(fēng)化泥巖。地下水埋深較淺，為0.20～2.75m，基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，北邊為一低層受保護(hù)的古建筑物及水塘， 西邊為廣州大道南，交通繁忙，地下管線較多，南邊為民居，東邊為空地及魚塘。該基坑?xùn)|、南、西三面采取復(fù)合土釘墻（土釘墻、微型鋼管樁和預(yù)應(yīng)力錨桿組合而成）支護(hù)，北面采用鉆孔灌注樁加兩道預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方式，基坑四周采用水泥土攪拌樁形成止水帷幕，工程樁采用靜壓樁與沖孔灌注樁兩種樁型。項(xiàng)目實(shí)施過程中嚴(yán)格按照《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ/T 8-97) [3]、《廣州地區(qū)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)定》(GJB02-98) [4] 及監(jiān)測方案[5] 進(jìn)行監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值及上一次監(jiān)測數(shù)據(jù)相比較以判斷前一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合預(yù)期要求， 以確定和優(yōu)化下一步的施工參數(shù)，做到信息化施工，將現(xiàn)場測量結(jié)果用于信息化反饋優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的。
2監(jiān)測精度及預(yù)警機(jī)制
根據(jù)《廣州地區(qū)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)定》(GJB02-98)，本項(xiàng)目監(jiān)測精度為：圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂端水平位移及沉降觀測要求精度1.0mm，基坑側(cè)壁土體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移監(jiān)測要求精度1.0mm，錨鎖應(yīng)力監(jiān)測要求精度不大于1/100 (F・s)，地下水位監(jiān)測要求精度5.0mm，周邊建筑物沉降觀測要求精度1.0mm。根據(jù)場地地質(zhì)條件及基坑的安全要求， 并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 該基坑監(jiān)測項(xiàng)目報(bào)警值要求如
表1。
3 監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)及分析
3.1 觀測點(diǎn)水平位移為監(jiān)測基坑頂部土體的水平位移， 在基坑周邊共布設(shè)了28 個(gè)水平位移測點(diǎn)，觀測點(diǎn)水平位移典型曲線根據(jù)觀測點(diǎn)水平位移曲線圖分析， 各觀測點(diǎn)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)基本一致，較準(zhǔn)確地反映了各觀測點(diǎn)附近地面土體的水平位移及變化趨勢(shì)，各監(jiān)測點(diǎn)位移經(jīng)歷了從緩慢變化―――較快變化―――最終穩(wěn)定三個(gè)階段，與基坑開挖的階段基本同步，最大水平位移為35.69mm，由于超挖、地質(zhì)條件差以及暴雨等原因，9、10 號(hào)觀測點(diǎn)水平位移超過基坑設(shè)計(jì)報(bào)警值，經(jīng)過及時(shí)堆砂袋進(jìn)行反壓等處理，水平位移變形速率明顯減小，基坑保持良好的工作狀態(tài)。
3.2 觀測點(diǎn)沉降
基坑周邊共布設(shè)了28 個(gè)沉降觀測點(diǎn)（與水平位移觀測點(diǎn)重合）各觀測點(diǎn)沉降的發(fā)展較為平緩，與水平位移基本上按1∶1 發(fā)展（發(fā)生時(shí)間滯后一周左右），其同樣也經(jīng)歷了緩慢變化―――較快變化―――逐漸穩(wěn)定三個(gè)階段，曲線的趨勢(shì)準(zhǔn)確反映了測點(diǎn)處的地面土體的沉降變化情況。同時(shí)發(fā)現(xiàn)， 由支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移引起的最大沉降與水平位移之比約為0.5～0.7，而含水砂層和淤泥等高壓縮性土層中水位降低引起的沉降要比支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移引起的土體沉降大得多。最大沉降36.74mm，發(fā)生在23 號(hào)觀測點(diǎn)，22～26、28 號(hào)觀測點(diǎn)沉降超過基坑設(shè)計(jì)報(bào)警值，附近地面產(chǎn)生較多裂縫，經(jīng)過及時(shí)處理，沉降速率明顯減小， 基坑保持良好的工作狀態(tài)，反映應(yīng)急措施是合理的、有效的。
