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【摘 要】 为确保基坑开挖的安全和地下结构施工的顺利进行，有必要在施工过程中对基坑的位移、沉降、水位、支撑轴力等进行监测，并通过分析监测数据对后续施工提供指导，实现信息化施工，有效控制围护结构及对周边环境的影响，以保证基坑的施工安全和工程质量。得出的结论为类似工程的设计、施工提供借鉴。
【关键词】 深基坑；监测；位移；沉降
1、工程概况
该地下通道工程为地下一层箱型框架结构，全长约800米，沿环站东路道路下布置。工程与地铁彭埠站相交并连通，同时规划与周边地下人防工程等地下空间衔接。工程两侧除已建地铁彭埠站和新建的3条道路外，现状均为拆迁地。其中地铁彭埠站已完成主体（地下二层6跨箱型框架结构，地下连续墙+钢管支撑围护结构）及附属（地下一层1跨箱型框架结构，SMW工法桩+钢管支撑围护结构）结构；3条新建道路中给排水管、煤气管、电信管、电缆沟等市政管线在基坑开挖前完成了迁改。
该基坑工程平面较大，开挖深度8.80m～9.50m，安全等级为一级，施工过程中重点考虑与地铁站及周边规划建筑的衔接以及道路管线的保护。与地铁站相接段采用SMW工法桩+钢筋混凝土支撑的支护形式，其余采用二级放坡+土钉墙支护形式，坑内外设置深井降水。
根据基坑的实际开挖深度以及土质分布状况，地下通道基坑开挖面基本位于②-2砂质粉土、②-3粉砂夹砂质粉土中。场地浅层地下水属孔隙性潜水，主要赋存于表层①填土和②层粉土及砂土中，地下水位埋藏浅，水量较丰富，易产生管涌、流沙现象。
2、监测内容及监测点布置
根据建筑基坑支护技术规程和建筑基坑工程监测技术规范，并结合基坑工程围护设计要求和基坑工程施工现状，以及周边环境，确定该地下通道工程监测主要内容包括：深层土体位移监测，基坑外地下水位观测，支撑轴力监测，基坑周边道路、地铁站等沉降观测。
深层土体水平位移的监测通过在监测点位预埋测斜管，用测斜仪量测；地下水位监测通过水位孔中设置的水位管用水位计量测，水位仪采用SWJ-90水位仪；根据支撑轴力的大小埋设合适量程的钢筋应力计，使用GJJ-10型振弦式钢筋测力计测读；沉降监测涉及地表沉降监测、路面以及地铁站周边沉降监测，按Ⅱ等水准测量技术要求进行观测。该地下通道工程部分基坑监测布置内容见下图：
3、监测频率及设计预警值
根据设计要求，结合本工程的特点，综合基坑开挖进度及周边特性，在“全面、准确、及时”的原则下安排监测频率以及进程，尽可能建立起一个完整的监测预警系统。
该地下通道工程监测周期从土方开挖前七天开始，直到基坑土方回填结束为止。根据设计要求监测频率为测斜孔1次/天，异常情况下2次/天；水位孔1次/天，异常情况下2次/天；地表沉降1次/天，异常情况下2次/天；支撑轴力1次/天，异常情况下2次/天。有异常情况或监测值达到报警值时应加密监测频率，并报有关单位。
监测预警值根据设计要求执行，具体如下：土体水平位移累计大于35mm或连续3天位移速率大于3mm/d；坑外水位变化幅度连续3天大于50cm/d；支撑轴力大于2000kN；地表沉降大于35mm或连续3天位移速率大于3mm/d。
4、监测成果分析
基坑施工期间，及时有效的监测数据为信息化施工提供了保障，为基坑及周边环境的安全评估提供了参考，下面选取几项有代表性的监测项目进行成果分析。
4.1深层水平位移监测结果分析
