某软土深基坑监测与变形分析

LOWTEMPERATUREARCHITECTURETECHNOLOGY第40卷第7期

2018年7月DOI院10.13905/j.cnki.dwjz.2018.07.032

某软土深基坑监测与变形分析曾磊

（福州市勘测院，福州350108）

【摘要】介绍了“型钢+混凝土支撑+单轴水泥搅拌桩止水帷幕”支护方案在邻近浅基础建筑的软土深基坑

中的应用，并对该方案的监测结果进行分析，得到了一些对工程有指导意义的结论，可供类似项目参考借鉴。

【关键词】深基坑监测；型钢；单轴水泥搅拌桩【中图分类号】TU433

【文献标志码】B

【文章编号】1001-6864（2018）07-0128-04

MONITORINGANDDEFORMATIONANALYSISOFSOFTSOILDEEPFOUNDATION

PITINFUZHOU

ZENGlei

（FuzhouInvestigationandSurveyingInstitute,Fuzhou350108,China）

Abstract:Thispaperintroducestheapplicationofthesupportscheme“profiledsteel+concretesupport+singleshaftcementmixingpilecurtain”insoftsoildeepfoundationpitneartheshallowfoundationbuilding,andanalyzesthemonitoringresultsofthescheme,andobtainssomeguidingcon原clusionsfortheproject,whichcanbeusedasreferenceforsimilarprojects.

Keywords:deepfoundationpitmonitoring;profiledsteel;singleshaftcementmixingpile

0引言“型钢+混凝土支撑+单轴水泥搅拌桩止水帷幕”因其造价较低、止水性能好等优点在深基坑中得到应用，本文以福州市长乐区某基坑工程为例，分析了基坑施工过程中监测内容的监测数据，总结基坑施工过程中各监测内容的变形规律，对“型钢+混凝土支撑+单轴水泥搅拌桩止水帷幕”的支护施工和设计起到一定的指导作用，保证施工的顺利进行。11.1工程概况基坑概况基坑工地位于福州市长乐区梅花镇人民政府北侧，鹤梅线东侧，梅滨南路北侧。场地东侧靠近民房，距离约5.5m，民房基础为浅基础，约1～2层，结构为砖混结构，西侧距鹤梅线约10m，南侧距梅滨南路约6m，北侧距一民房约2m。场地现状为影剧院拆迁后的空地，场地地势较为平整。拟建建筑物为4层综合楼和1层观演厅，一层连体地下室，框架结构，基础型式为桩基础（灌注桩）。基坑支护总周长约为200m，面积约为2500m2，开挖最深处约为6m。本基坑北侧靠近民房处安全等级为一级，重要性系数为1.1，其余侧安全等级为二级，重要性系数为1.0。1.2工程地质概况场地属冲海积平原地貌。场地覆盖土层主要为全新统至更新统的冲海积形成粘性土、软土，基坑开挖①填中砂②淤泥质土③粘土④淤泥质土

土层

重度酌

（/kN·m-3）

1816.118.216.9

深度范围内主要土层见表1。表1

岩体物理力学指标

抗剪强度

粘聚力C

/kPa

311.637.315.2

内摩擦角渍（/°）

187.414.410.1

渗透系数

（/cm·s-1）3.84E-03

---

1.3水文条件场地附近无明显地表水，影响基坑开挖的地下水主要为①填中砂层中的潜水，该层透水性及富水性好，水量较丰富。本次勘察期间测得潜水水位埋深约0.00～0.80m，勘察外业期间地下水初见水位埋深约在0.00～0.70m，地下水混合稳定水位埋深约在4.70～5.20m。据调查，场地地下水年变化幅度一般在2.0m左右。近3～5年地下水最高水位约为5.50m，地下水历史最高水位为6.00m。2基坑支护方案根据该场地的工程地质、水文地质、周边环境、基坑开挖深度等条件，且最大限度的节约工程造价。本工程采用的主要支护方案为：放坡+型钢+混凝土支撑+单轴水泥搅拌桩止水帷幕，该方案跟常规用的“SMW工法桩”相似，但由于采用单轴水泥搅拌桩，造第7期曾磊：某软土深基坑监测与变形分析

129价比常规用的“SMW工法桩”便宜了三分之一。典型的支护剖面图如图1所示。图1典型的支护剖面图（单位：m）3基坑监测方案及实施基坑监测内容和监测点埋设的位置和数量，应着重结合现场实际情况，并按相关规范要求执行。监测方案应同设计和施工方进行密切沟通，同时以使监测点布设更加合理。本工程监测内容主要包括：围护桩顶水平位移监测、围护桩顶沉降监测、深层水平位移监测、立柱沉降监测、基坑周边建筑沉降监测，基坑监测点的具体布设见图2，监测点布设示意图。图2

