淺談超大面積深基坑開挖支護(hù)監(jiān)測

1、淺談超大面積深基坑開挖支護(hù)監(jiān)測摘要：基坑周環(huán)境復(fù)雜多變、工程地質(zhì)條件影響因素較多，基坑開挖成為一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性巖土工程。隨 著人們對地下空間的開發(fā)利用，密集建筑群施工中出現(xiàn)了大 量的基坑工程，并且基坑的開挖越來越深、面積越來越大， 基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)和施工越來越復(fù)雜。因此，基坑施工過 程中，對支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊的建（構(gòu)）筑物進(jìn)行系統(tǒng)、全面的 實(shí)時(shí)監(jiān)測，將監(jiān)測信息及時(shí)反饋并進(jìn)行分析，從而判斷支護(hù) 結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全狀態(tài)，對出現(xiàn)異常或緊急情況時(shí)及時(shí) 報(bào)警，并采取必要的工程應(yīng)急措施，確保施工安全。因此， 本文以南京祿口國際機(jī)場二期建設(shè)工程航站區(qū)交通中心、停 車庫和地鐵車站的基坑為例討論深基坑的開挖與支

2、護(hù)。關(guān)鍵詞：超大面積；深基坑；土方開挖；支護(hù)結(jié)構(gòu)； 基坑監(jiān)測abstract： pit ambienee complex, influenced by many factors engineering geological conditions, excavation become a complex and comprehensive geotechnical engineering with the development and utilization of underground space, dense buildings there have been massive constr

3、uction excavation engineering and excavation pit deeper and deeper, growing area, bracing design and construction of more and more complicated. therefore, the foundation pit construetion process, the supporting structure and surrounding the building (structure) systematic and comprehensive real-time

4、 monitoring, timely feedback of information will be monitored and analyzed in order to determine the supporting strueture and the surrounding environment, security status, for the occurrence of abnormal or emergency situations timely warning and take the necessary engineering contingency measures to

5、 ensure construction safety .key words： large area； deep foundation； earth excavation； supportin£ strueture； excavation monitoring中圖分類號(hào)：tv551. 4+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1. 現(xiàn)場監(jiān)測1. 1工程概括南京祿口國際機(jī)場二期建設(shè)工程航站區(qū)交通中心、停車 庫和地鐵車站的基坑均采用整體式深基坑明挖施工，開挖面 積約10萬平米，土石方量約100萬方。地鐵車站下穿交通 中心和停車庫，總體施工區(qū)平面布置示意圖如圖2. 1所示。圖2. 1總體施工區(qū)平面布置

6、示意圖本工程施工場區(qū)為大面積深基坑開挖，支護(hù)安全等級(jí)為 一級(jí)，針對復(fù)雜的地質(zhì)條件和較復(fù)雜的周邊環(huán)境條件，重點(diǎn) 進(jìn)行了基坑開挖支護(hù)的監(jiān)測和分析。1. 2工程地質(zhì)、水文條件本工程范圍內(nèi)的主要土層有：雜填土，素填土，粘土、 粉質(zhì)粘土，殘積土，全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化安山（角礫） 巖。受南京祿口機(jī)場一期工程場區(qū)整平影響，本基坑雜填土 區(qū)域較大，厚度不均，基坑雜填土較厚區(qū)域開挖及防護(hù)風(fēng)險(xiǎn) 較大，加強(qiáng)了對支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。基坑面積大，坑內(nèi)地質(zhì)條 件復(fù)雜，交通中心鮮有石方開挖，但停車樓和地鐵基坑內(nèi)又 有大量堅(jiān)硬石方采用了爆破施工。場地勘察深度內(nèi)地下水主 要為賦存于素填土、粉質(zhì)粘土及粉質(zhì)粘土中的上層滯水孔 隙潛水

