变形监测技术在深基坑施工中的应用论述

【关键词】变形；监测；深基坑；施工 

　　深基坑支护的施工以监测为手段，信息法施工、动态化设计原则。由于深基坑施工具有一定的不可预见性，且工程地质水文勘察资料、环境情况调查、设计计算模型等都难以与实际情况完全相符，因此基坑施工过程中强调对施工过程进行实时监控，根据开挖揭露出的地质水文条件实际情况和监测结果综合分析，及时调整设计，以期达到控制变形、安全施工的目的。深基坑开挖过程中变形监测的作用主要是保护支护结构及周边建筑物的安全。在施工过程中，通过对现场监测数据的分析，研究工程现场发生的变化，及时发现问题并采取措施，防止破坏或极限状态的发生。破坏或极限状态主要表现为静力平衡的丧失，或支护结构的构造性破坏。在破坏前，往往会在基坑侧向的不同部位出现较大变化，或者变形速率明显增大。支护结构和被支护土体的过大位移，将引起邻近建筑物的倾斜或开裂，邻近管线的渗漏，引发严重性后果。如果进行了周密的监控量测，采取应急措施，会在很大程度上避免或减轻破坏造成的后果。 

　　工程概况 

　　某某站位于海印电器城对面的某某公园内紧靠某某路，车站采用明、暗挖结合施工方案，车站主体明挖段为地下四层岛式车站，明挖段结构形式为单柱双跨混凝土框架结构，车站暗挖段采用双洞中隔墙联拱暗挖形式。车站总长为83。3m，明挖段长为57。9m，暗挖段长为25。4m，车站标准段宽度为19。0m，最宽处为25。7m；明挖段标准段车站高度为26。16m，车站埋深最深处为地面以下29。46m，车站中心里程处顶板埋深3.3m。 

　　2 车站基坑变形监测的主要内容 

　　2.1 地面沉降监测 

　　由于基坑的开挖，使得基坑外侧土体由于应力场的改变而产生沉降，影响显著区域一般在2倍基坑开挖深度范围内。在车站基坑外，坑周地表沉降在基坑四周各边设置一组测点，共设10个监测断面，横断面测点布设在距离围护结构30m的范围内，测点距离围护结构水平距离2m。 

　　2.2 连续墙体侧向变形规律 

　　在基坑开挖施工过程中，随着基坑内部土体被大量移走，连续墙体在外侧土压力的作用下，必然要向内侧移动。为此，在基坑开挖过程中必须对连续墙体沿纵深方向的水平位移进行监控量测，并及时反馈，以采取针对性措施，确保基坑、周围建（构）筑物以及地下管线等的安全。 

　　某某站共布置5个监测断面，每个监测主断面在基坑两侧各设1根测斜管。某某站测斜管共10根。 

　　2.3 支撑轴力监测 

　　支撑轴力监测传感器采用国产振弦式应力计，在钢筋混凝土支撑中，共布置3个监测点，采用埋入式应变计；在每道钢支撑中共布置3个监测点，5道钢支撑共15个测点，应力计焊接在钢支撑活络头上。 

　　2.4 支撑立柱沉降监测 

　　立柱沉降测点直接布置在立柱顶部，在测点处埋入顶部为光滑的凸球面的钢制测钉，测钉和立柱间不容许有松动。立柱沉降和隆起监测点沿某某站的监测主断面上埋设，监测断面总共3个，每断面在立柱上布置1个测点，测点总计3个。 

　　2.5 地下水位监测 

　　在车站围护结构一圈距围护结构2m左右处设地下水位监测点，该车站共设9个水位监测孔。测点采用地质钻机钻孔，孔深应根据要求而定。 

　　2.6 土体侧向位移监测 

　　在土压力监测点顶面设置土体侧向位移观测点，监测点测点采用顶端划“十”字的钢筋埋入土压力监测点孔中。本竖井共布置10个监测点 

　　3 监测结果分析 

　　3.1 地表沉降规律 

　　（1）开挖深度到达16m时地表沉降显著，开挖深度达到25m时最靠近基坑的D：点沉降剧烈，其他三点沉降缓慢； 

　　（2）开挖深度达到27m后形成沉降槽。 

　　图1为地表测点示意图。图2为地表沉降时态曲线。图3为最大沉降时的沉降量分布曲线（沉降槽）。 

　　3.2 连续墙体侧向变形规律 

　　（1）开挖深度16m时连续墙侧向变形较小，最大处不超过20mm； 

　　（2）开挖深度达到25m时连续墙侧向变形急剧增加，最大处超过30mm，开挖深度到27m时侧向变形达到最大值35mm，其后开挖深度再增加到底30m，侧向变形不再增加，甚至减小； 

　　（3）由于测斜管口保护不好，有杂物掉入，致使测斜探头放不到孔底，所以2007年9月30日以后的数据只能测到28m深（本应30m深）。 

　　3.3 建（构）筑物沉降 

　　当基坑开挖到底，主体施工，车站暗挖到28m时（2008年1月3日），靠近车站基坑的H8，Hl0。H12和H2测点沉降加速，从一10mm增加到一25mm左右；而桥梁另外一侧的相对测点H9，H12，H13测点却从一10mm上升到一5mm-0mm。Hl测点则从一5mm沉降到一10mm。 

　　3.4 支撑轴力监测 

　　（1）车站基坑混凝土支撑轴力在基坑开挖期间有增大的趋势，开挖到底达到最大值，主体施工、车站暗挖期问支撑轴力减小，并趋于平缓。 

　　（2）车站基坑钢支撑轴力在2007年11月底之前的开挖期问有增大的趋势，12月开挖到底，主体施工期问钢支撑有明显的卸载过程，其后支撑轴力恢复且趋于平缓。 

　　3.5 水位监测 

　　（1）车站基坑和施工竖井在开挖期间，其周围的水位变化比较剧烈，开挖完毕在主体施工和暗挖隧道掘进期问水位变化趋缓。 

　　（2）机械风井周围的水位变化一直不大，基本平缓。 

　　4 结语 

　　通过深基坑工程施工过程中的变形监测实例的总结分析得出基坑工程必须合理选择监测方案，切实做好监测量测工作，对基坑工程的设计和施工非常重要，也是实现信息化施工的必要条件。结合现场实际施工情况分析研究监测数据资料，推断变形的原因，及时发现事故预兆，采取有针对性的控制措施，反馈到施工过程中，对基坑的变形进行有效控制，避免事故的发生，为安全生产提供更有效保证。 

　　参考文献： 

　　[1]夏才初，潘国荣.土木工程监侧技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.