高层建筑深基坑支护工程变形监测方法研究

关键词：深基坑支护；变形；监测方法；成果数据处理 

　　前言 

　　随着我国城市化的快速发展以及城市土地供应的日益紧张，高层、超高层建筑是现在我国大中城市的主流建筑，现在深基坑工程越来越多，不少基坑开挖出现外地面下沉、底坑隆起甚至基坑失稳造成坍塌的现象。检测不完善是出现类似事件的重要原因之一，因此对于深基坑支护工程变形监测方法的研究具有十分重要的实际意义。本文主要结合深圳市国都高尔夫花园3基坑支护工程阐述对基坑变形监测方法的探索与研究。 

　　1、工程概况 

　　国都高尔夫花园3期位于深圳市福田区新洲片区，新沙路与新沙街交汇处，楼高168米，用地面积约7464平方米，其中地下室 5层，地下室底板设计标高为-17.1米。基坑平面面积较大整体呈现 L 形，项目周围均为道路以及高层建筑为主，而且周围埋藏着水、电、气等各种管道。如果在施工的过程中稍有不慎会对周围造成严重的破坏。 

　　2、检测目的 

　　在地下施工过程中为了追求现场施工的安全性以及经济性，根据测定施工过程中的支护结构顶和周边相关实体的变形，对于土地以及支护结构的状态进行及时科学的分析和判断，以便随时掌握周围土地以及支柱材料的动态，为项目工程提供相应的数据，以科学合理的指导施工管理。确保施工工作合理安全的顺利进行。 

　　3、监测技术的措施方法 

　　3.1 监测项目要求 

　　根据施工特点以及基坑支护监测分布图，结合工程支柱结构以及土体作用确定以下监测项目。如表1所示。 

　　3.2 监测时间和频率 

　　首先在基坑开挖前准备阶段就预先测定初始值，在基坑开挖初级阶段每3-4天测量一次，在急剧开挖和变速加快时每天测量2-3次，在地下室开挖阶段每周测量一次。如果碰到恶劣天气以及非正常变形时应坚持每天测量一次，出现监测项目报警时则要每天测量2次。 

　　3.3 监测项目报警值 

　　监测项目报警意味着监测项目已经出现异常，需要密切关注。监测项目报以及相应的报警值如下表2所示。 

　　3.4 支护结构顶水平位移监测 

　　（1）首先要布置三个控制基准点，三个控制基准点要布置在施工区影响范围之外和不受旁折光的影响的地方以保证基准方向的通视良好。选择一个固定控制点作为定向及检查，剩余两点组成一个边角控制网。制作控制基准点首先在混凝土地面上钻120mm深孔，在深孔内添入直径14mm的钢筋，并浇筑混凝土墩。每个墩的设置尺寸为：300×300×1200mm。为了保护墩位不受破坏，特意在每个墩的中间增加加强钢筋和钢盖板。 

　　（2）本基坑主要采用极坐标法进行水平位移监测方法；在三分基准点上采取观测1测回、观测2测回和向法观测的观测方法。使用导线测量以及前方交会的方法对深坑基点的稳定性进行检测，并通过检测系统将监测数据通过计算和整理形成相应的变形预报图表。以便对工程的开展提供数据保障。 

　　3.5 测斜监测方法 

　　（1）对于已经完成的连续墙、围护桩和土层则主要采取钻孔测斜，首先是要围护桩上钻Φ110mm的孔而且孔深大于基坑深度，因为一般的测斜管的外径是Φ70mm，而我们所钻的孔径要稍微大于测斜管外径。并且将测斜管放入孔内，用搅拌的灰浆把钻孔与斜侧管内部的空隙填充满以保证测斜管的牢固。测斜管安放就位后，首先将斜侧槽与测量面保持垂直，将方向调正后盖上顶盖，斜侧管顶要高出地方20-50cm以便能保持管内的干净，通畅。这些工作做完后要对钻孔和测斜管之间进行第二次回填，相比上次填充这次要采取粗砂缓慢进行的方式，，在回填过程中要经常灌水为避免塞孔，同时要有周期的检车，发现填料下沉现象时要继续回填。以上这些工作要在基坑开挖之前2周完成以为确保测斜管与桩体、墙体、土体同步变形。同时在周围用砖砌成一个保护墩和清晰的标示。 

　　（2）观测分为正测和反测两种，按照顺序首先要进行正测然后再行测观测。于现在采用的探头是双测头结构，所以在谈侧重可以一次测量正交两个方向的偏斜量。将测斜仪放置测斜管低，从底往上每隔50cm测量一次，得到数据后，与基坑开挖前的初始值与现在的测量值相比较，得出的数值即是由开挖引起的每50cm的位移量。然后根据十字导槽的方向计算相应的位移的方向。 

　　3.6 基坑的水位监测 

　　按照设计图纸的规划和要求进行水位孔埋设。对于水位监测的方法也是钻孔测水井高程方法，首先根据设置点在相应的位置上钻孔，然后通过pvc管道用水位定测仪对孔内水位进行监测，根据监测结果与初始测量值进行比较，得出结果。 

　　4、监测数据的采集、整理及反馈 

　　4.1 数据的采集整理 

　　通过检测得到的检测结果，都有专门的软件进行数据记录，并按照相关规定保存原始数据，同时相关人员按照要求规定进行签字、核算并将数据整理做成图记进行保存。同时针对不同的仪器的采集方法，采用不同的鉴定和检查手段，以确定采集数据的准确。 

　　4.2 数据的整理 

　　及时处理和反馈监测数据，并根据监测数据，通过对比检验的方法对可能监测产生的系统误差等各种误差进行分析处理，对于准确的监测数据进行反分析计算，以便为工程项目及时提供基坑各个部分变形状态，以及及时预测未来可能产生的情况，以便遇到紧急状况能及时做好应对措施。 

　　4.3 信息反馈 

　　根据整理汇总的监测数据信息，通过相应的专业计算机软件，将监测数据转化处理成各种专业图表、表格以及变形曲线，以便能更加形象客观的分析相关的基坑支护工程变形问题。根据分析时间―位移”曲线图、时间―土体侧向位移（测斜）”曲线图、时间―地下水位”曲线图、基准点及监测点平面位置示意图。一旦分析发现出现位移、变形等重大问题。要及时向有关部门通报并将提供相应的检测数据或者图示，若测量结果正常，在测量结束的24小时内提供详细的测量报表。对于检测报表要保存以便向业主提供满足要求的监测报告。 

　　参考文献： 

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　　[2] 徐杨青，深基坑工程设计的优化原理与途径，岩土力学与工程学报。2001，20（2），248一251 

　　[3] 陶聿君。对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材，2006（4）：148～149. 

　　[4] 张雪松。建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息，2007（13）：262-267. 

　　[5] 张雪，秦跃民。深基坑支护施工技术[J].兰州工业高等专科学校学报，2003，10（4）48-50.