7、，安山（角礫）巖中的基巖裂隙水。地下最高水位一 般在78月份，最低水位多出現(xiàn)在旱季12月份至翌年3月 份。2011年3月量測的地下水穩(wěn)定水位在地面下0. 62. 5m, 地下水位隨季節(jié)性變化，年變化幅度在l.oni左右。本基坑 的土方開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)施工受地表水和大氣降水影響較大。1. 3支護(hù)結(jié)構(gòu)類型本工程將交通中心、停車樓和地鐵車站作為一個(gè)超大面 積基坑整體開挖，根據(jù)基坑挖深、地質(zhì)條件及周邊環(huán)境，基 坑采用“樁+內(nèi)支撐”、'樁+錨桿”、“純土釘墻”、“復(fù) 合土釘墻"、“多級(jí)放坡”等多種支護(hù)結(jié)構(gòu)類型。基坑支護(hù)施工平面布置圖如圖2. 2所示。圖2. 2基坑支護(hù)施工平面布置圖1.4

8、監(jiān)測點(diǎn)的布置根據(jù)對本基坑地質(zhì)、水文、氣象等條件的分析，對設(shè)計(jì) 圖紙的深入研究，進(jìn)行本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測點(diǎn)布置，基坑 支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測點(diǎn)的布置示意圖如圖2. 3和2. 4所示。圖2. 3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面監(jiān)測點(diǎn)的布置圖圖2. 4基坑支護(hù)剖面監(jiān)測點(diǎn)的布置圖（a）圖2. 5基坑支護(hù)剖面監(jiān)測點(diǎn)的布置圖（b）1.5監(jiān)測內(nèi)容本工程周邊環(huán)境復(fù)雜，需保護(hù)的周邊建（構(gòu)）筑物對基 坑開挖變形的要求比較高，根據(jù)現(xiàn)場條件、支護(hù)方案及相關(guān) 的規(guī)范24,同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)要求及南京市有關(guān)深基坑管理 辦法要求，本工程對以下項(xiàng)目內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測：（1）水平（垂直）位移監(jiān)測（邊坡坡頂、支護(hù)樁樁頂、 土釘墻墻頂）；（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)及外側(cè)土體的深層

9、水平位移監(jiān)測（測斜）;（3）錨索內(nèi)力；(4) 土釘內(nèi)力監(jiān)測；(5) 支撐軸力監(jiān)測；(6) 立柱的垂直位移監(jiān)測；(7) 坑外水位監(jiān)測；(8) 基坑周邊地表斷面沉降監(jiān)測；(9) 基坑周邊建(構(gòu))筑物的監(jiān)測。不同監(jiān)測內(nèi)容的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量表2. 1所示：表2. 1不同監(jiān)測內(nèi)容的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量表1.6基坑開挖監(jiān)測的預(yù)警指標(biāo)及報(bào)警根據(jù)建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范gb50497-2009(8. 0.7)的要求，基坑工程監(jiān)測報(bào)警值應(yīng)以監(jiān)測項(xiàng)目的累 計(jì)變化值和變化速率值兩個(gè)指標(biāo)來控制5 o本工程超大面 積深基坑土方開挖支護(hù)各監(jiān)測項(xiàng)目的預(yù)警指標(biāo)數(shù)值見表2.2 所示。表2. 2基坑監(jiān)測預(yù)警指標(biāo)數(shù)值表2. 監(jiān)測結(jié)果分析本基坑監(jiān)測

10、點(diǎn)布置數(shù)量較多、監(jiān)測周期較長，達(dá)9個(gè)月， 監(jiān)測數(shù)據(jù)量龐大。為了清晰明了的展現(xiàn)監(jiān)測結(jié)果，進(jìn)行監(jiān)測 結(jié)果的分析，本文選取監(jiān)測期內(nèi)波動(dòng)或突變比較大的監(jiān)測項(xiàng) 目的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行圖示分析，如圖3.圖3. 6所示：(1) d61-d70監(jiān)測點(diǎn)的坡頂水平位移監(jiān)測結(jié)果圖3. 1 d61d70監(jiān)測點(diǎn)的坡頂水平位移監(jiān)測結(jié)果(2) d6廣d70監(jiān)測點(diǎn)的坡度豎向位移監(jiān)測結(jié)果圖3. 2 d6d70監(jiān)測點(diǎn)的坡頂豎向位移監(jiān)測結(jié)果(3) td1-廣td5t監(jiān)測點(diǎn)的土釘內(nèi)力監(jiān)測結(jié)果圖3. 3 td1-廣td5t監(jiān)測點(diǎn)的土釘內(nèi)力監(jiān)測結(jié)果(4) h1h1o監(jiān)測點(diǎn)的基坑周邊建(構(gòu))筑物豎向位移 監(jiān)測結(jié)果圖3. 4 h1h10監(jiān)測