监测点布设示意图

本基坑工程根据设计文件拟定的报警指标见表2，监测过程中按此要求进行预警。表2

监测内容及报警值

报警指标

监测内容累计变化量

变化速率连续三天变化安全

/mm（/mm·d-1）速率（/mm·d-1）等级围护墙顶水平

位移监测20（30）3（5）2（3）围护墙顶沉降

监测20（30）3（4）2（3）深层水平位移

一级

监测40（50）3（4）2（3）（二级）

立柱沉降监测1532基坑周边建筑沉降监测

15

3

2

4监测结果分析该基坑于2016年11月21日正式开挖，2016年12月08日开挖至底，2016年12月20日垫层施工完成，2016年12月29日底板浇筑完成，2017年01月01日混凝土支撑拆除完成，2017年02月04日基坑回填完毕。由于监测点较多，本文仅对部分典型数据进行分析。4.1围护墙顶水平位移以典型围护墙顶水平位移监测点WY3、WY4、WY5、WY7为例，对基坑施工过程中的围护墙顶水平位移的变化情况进行分析，施工过程中WY7被破坏，导致无法继续进行监测，上述监测点的累计变化量见表3，位移变形曲线见图3。表3

围护墙顶水平位移监测点累计变化量

初次监测最终监测点号最大累计变化量

/mm

时间时间（/年/月/日）（/年/月/日）WY3482016/11/202017/02/04WY4512016/11/202017/02/04WY5302016/11/202017/02/04WY7

49

2016/11/20

2017/01/10

注：累计变化量为正值表示向基坑方向位移

图3围护墙顶水平位移监测点变形曲线图

通过表3和图3分析围护墙顶水平位移的变形规律为，基坑开挖过程中围护墙顶水平位移由于受到内支撑的约束作用，部分水平位移监测点向基坑内位移，130低温建部分水平位移监测点向基坑外方向位移，拆撑之前围护墙顶水平位移监测点变化均未超过报警值，2017年01月01日拆撑后，围护结构受力情况改变，围护墙顶水平位移突然增大，典型监测点累计变化超过预警值，后续围护结构受力再次处于平衡状态，围护墙顶水平位移逐渐收敛，并处于相对稳定状态。4.2围护墙顶沉降监测以典型围护墙顶沉降监测点WY3、WY4、WY5、WY7为例，对基坑施工过程中的围护墙顶沉降的变化进行分析，施工过程中WY7被破坏，导致无法继续进行监测，上述监测点的累计变化量见表4，位移变形曲线见图4。表4

围护墙顶沉降监测点累计变化量

点号最大累计变化量

初次监测

最终监测/mm

时间

时间（/年/月/日）（/年/月/日）WY3-4.162016/11/202017/02/04WY4-6.752016/11/202017/02/04WY5-8.802016/11/202017/02/04WY7

-9.37

2016/11/20

2017/01/10

注：累计变化量为负值表示下沉

图4围护墙沉降监测点变形曲线图

通过表4和图4分析围护墙沉降的变形规律为，基坑开挖至底过程中，围护墙顶沉降监测点变化趋势基本一致，围护墙顶沉降监测点累计变化量总体较小，由于局部坑底回弹较大，导致桩顶沉降监测点WY4出现上浮的情况，支撑拆除初期总体呈现下沉趋势且沉降速率较大，后期地下室主体结构施工，荷载逐渐增加，桩顶呈现下沉趋势，后续变化情况趋于相对稳定状态。4.3深层水平位移监测以典型深层水平位移监测点CX3、CX6为例，对基坑施工过程中的深层水平位移的变化情况进行分析，施工过程中CX3被破坏，导致后续监测数据不完整，上述监测点的累计变化量见表5，位移变形曲线见图5、图6。表5

深层水平位移典型监测点累计变化量

点号最大累计变

距管顶初次监测最终监测化量/mm深度/m时间时间（/年/月/日）（/年/月/日）CX348.359.02016/11/202016/12/29CX6

46.24

0.5

2016/11/20

2017/02/04

注：累计变化量为正值表示向基坑方向位移

筑技术第40卷

图5CX3深度原累计变化量

图6

CX6深度原累计变化量图

通过表5和图5、图6分析深层水平位移的变形规律为，基坑开挖过程中，由于内支撑的约束作用，深层水平位移顶部变形相对较小，变化最大处集中在下部围护墙的最大弯矩处，变化随着开挖深度增加而逐渐增大，底板施工完成后变化逐渐变小，内支撑拆除后，支护结构顶部的约束解除，深层水平位移顶部位移急剧增大，随着支护结构受力再次平衡后，变形处于相对稳定。4.4立柱沉降监测以典型立柱沉降监测点LZ1、LZ2、LZ8为例，对基坑施工过程中的立柱沉降情况进行分析，上述监测点的累计变化量见表6，位移变形曲线见图7。通过表6和图7分析立柱的变形规律为，基坑施工过程中立柱变形趋势基本一致，总体呈上浮趋势，基坑未开挖至底时上浮程度总体较小，2016年12月08日基坑开挖至底后，坑底土体回弹量增大，立柱上浮随之增加，变化速率出现明显增大，随着基坑底部承第7期曾磊：某软土深基坑监测与变形分析

