摘要：深基坑施工变形监测的研究是在如今城市高层建筑的不断发展，基坑深度和规模不断加大的基础上提出的，其目的主要是为了确保基坑及其周边设施的安全。基于此，本文结合具体工程实例，就建筑的深基坑施工变形监测进行了详细的分析与探讨，以期为类似工程施工及设计提供一定的参考作用。
关键词：高层建筑；深基坑；施工；监测；支护工程
引言
随着我国城市化进程的加快，高层建筑大量涌现，深基坑工程也随之不断增加。在深基坑工程中，因开挖引起基坑变形、周边相邻建筑物沉降，从而导致基坑坍塌、相邻建筑物开裂甚至倒塌的工程事故频发，造成了严重的人员伤亡事故和经济损失。而监测不完善是出现类似事件的重要原因之一，因此对于深基坑工程变形监测的研究具有十分重要的意义。本文就深基坑施工变形监测进行分析与研究。
1 工程概况
某建筑项目由4栋高层建筑工程及4层大商场组成的建筑群，总用地面积为3.4万m2，设有4层整体大地下室，总建筑面积约19.4万m2，其中地下室面积约6.7万m2，地下室单层面积约1.7万m2。该工程地下室南北宽92.1m～128m，东西长187.807m～197.5m，+0.00相当于黄海高程6.100m；地下室底板面标高为－18.100m，底板厚1m，垫层厚0.15m，基坑开挖深度为19.25m，为大深度基坑。主楼范围内采用大筏板承台，最大厚度4.8m，垫层厚0.1m，局部开挖深度22.90m，开挖总量约35万m3。
1.1 地质条件
各土层物理力学参数见表1，各土层分别为:
(1)杂填土:松散～稍密，以粘性土为主，含数量不等的碎块石、碎砖、砂土等。
(2)粉质粘土:可塑为主，局部软塑，含高岭土、氧化铁，干强度较高，韧性较高。
(3)淤泥:饱和，流塑，含腐植质，有机质，个别烂木、贝壳、云母片等。
(4)粉质粘土:饱和，可塑～硬塑，中粗、细砂等，干强度较高，韧性中等。
(5)含淤泥质粉质粘土:饱和，软塑～可塑，干强度中等，韧性中等。
(6)粗(中)砂:饱和，中密，以中粗砂为主，级配较均匀，含泥量12%～26%。
(7)残积(砾)砂质粘性土:可塑～硬塑，手捻呈粉土～砂土状，干强度高，韧性低。
(8)全风化花岗岩:力学性能接近残积土，手捻呈粉土～砂土状。
(9－1)强风化岩①:岩芯大都风化成土状，手挤压呈砂土状，为极软岩，极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
(9－2)强风化岩②:岩芯风化成土状，手挤压呈砂土状，为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
中风化花岗岩26.58045.0
(9－3)强风化岩③:局部岩块强度接近中等风化岩。极软岩，易破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
(10)中风化花岗岩:致密，较硬～坚硬岩，花岗结构，块状构造，节理、裂隙发育，岩体基本质量等级Ⅲ～Ⅳ级。
1.2 支护方案
图1为基坑支护剖面图。该工程基坑支护采用3层内撑式排桩支护结构，第一、二、三层支撑均采用方形钢筋混凝土支撑，围护桩采用旋挖灌注桩桩型，南侧桩径Φ1100mm，桩中心距1300mm，其它部位桩径Φ1000mm，桩中心距1200mm，桩长为23.5m～30.3m。围护桩外侧采用Φ850@600三轴搅拌桩进行止水挡土，在有(6)粗中砂位置，在三轴搅拌桩底部2m范围内采用三重管高压旋喷桩Φ1000进行加强止水。内支撑采用钢筋混凝土桁架支撑，节点下设置87根立柱桩，立柱桩(支撑桩)采用格构式钢柱与(冲)钻孔灌注桩(Φ900)组合桩。
3 支护结构监测
3.1 围护桩水平位移监测