从深层水平位移曲线可以看出，基坑开挖过程中，围护桩的最大水平位移与开挖深度及时间密切相关，最大水平位移比较均匀，均在桩顶附近，为14.56～26.5mm，以CX1监测孔为例，最大水平位移均发生在-2米位置，其值分别为16.7mm。随着基坑开挖深度的增加，桩体水平位移逐渐减小，呈“抛物线”形，表明SMW工法桩施工对于地基土扰动较小。以CX1监测孔为例，支撑架设后，桩体水平位移明显很小，说明支撑的架设能很好的限制桩体变形，施工过程中应及时架设支撑，减少土体暴露时间。观察CX1监测孔位移曲线可以发现，2010年10月底基坑开挖后，基坑围护桩体水平位移明显增大。在基坑内部结构已基本完成，桩体的水平位移总量及增量均有减小的趋势，这是因为内部结构完成后进行土体回填，限制了桩体位移的发展。支撑的架设及内部结构的施工对桩体的水平位移能起到很好的限制作用。所以，在施工过程中应及时架设支撑、浇注底板、施工内部结构，以达到限制基坑过大变形的目的，从而保证基坑的安全。
4.2地下水位监测结果分析
地下水位的变化情况和深井降水相一致，随基坑开挖深度的增大，水位也相应下降。由于初期基坑大面积快速开挖，水位下降很快，曲线开始一段较陡；基坑开挖到底后，水位降到开挖面以下，此时水位动态维持在一个相对稳定的位置，如图SW1～SW10水位时程曲线。根据水位深度时程曲线图显示基坑外水位都在-3米～-5米之间，随季节及雨水补给略有波动。水位降到一定程度后，变化比较稳定，日变化量小于0.5m。表明基坑施工过程中降水措施对周边环境影响较小。
4.3支撑轴力监测结果分析（见下图）
观察轴力时程曲线图可以发现，2010年10月21日前后支撑轴力变化明显，这是因为此时间段内一直持续下雨，导致水土压力增加；同时气温降低，最大温差达20℃，部分支撑因热胀冷缩而丧失部分轴力，支撑轴力出现了下降。因此，气温、降雨等外界条件变化对支撑轴力有一定影响，施工时应注意天气变化，做好防范准备。10月底，基坑开始开挖后，支撑的轴力明显增加。因此，在基坑开挖或拆除支撑过程中，应加强对支撑轴力变化的监测，防止由于支撑轴力的突然增大或减小而对基坑的稳定性产生重要影响。本次监测中，支撑轴力最大值为G4测点1833kN，小于设计报警值。表明在整个基坑施工到完成过程中，围护体系支撑受力处于安全状态，设计方案经济合理。
4.4沉降监测监测结果分析
由地表沉降时程曲线图观察也清晰看出，随基坑开挖深度的增加，地面沉降逐渐增大且地面沉降随着与基坑距离的增加而逐渐减小。当底板浇筑以后，基坑周边监测点的变化趋势变缓。尤其当主体结构施工阶段土体的沉降变化不大，说明基坑较为安全，基坑外侧沉降受主体结构施工的影响较小。
4.5监测结论综述
根据施工过程中监测数据可得如下结论：本工程从开挖到主体结构施工完成的过程中，对周边建筑物（特别是地铁站）影响较小；测得基坑周边沉降、深层土体位移、轴力测点累计值都在设计报警值范围内。综合各个测点监测情况显示整个基坑都是在安全状态下作业施工，基坑围护结构稳定。
5、结语
（1）基坑监测是基坑工程信息化施工、设计优化的重要依据，是及时发现基坑工程安全隐患、保护基坑及周邊环境安全的重要手段。由于基坑工程的实际工作状态与设计工况往往存在一定的差异，基坑工程设计不能全面而准确地反映工程的各种变化，所以有计划的进行现场监测显得十分必要。
（2）随着基坑开挖深度的增加，土体的位移量逐渐增加，最大位移深度也逐渐增大；基坑侧壁的水平位移逐渐增加，支撑轴力逐渐增大。
（3）在开挖以粉砂土为主的基坑中，由于粉砂土的渗透系数较大，基坑开挖时容易发生粉砂土流失而对基坑开挖产生很大影响，因此，在基坑开挖过程中有效控制基坑周围水的变化，对减小围护结构变形和基坑周围地面沉降，增加基坑围护结构稳定性有重要意义。在粉砂性土基坑的设计和施工过程中，应充分重视水带来的隐患，认真做好防、排水工作，尤其在降雨过程中，应增加监测密度，及时掌握基坑变形情况，并做好防范与应急措施。
参考文献：
[1] GB50497-2009，建筑基坑工程监测技术规范[S].
[2] JGJ120-99，建筑基坑支护技术规程[S].
