建筑深基坑监测实例分析

建筑深基坑监测实例分析

李旭飞 1，李树鹏 2，梁立杰 3，王伟忠 4

中国建筑第八工程局有限公司，广州从化， 510900

摘要：本文以广州市从化中医医院迁建工程基坑为研究对象，根据基坑的支护形式、监测方案和相关规范实施基坑监测，并根据基坑监测数据分析基坑的安全状态。数据表明：基坑监测能反映不同施工阶段、天气变化、总平布置对基坑支护结构影响的实际情况。基坑支护结构设计合理，基坑相对安全。

关键词：监测方案；监测数据；基坑监测

1工程概况

1.1周围概况

本基坑周长约810m,基坑顶标高约37.80 ～40.30m,基坑最大开挖深度约10.25m。项目场地四周无高层建筑,无复杂地下管线，场地东、南、北三面均为未开发山地。地下室基坑采用排桩支护的结构形式,基坑顶部采用分级放坡支护。

2监测目的

本基坑面积大，地下结构复杂，施工难度大，工期长，为了在施工期间保证基坑安全，需要根据基坑监测数据及时分析反馈基坑的状态。

3基坑监测实施

3.1监测项目

根据设计要求，结合现场实际，以下项目作为主要监测项目：围护结构顶部水平位移、竖向位移，基坑坡顶水平位移、竖向位移，周边地面竖向位移，深层水平位移，地下水位

3.2监测点布设

根据规范和图1 监测点平面布置

图纸布设监测点。

图1监测点平面布置

Fig.1 Plane layout of monitoring points

3.3监测频率及报警值

根据规范及图纸设计要求，结合现场实际施工进度，制定如下监测频率表、基坑监测报警值。当施工现场出现未按正常施工、出现重大险情、天气环境突变时，及时增加监测频率。

表1 监测频率

Tab.1 Monitoring Mrequency

表2 基坑监测报警值

Tab.2 Foundation Pit Monitoring Alarm Value

4监测数据分析

4.1围护结构顶部水平、竖向位移分析

根据关系曲线可知，在整个观测时段内，WY13位移水平位移，位移速率最大，水平位移为28.9mm，变化速率为8.8mm/d。结合现场实际施工、监测点布置图、相关总平布置情况，分析其原因是在此监测时间段内，基坑基本开挖到坑底，整个支护桩主要承受来自边坡的土侧压力和水压力，其次WY13位于南侧钢筋加工场附近，坡顶堆载材料对支护结构有影响，再次WY13位于3#塔吊附近，与支护结构通过冠梁连接成一个整体，对邻近支护结构影响大。

图2 桩顶水平位移累计值和时间关系曲线

Fig.2 Relation curve between cumulative value of horizontal displacement at pile top and time

根据桩顶竖向位移的各观测点累计沉降量和时间关系曲线可知，在此观测区间内，各观测点累计沉降量最大值为WY8，沉降值为9.71mm ，沉降变化速率最大为WY3，变化速率为-0.35/d。期间基坑均开挖到基坑底部，累计沉降量均在报警值范围内，WY3变化速率短暂超过报警值，随后很快趋于平稳。

图3 桩顶竖向位移累计值和时间关系曲线

Fig.3 Cumulative value of vertical displacement of pile top and time relation curve

4.2 基坑坡顶水平位移及沉降分析

根据基坑坡顶水平位移各观测点累计位移量和时间关系曲线可知，整个监测时间段内，水平位移累计值最大为基坑坡顶SP4，累计值为25.4mm，变化速率最大为SP24,变化值为1.2mm/d。 整个观测时段，基坑坡顶水平位移向基坑内偏移峰值为27.0mm，向基坑外偏移峰值为-10.9mm，均在报警值内。

图4 坡顶水平位移累计值和时间关系曲线

Fig.4 Relationship curve between cumulative value of horizontal displacement at slope top and time

根据基坑坡顶竖向位移各观测点累计沉降量和时间关系曲线可知，基坑坡顶竖向位移累计变化最大的监测点为SP3，其值为-6.20m，本次变化最大的监测点为SP10，变化值为-0.31mm，变化速率为-0.31mm/d，其中累计竖向位移超过报警值，SP10变化速率短暂出现，随时间变化速率逐渐平缓正常。