3.3 基坑側(cè)壁水平位移(測斜)共布置13 個(gè)測斜孔，各測斜管均觀測初始值兩次，取兩次監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值作為監(jiān)測基準(zhǔn)值，將以后每次監(jiān)測的結(jié)果與基準(zhǔn)值相比較從而得到基坑側(cè)壁的水平位移量。隨土方開挖， 開挖位置處側(cè)壁土體向基坑內(nèi)側(cè)位移相應(yīng)增加，最大水平位移點(diǎn)隨土方開挖不斷下移，開挖到底后，側(cè)壁土體水平位移量及位移速率都明顯減小，底板施工完成后，基坑側(cè)壁土體趨于穩(wěn)定。另外，北側(cè)樁錨支護(hù)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移最大值發(fā)生在結(jié)構(gòu)頂端，單排預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護(hù)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移最大值發(fā)生在距基坑頂以下約4～4.5m 處，雙排預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護(hù)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移最大值發(fā)生在距基坑頂以下約7.5～8m 處（第一排預(yù)應(yīng)力錨桿距基坑頂約2m，第二排預(yù)應(yīng)力錨桿距基坑頂約6m）， 因此， 復(fù)合土釘墻支護(hù)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移最大值發(fā)生在距下排預(yù)應(yīng)力錨桿以下約2m處。
由于超挖、堆載、地質(zhì)條件差以及暴雨天氣，9、10 號(hào)測斜管側(cè)向位移超過基坑設(shè)計(jì)報(bào)警值，水平位移最大值分別達(dá)到45.3mm 和59.0mm， 經(jīng)過及時(shí)采取堆砂袋進(jìn)行反壓以及增加一道預(yù)應(yīng)力錨索等應(yīng)急處理措施，水平位移變形速率明顯減小，基坑保持安全狀態(tài)，反映基坑補(bǔ)救措施是合理的、有效的。
3.4 地下水位
根據(jù)水位變化數(shù)據(jù)分析，8、10 號(hào)水位觀測孔地下水位降低超過2000mm （警戒值）， 最大水位變化為4292mm，發(fā)生在10 號(hào)水位觀測孔。其中8 號(hào)水位觀測孔附近的22、23、24 號(hào)觀測點(diǎn)及10號(hào)水位觀測孔附近的28 號(hào)觀測點(diǎn)沉降較大， 表明地下水位降低會(huì)引起相當(dāng)大沉降量的產(chǎn)生，尤其土層壓縮性較高時(shí)。8、10 號(hào)水位觀測孔地下水位變化超過基坑設(shè)計(jì)報(bào)警值，經(jīng)過對(duì)止水帷幕的及
時(shí)處理， 地下水位未繼續(xù)降低， 開挖面以上滲漏不嚴(yán)重， 坑底未發(fā)生滲流， 基坑保持安全狀態(tài)，反映補(bǔ)救措施是合理的、有效的。合理， 應(yīng)急措施及時(shí)， 確保了基坑的安全。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可以得到以下規(guī)律：
?。?）由支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移引起的相鄰地面的最大沉降與水平位移之比約為0.5～0.7，含水砂層和淤泥等高壓縮性土層中水位降低引起的沉降要比支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移引起的土體沉降大得多。
?。?）隨土方開挖， 開挖位置處側(cè)壁土體向基坑內(nèi)側(cè)位移相應(yīng)增加， 最大水平位移點(diǎn)隨土方開挖不斷下移，開挖到底后， 側(cè)壁土體水平位移量及位移速率都明顯減小，底板施工完成后，基坑側(cè)壁土體趨于穩(wěn)定。樁錨支護(hù)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移最大值發(fā)生在結(jié)構(gòu)頂端，復(fù)合土釘墻支護(hù)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移最大值發(fā)生在距下排預(yù)應(yīng)力錨桿以下約2m 處。
?。?）樁基施工對(duì)基坑支護(hù)體系變形影響較大，樁基施工時(shí)，附近支護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)側(cè)水平位移相應(yīng)增加，沉降及側(cè)壁土體水平位移量相應(yīng)也增加，頂部增加最大，噴錨段增加明顯，樁錨段增加較小。
?。?）多種監(jiān)測手段的結(jié)合使用是十分必要的，各個(gè)項(xiàng)目能相互驗(yàn)證，可以較全面、準(zhǔn)確地掌握施工監(jiān)測信息，及時(shí)指導(dǎo)正確施工，確?；邮┕ぐ踩?br />
4 結(jié)論
目前該項(xiàng)目已驗(yàn)收完畢并投入使用， 根據(jù)對(duì)各監(jiān)測項(xiàng)目的位移～時(shí)間關(guān)系曲線圖及各測斜孔的水平位移～深度曲線圖等監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析表明，各期觀測所得的數(shù)據(jù)合理反映了基坑在整個(gè)施工階段的變形情況， 各方及時(shí)掌握施工監(jiān)測信息，從而有根據(jù)、科學(xué)地指導(dǎo)和控制施工進(jìn)展。施工過程中，由于超挖、堆載、地質(zhì)條件差、施工缺陷以及暴雨天氣等原因，個(gè)別項(xiàng)目觀測值超過報(bào)警值，變形超警戒值者均集中在基坑?xùn)|南面，附近地面產(chǎn)生較多裂縫，經(jīng)過堆砂袋進(jìn)行反壓以及增加預(yù)應(yīng)力錨索等處理措施，各項(xiàng)變形速率均明顯減小， 底板施工完成后， 數(shù)據(jù)收斂，支護(hù)體系趨于穩(wěn)定。
