淺談超大面積深基坑開挖支護監(jiān)測

1、淺談超大面積深基坑開挖支護監(jiān)測摘要：基坑周環(huán)境復雜多變、工程地質條件影響因素較多，基坑開挖成為一項復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， 基坑支護體系的設計和施工越來越復雜。因此，基坑施工過 程中，對支護結構和周邊的建（構）筑物進行系統(tǒng)、全面的 實時監(jiān)測，將監(jiān)測信息及時反饋并進行分析，從而判斷支護 結構及周邊環(huán)境的安全狀態(tài)，對出現異?；蚓o急情況時及時 報警，并采取必要的工程應急措施，確保施工安全。因此， 本文以南京祿口國際機場二期建設工程航站區(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。關鍵詞：超大面積；深基坑；土方開挖；支護結構； 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：tv551. 4+2文獻標識碼：a文章編號：1. 現場監(jiān)測1. 1工程概括南京祿口國際機場二期建設工程航站區(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，支護安全等級為 一級，針對復雜的地質條件和較復雜的周邊環(huán)境條件，重點 進行了基坑開挖支護的監(jiān)測和分析。1. 2工程地質、水文條件本工程范圍內的主要土層有：雜填土，素填土，粘土、 粉質粘土，殘積土，全風化、強風化及中風化安山（角礫） 巖。受南京祿口機場一期工程場區(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)域開挖及防護風險 較大，加強了對支護結構的監(jiān)測?；用娣e大，坑內地質條 件復雜，交通中心鮮有石方開挖，但停車樓和地鐵基坑內又 有大量堅硬石方采用了爆破施工。場地勘察深度內地下水主 要為賦存于素填土、粉質粘土及粉質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 的土方開挖和支護結構施工受地表水和大氣降水影響較大。1. 3支護結構類型本工程將交通中心、停車樓和地鐵車站作為一個超大面 積基坑整體開挖，根據基坑挖深、地質條件及周邊環(huán)境，基 坑采用“樁+內支撐”、'樁+錨桿”、“純土釘墻”、“復 合土釘墻"、“多級放坡”等多種支護結構類型?；又ёo施工平面布置圖如圖2. 2所示。圖2. 2基坑支護施工平面布置圖1.4

8、監(jiān)測點的布置根據對本基坑地質、水文、氣象等條件的分析，對設計 圖紙的深入研究，進行本基坑支護結構的監(jiān)測點布置，基坑 支護結構監(jiān)測點的布置示意圖如圖2. 3和2. 4所示。圖2. 3基坑支護結構平面監(jiān)測點的布置圖圖2. 4基坑支護剖面監(jiān)測點的布置圖（a）圖2. 5基坑支護剖面監(jiān)測點的布置圖（b）1.5監(jiān)測內容本工程周邊環(huán)境復雜，需保護的周邊建（構）筑物對基 坑開挖變形的要求比較高，根據現場條件、支護方案及相關 的規(guī)范24,同時結合設計要求及南京市有關深基坑管理 辦法要求，本工程對以下項目內容進行監(jiān)測：（1）水平（垂直）位移監(jiān)測（邊坡坡頂、支護樁樁頂、 土釘墻墻頂）；（2）支護結構及外側土體的深層

9、水平位移監(jiān)測（測斜）;（3）錨索內力；(4) 土釘內力監(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)筑物的監(jiān)測。不同監(jiān)測內容的監(jiān)測點數量表2. 1所示：表2. 1不同監(jiān)測內容的監(jiān)測點數量表1.6基坑開挖監(jiān)測的預警指標及報警根據建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范gb50497-2009(8. 0.7)的要求，基坑工程監(jiān)測報警值應以監(jiān)測項目的累 計變化值和變化速率值兩個指標來控制5 o本工程超大面 積深基坑土方開挖支護各監(jiān)測項目的預警指標數值見表2.2 所示。表2. 2基坑監(jiān)測預警指標數值表2. 監(jiān)測結果分析本基坑監(jiān)測

10、點布置數量較多、監(jiān)測周期較長，達9個月， 監(jiān)測數據量龐大。為了清晰明了的展現監(jiān)測結果，進行監(jiān)測 結果的分析，本文選取監(jiān)測期內波動或突變比較大的監(jiān)測項 目的監(jiān)測點數據結果進行圖示分析，如圖3.圖3. 6所示：(1) d61-d70監(jiān)測點的坡頂水平位移監(jiān)測結果圖3. 1 d61d70監(jiān)測點的坡頂水平位移監(jiān)測結果(2) d6廣d70監(jiān)測點的坡度豎向位移監(jiān)測結果圖3. 2 d6d70監(jiān)測點的坡頂豎向位移監(jiān)測結果(3) td1-廣td5t監(jiān)測點的土釘內力監(jiān)測結果圖3. 3 td1-廣td5t監(jiān)測點的土釘內力監(jiān)測結果(4) h1h1o監(jiān)測點的基坑周邊建(構)筑物豎向位移 監(jiān)測結果圖3. 4 h1h10監(jiān)測

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

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

13、：r12是累計變化量最大監(jiān) 測點，監(jiān)測期末的累計變化量為8. 2mm,未超高報警值30mm； r16是變化速率最大監(jiān)測點，監(jiān)測期末的變化速率為 0. 15inm/d,也仍未超過報警值4mm/d。由以上圖示信息及結果分析可知6,本項目工程的支 護結構及周邊環(huán)境均達到安全生產的目的，各監(jiān)測項目的累 計監(jiān)測數值隨著基坑開挖的進程而呈現以下變化規(guī)律： 基坑土方開挖初期，各監(jiān)測項目的變形值相應較大； 當開挖臨近尾聲時，各監(jiān)測項目的變形值又逐步變小并逐漸 收斂。 支護結構的內力變化與基坑土方開挖的進程也有著 明顯的變化規(guī)律，隨著基坑土方開挖深度的增加，支護結構 的內力呈現增大趨勢。當基坑土方開挖結束后，支護結構的 內力開始慢慢減小并趨于穩(wěn)定。 由監(jiān)測數據結果分析圖示可看出，