图5 坡顶竖向位移累计值和时间关系曲线

Fig.5 Cumulative value of vertical displacement of slope top and time relation curve

4.3周边地面竖向位移

在整个观测时段内，周边地面竖向位移累计变化最大的监测点为DM2，其值为-7.00mm，本次变化最大的监测点为DM2，变化值为-0.35mm，变化速率为-0.35mm/d。

图6 周边地面沉降位移累计值和时间关系曲线

Fig.6 Cumulative value of surrounding land subsidence displacement and time relation curve

4.4 地下水数据分析

在此地下水监测时段内，地下水位累计变化最大的监测点为SW12，其值为-1.014m，本次变化最大的监测点为SW6，变化速率为-0.075m/d。结合基坑开挖情况，在21年12月中旬至22年1月初，基坑由冠梁顶开挖到基坑底部，地下水随开挖深度下降后，保持稳定；在21年1月31号，水位急速上升后又下降保持稳定，查阅历史天气预报和当时实际天气情况，在22年1月31号至22年2月7号，此期间连续降雨，地下水位升降与天气关系基本吻合。

图7 地下水位移累计值和时间关系曲线

Fig.7 Relation curve between cumulative value of groundwater level shift and time

4.5深层水平位移

深层水平位移分为桩顶深层水平位移和坡顶深层水平位移，由于数据量大，主要以2022年3月2号的监测点CX15和2022年3月6号的监测点SC12号为例。

根据CX15监测点桩顶深层水平位移结果表可知，桩顶深层水平累计位移首先随深度越深，累计水平位移越大，在-2.5m处达到峰值；桩顶深层水平累计位移随深度越深，累计水平位移越小。桩顶深层水平位移速率随深度越深，位移速率越小。本次监测点CX15桩顶深层累计水平位移最大值为20.69mm，在桩顶-2.5m处，此处为桩顶到基坑底的中间节点；变化速率最大值在-0.5m处，值为-0.90mm。监测数值均在基坑监测警报之内。

图8 桩顶深层水平位移和深度关系

Fig.8 Relationship between deep horizontal displacement and depth of pile top

根据SC12监测点坡顶深层水平位移结果表可知，坡顶深层水平累计位移在-0.5m处至-5m处水平位移累计值逐渐变大，在坡顶-5m处水平累计位移峰值为23.58mm，此后随着深度越深，坡顶深层水平位移累计值逐渐变小。通过观测数据可知，坡顶深层水平位移速率在-0.5m至-5m处逐渐变大，峰值为0.83mm，在-5.5m至-15m处坡顶深层水平位移变化率逐渐变小。SC12坡顶深层水平位移最大累计值、变化速率最大峰值均在基坑监测警报之内。坡顶深层水平累计位移在-5m处达到峰值，此处正好位于围护结构冠梁顶上0.5m处，处于边坡坡底。

图9 坡顶深层水平位移和深度关系

Fig.9 Relationship between deep horizontal displacement and depth of slope top

5、结论

本文根据基坑监测数据分析了的安全状态，数据表明：

1、基坑安全基本受控，有极个别监测点数据出现报警，主要影响来自基坑开挖深度，塔吊基础，天气变化影响。

2、地下水位随着开挖深度越深，水位越低

，开挖基本完成后，水位保持稳定；基坑外地下水位受降雨影响变化明显。

3、SC12坡顶深层水平位移较大主要发生在基坑底至坡顶节点段，峰值出现在坡底；CX15桩顶深层水平位移主要受土的侧压力，水压力影响，桩顶深层水平位移峰值发生在桩顶至坑底支护结构的中间节点。

参考文献：

[1]刘炽义. 深基坑工程监测系统的设计与实现[D].东南大学,2020.

[2]张俊仁,张丽青,宋鹤宁,师洪艳. 建筑基坑监测技术方法实例分析[J]. 北京测绘,2018,32(06):715-719.

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