图3为测斜点C2、C6、C8、C10、C15、C19实测的桩体水平位移随开挖深度的变化曲线。从图3中可知，围护桩水平位移随深度增加先增大而后略微减小，然后再增大，深层水平位移近似呈现出侧向“M”形，总体上表现为中间大两头小的“鼓肚”现象，其最大水平位移大部分出现在深度为10m上下的地方。
通过对比测斜点监测结果及所在位置，位移较大的C10、C15监测点均在基坑边的中间位置，且不在支撑轴垂直支撑范围内，而其余测点均靠近坑角或位于支撑轴垂直支撑的位置。
根据监测结果，各测点中水平位移最大值在16.56mm～44.06mm之间，小于设计允许值45mm，表明围护结构对于深层土体水平位移有较好控制效果。
3.2 支撑梁钢筋应力监测结果分析
图4为2014年基坑第二道支撑梁Z2－5、Z2－6、Z2－7、Z2－8、Z2－9、Z2－10的钢筋应力随时间的变化曲线。从图4中可知，支撑梁钢筋应力随时间而增大，从9月开始，应力增长速度减缓而趋于平稳。
通过现场监测数据分析可知，当基坑开挖较浅(8.8m)时，主要是第一道支撑梁受力；当基坑开挖较深(13.7m)时，主要是第二道支撑梁受力。第一道支撑梁最大钢筋应力－134.02MPa～－12.73MPa(“－”负值表示受压，下同)，第二道支撑梁最大应力－221.18MPa～－24.84MPa，第三道支撑梁最大应力－109.21MPa～－0.22MPa，均在设计允许强度范围内。
从图4可以看出，支撑梁应力先快速增大，然后增长趋于缓慢，接着又快速增大，最后逐渐趋于稳定，可大致与施工工况相对应。
4.2 周边地表沉降监测结果分析
根据监测结果，在基坑开挖施工过程中，监测点沉降变化正常。各测点累计变化量为9.36mm～29.35mm，沉降量最大点在D6测点，均在设计允许范围内(30mm)。
图6为对D5～D6测点对丰泽街地表监测结果随时间变化关系图，从图6中可以看出，曲线呈现近似“S”形，地表沉降可以分为5个阶段:①快速线性沉降；②低速线性沉降；③沉降速率增长；④沉降速率减小；⑤沉降趋于稳定。
将地表沉降5个阶段与施工工况对应起来分别为:①开挖至－8.8m并加第二道内支撑；②开挖至－13.7m并加第三道内支撑；③开挖至－19.3m；④基坑开挖施工结束⑤基坑变形随时间趋于稳定。
5 注意事项
由上述基坑工程实测数据分析了支护结构和周边环境的监测数据，得到以下注意事项:
(1)围护桩水平位移和支撑梁钢筋应力均在设计值范围内，说明采用排桩支护、三层钢筋混凝土梁支撑是安全合理的，这种支护方式对于类似工程具有借鉴意义。围护桩水平位移近似呈现出侧向“M”形，总体上表现为中间大两头小的“鼓肚”现象；围护桩在基坑边的中间无垂直支撑部分易产生较大位移，施工过程需提高警惕。
(2)周边建筑物监测结果表明，建筑物沉降与时间呈现出较好的线性关系，且沉降量远小于设计值，说明本基坑工程开挖对周边建筑物影响较小。
(3)地表与地下管线监测结果表明，其沉降过程可以分为5个阶段:快速线性沉降、低速线性沉降、沉降速率增长、沉降速率减小、沉降趋于稳定，分别与施工工况对应。
6 结论
总之，变形监测在深基坑施工过程中起着至关重要的作用。在深基坑施工过程中进行实时的变形监测，得到的动态数据信息不仅能够了解基坑的设计强度、对周围环境造成的影响，也能通过不同安全等级的基坑监测数据进行分析，及时发现问题和预警，指导施工作业，最终确保基坑及其周边设施的安全。实例表明，本基坑项目设计了监测方案，并对监测数据进行了分析与评价，为基坑的安全施工提供了可靠的保障。
参考文献
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论文作者:吴烈辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/9
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