131台等工序施工立柱变形呈收敛状态，浇筑垫层和底板后对立柱形成约束作用，作用在底部的作用力不断增加，立柱变形基本处于稳定状态，混凝土支撑拆除后，立柱不再进行监测。表6

立柱沉降监测点累计变化量

最大累计

初次监测最终监测点号变化量时间时间/mm（/年/月/日）（/年/月/日）

LZ17.962016/11/202016/12/29LZ215.452016/11/202016/12/29LZ8

7.81

2016/11/20

2016/12/29

注：累计变化量为正值表示上浮

图7立柱沉降点变形曲线图

4.5基坑周边建筑沉降监测以典型基坑周边建筑沉降监测点CJ1-3、CJ1-4、CJ5-2、CJ5-5、CJ5-7为例，对基坑施工过程中的基坑周边浅基础建筑沉降进行分析，上述监测点的累计变化量见表7，位移变形曲线见图8。表7

建筑沉降监测点累计变化量

初次监测最终监测点号

最大累计

变化量/mm时间时间（/年/月/日）（/年/月/日）CJ1-3-12.272016/11/202017/02/14CJ1-4-14.892016/11/202017/02/14CJ5-2-85.252016/11/202017/02/14CJ5-3-80.332016/11/202017/02/14CJ5-5-39.622016/11/202017/02/14CJ5-7

-37.79

2016/11/20

2017/02/14

注：累计变化量为正值表示上浮，负值表示下沉

图8

建筑沉降监测点沉降变形曲线图

通过表7和图8可以看出基坑周边建筑沉降的变形规律为，各监测点的变形趋势基本一致，靠近基坑一侧的沉降监测点变化较大，远离基坑一侧的沉降点累计变化量较小，导致建筑存在一定程度的差异沉降。前期基坑周边随着基坑开挖深度增加，围护桩顶水平位移变化较小，深层水平位移变化主要集中在支护结构弯矩最大处，导致周边地表下沉，周边建筑沉降点累计变化量也随着不断增加，由于底板施工完成和混凝土支撑拆除时间较近，靠近基坑一侧沉降监测点在此期间呈现出明显继续下沉趋势，混凝土支撑拆除后一段时间，围护结构顶水平位移和深层水平位移逐渐趋于稳定状态，支护结构受力重新平衡，浅基础建筑沉降逐渐呈收敛状态。5结语通过对“型钢+混凝土支撑+单轴水泥搅拌桩止水帷幕”支护方案在软土深基坑中应用的监测结果进行总结分析，得到了如下认识：（1）“型钢+混凝土支撑+单轴水泥搅拌桩止水帷幕”支护方案对邻近浅基础建筑产生的变形主要集中在快速开挖阶段和支撑拆除阶段，且建筑离基坑较近一侧沉降较大，施工过程中应减缓开挖速度,针对出现变形较大的情况及时采取反压措施,确保变形得到控制,另外设计时应对靠近浅基础建筑一侧的支护结构进行加强，防止支护变形过大而导致建筑产生较大差异沉降，危及建筑安全。（2）基坑开挖及拆除内支撑等关键节点时要密切注意支护及周边环境（特别是浅基础建筑）的变化情况，若出现异常情况时，应及时进行加密监测，以确保监测数据能准确及时的反映变化情况，有利指导施工。参考文献1］GB50497－2009，建筑基坑工程监测技术规范［S］.

2］刘国彬,王卫东.基坑工程手册：第2版［M］.北京：中国建筑工

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3］贾彩虹,杨国忠,张雪颖.苏州地铁超宽超深基坑工程监测与分

析［J］.铁道建筑,2010，（10）：61-65.

4］李清华.岩土监测技术在深基坑开挖工程中的应用［J］.福建

地质,2008，（3）：253-256.

5］郑刚，李志伟.基坑开挖对邻近任意角度建筑影响的有限无分

析［J］.岩土工程学报，2012,31（4）:615-624.

］2018-04-17曾磊（1984-），男，湖北天门人，硕士，工程师，从事数据处理及岩土工程监测相关方面的工作。［［［［［［收稿日期［作者简介］