[3]宰金珉.岩土工程测试与监测技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[4]杨有海，王建军，武进广等.杭州地铁秋涛路车站深基坑信息化施工监测分析[J].岩土工程学报，2008，30（10）：1550-1554.
【关键词】 深基坑；监测；位移；沉降
1、工程概况
该地下通道工程为地下一层箱型框架结构，全长约800米，沿环站东路道路下布置。工程与地铁彭埠站相交并连通，同时规划与周边地下人防工程等地下空间衔接。工程两侧除已建地铁彭埠站和新建的3条道路外，现状均为拆迁地。其中地铁彭埠站已完成主体（地下二层6跨箱型框架结构，地下连续墙+钢管支撑围护结构）及附属（地下一层1跨箱型框架结构，SMW工法桩+钢管支撑围护结构）结构；3条新建道路中给排水管、煤气管、电信管、电缆沟等市政管线在基坑开挖前完成了迁改。
该基坑工程平面较大，开挖深度8.80m～9.50m，安全等级为一级，施工过程中重点考虑与地铁站及周边规划建筑的衔接以及道路管线的保护。与地铁站相接段采用SMW工法桩+钢筋混凝土支撑的支护形式，其余采用二级放坡+土钉墙支护形式，坑内外设置深井降水。
根据基坑的实际开挖深度以及土质分布状况，地下通道基坑开挖面基本位于②-2砂质粉土、②-3粉砂夹砂质粉土中。场地浅层地下水属孔隙性潜水，主要赋存于表层①填土和②层粉土及砂土中，地下水位埋藏浅，水量较丰富，易产生管涌、流沙现象。
2、监测内容及监测点布置
根据建筑基坑支护技术规程和建筑基坑工程监测技术规范，并结合基坑工程围护设计要求和基坑工程施工现状，以及周边环境，确定该地下通道工程监测主要内容包括：深层土体位移监测，基坑外地下水位观测，支撑轴力监测，基坑周边道路、地铁站等沉降观测。
深层土体水平位移的监测通过在监测点位预埋测斜管，用测斜仪量测；地下水位监测通过水位孔中设置的水位管用水位计量测，水位仪采用SWJ-90水位仪；根据支撑轴力的大小埋设合适量程的钢筋应力计，使用GJJ-10型振弦式钢筋测力计测读；沉降监测涉及地表沉降监测、路面以及地铁站周边沉降监测，按Ⅱ等水准测量技术要求进行观测。该地下通道工程部分基坑监测布置内容见下图：
3、监测频率及设计预警值
根据设计要求，结合本工程的特点，综合基坑开挖进度及周边特性，在“全面、准确、及时”的原则下安排监测频率以及进程，尽可能建立起一个完整的监测预警系统。
该地下通道工程监测周期从土方开挖前七天开始，直到基坑土方回填结束为止。根据设计要求监测频率为测斜孔1次/天，异常情况下2次/天；水位孔1次/天，异常情况下2次/天；地表沉降1次/天，异常情况下2次/天；支撑轴力1次/天，异常情况下2次/天。有异常情况或监测值达到报警值时应加密监测频率，并报有关单位。
监测预警值根据设计要求执行，具体如下：土体水平位移累计大于35mm或连续3天位移速率大于3mm/d；坑外水位变化幅度连续3天大于50cm/d；支撑轴力大于2000kN；地表沉降大于35mm或连续3天位移速率大于3mm/d。
4、监测成果分析
基坑施工期间，及时有效的监测数据为信息化施工提供了保障，为基坑及周边环境的安全评估提供了参考，下面选取几项有代表性的监测项目进行成果分析。
4.1深层水平位移监测结果分析
从深层水平位移曲线可以看出，基坑开挖过程中，围护桩的最大水平位移与开挖深度及时间密切相关，最大水平位移比较均匀，均在桩顶附近，为14.56～26.5mm，以CX1监测孔为例，最大水平位移均发生在-2米位置，其值分别为16.7mm。随着基坑开挖深度的增加，桩体水平位移逐渐减小，呈“抛物线”形，表明SMW工法桩施工对于地基土扰动较小。以CX1监测孔为例，支撑架设后，桩体水平位移明显很小，说明支撑的架设能很好的限制桩体变形，施工过程中应及时架设支撑，减少土体暴露时间。观察CX1监测孔位移曲线可以发现，2010年10月底基坑开挖后，基坑围护桩体水平位移明显增大。在基坑内部结构已基本完成，桩体的水平位移总量及增量均有减小的趋势，这是因为内部结构完成后进行土体回填，限制了桩体位移的发展。支撑的架设及内部结构的施工对桩体的水平位移能起到很好的限制作用。所以，在施工过程中应及时架设支撑、浇注底板、施工内部结构，以达到限制基坑过大变形的目的，从而保证基坑的安全。