11、點(diǎn)的建(構(gòu))筑物豎向位移監(jiān)測結(jié) 果(5) lzrlzio監(jiān)測點(diǎn)的立柱差異沉降監(jiān)測結(jié)果圖3. 5 lzilzio監(jiān)測點(diǎn)的立柱差異沉降監(jiān)測結(jié)果(6) r1tr16監(jiān)測點(diǎn)的地表豎向位移監(jiān)測結(jié)果圖3. 6 r1tr16監(jiān)測點(diǎn)的地表豎向位移監(jiān)測結(jié)果 通過對以上監(jiān)測項(xiàng)目局部監(jiān)測點(diǎn)的結(jié)果分析可知：a、在坡頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)中：d67是累計(jì)變化量最大監(jiān) 測點(diǎn)，監(jiān)測期末的累計(jì)變化量為37. 5mm,未超過報(bào)警值40mm； d64是變化速率最大監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測期末的變化速率為 0. 30mm/d,也仍未超過報(bào)警值3mm/dob、在坡頂豎向位移監(jiān)測點(diǎn)中：d68是累計(jì)變化量最大監(jiān) 測點(diǎn)，監(jiān)測期末的累計(jì)變化量為20. 5mm

12、,未超過報(bào)警值40mm； d65是變化速率最大監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測期末的變化速率為 0. 30mm/d,也仍未超過報(bào)警值3mm/d。c、在土釘內(nèi)力監(jiān)測點(diǎn)中：td2-1是累計(jì)變化量最大監(jiān)測 點(diǎn)，監(jiān)測期末的累計(jì)變化量為35. 72kn,未超高報(bào)警值（設(shè) 計(jì)值的70%）od、在基坑周邊建（構(gòu)）筑物豎向位移監(jiān)測點(diǎn)中：h7是 累計(jì)變化量最大監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測期末的累計(jì)變化量為11.4mm, 未超高報(bào)警值30mmoe、在立柱差異沉降監(jiān)測點(diǎn)中：lz2是累計(jì)變化量和變化 速率均為最大的監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測期末的累計(jì)變化量和變化速率 分別為6. 3mm和0. 15mm/d,未超高報(bào)警值20mm和3mm/dof、在地表豎向位移監(jiān)測點(diǎn)中

13、：r12是累計(jì)變化量最大監(jiān) 測點(diǎn)，監(jiān)測期末的累計(jì)變化量為8. 2mm,未超高報(bào)警值30mm； r16是變化速率最大監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測期末的變化速率為 0. 15inm/d,也仍未超過報(bào)警值4mm/d。由以上圖示信息及結(jié)果分析可知6,本項(xiàng)目工程的支 護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境均達(dá)到安全生產(chǎn)的目的，各監(jiān)測項(xiàng)目的累 計(jì)監(jiān)測數(shù)值隨著基坑開挖的進(jìn)程而呈現(xiàn)以下變化規(guī)律： 基坑土方開挖初期，各監(jiān)測項(xiàng)目的變形值相應(yīng)較大； 當(dāng)開挖臨近尾聲時(shí)，各監(jiān)測項(xiàng)目的變形值又逐步變小并逐漸 收斂。 支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化與基坑土方開挖的進(jìn)程也有著 明顯的變化規(guī)律，隨著基坑土方開挖深度的增加，支護(hù)結(jié)構(gòu) 的內(nèi)力呈現(xiàn)增大趨勢。當(dāng)基坑土方開挖結(jié)束后，支護(hù)結(jié)構(gòu)的 內(nèi)力開始慢慢減小并趨于穩(wěn)定。 由監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果分析圖示可看出，