4.2地下水位监测结果分析
地下水位的变化情况和深井降水相一致，随基坑开挖深度的增大，水位也相应下降。由于初期基坑大面积快速开挖，水位下降很快，曲线开始一段较陡；基坑开挖到底后，水位降到开挖面以下，此时水位动态维持在一个相对稳定的位置，如图SW1～SW10水位时程曲线。根据水位深度时程曲线图显示基坑外水位都在-3米～-5米之间，随季节及雨水补给略有波动。水位降到一定程度后，变化比较稳定，日变化量小于0.5m。表明基坑施工过程中降水措施对周边环境影响较小。
4.3支撑轴力监测结果分析（见下图）
观察轴力时程曲线图可以发现，2010年10月21日前后支撑轴力变化明显，这是因为此时间段内一直持续下雨，导致水土压力增加；同时气温降低，最大温差达20℃，部分支撑因热胀冷缩而丧失部分轴力，支撑轴力出现了下降。因此，气温、降雨等外界条件变化对支撑轴力有一定影响，施工时应注意天气变化，做好防范准备。10月底，基坑开始开挖后，支撑的轴力明显增加。因此，在基坑开挖或拆除支撑过程中，应加强对支撑轴力变化的监测，防止由于支撑轴力的突然增大或减小而对基坑的稳定性产生重要影响。本次监测中，支撑轴力最大值为G4测点1833kN，小于设计报警值。表明在整个基坑施工到完成过程中，围护体系支撑受力处于安全状态，设计方案经济合理。
4.4沉降监测监测结果分析
由地表沉降时程曲线图观察也清晰看出，随基坑开挖深度的增加，地面沉降逐渐增大且地面沉降随着与基坑距离的增加而逐渐减小。当底板浇筑以后，基坑周边监测点的变化趋势变缓。尤其当主体结构施工阶段土体的沉降变化不大，说明基坑较为安全，基坑外侧沉降受主体结构施工的影响较小。
4.5监测结论综述
根据施工过程中监测数据可得如下结论：本工程从开挖到主体结构施工完成的过程中，对周边建筑物（特别是地铁站）影响较小；测得基坑周边沉降、深层土体位移、轴力测点累计值都在设计报警值范围内。综合各个测点监测情况显示整个基坑都是在安全状态下作业施工，基坑围护结构稳定。
5、结语
（1）基坑监测是基坑工程信息化施工、设计优化的重要依据，是及时发现基坑工程安全隐患、保护基坑及周邊环境安全的重要手段。由于基坑工程的实际工作状态与设计工况往往存在一定的差异，基坑工程设计不能全面而准确地反映工程的各种变化，所以有计划的进行现场监测显得十分必要。
（2）随着基坑开挖深度的增加，土体的位移量逐渐增加，最大位移深度也逐渐增大；基坑侧壁的水平位移逐渐增加，支撑轴力逐渐增大。
（3）在开挖以粉砂土为主的基坑中，由于粉砂土的渗透系数较大，基坑开挖时容易发生粉砂土流失而对基坑开挖产生很大影响，因此，在基坑开挖过程中有效控制基坑周围水的变化，对减小围护结构变形和基坑周围地面沉降，增加基坑围护结构稳定性有重要意义。在粉砂性土基坑的设计和施工过程中，应充分重视水带来的隐患，认真做好防、排水工作，尤其在降雨过程中，应增加监测密度，及时掌握基坑变形情况，并做好防范与应急措施。
参考文献：
[1] GB50497-2009，建筑基坑工程监测技术规范[S].
[2] JGJ120-99，建筑基坑支护技术规程[S].
[3]宰金珉.岩土工程测试与监测技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[4]杨有海，王建军，武进广等.杭州地铁秋涛路车站深基坑信息化施工监测分析[J].岩土工程学报，2008，30（10）：1550-1554.