浅谈基坑变形监测及数据分析

浅谈基坑变形监测及数据分析

陈建江

（上海新地海洋工程技术有限公司，上海，浦东区，201315）

【摘要】本文结合上海某工程实例，综合考虑基坑周围环境、工程地质条件及水文地质条件，根据相关规范并结合基坑特点制定了监测方案，并对基坑顶部水平位移、基坑顶部沉降、支护结构测斜、周边地表竖向位移、地下水位的监测数据进行了分析，为类似工程变形监测作参考。

【关键词】水平位移；沉降；测斜；竖向位移；地下水位

一、工程概况

1.1工程简介

上海某工程位于兰州路以西，丹阳路以北、西临高层住宅小区，北临现状河道，总建筑面积为32240平方米，其中地上建筑面积22661.4平方米，地下建筑面积7578.56平方米；拟建建筑物由1栋25层塔楼及4-5层裙房组成，同时下设2层地下车库；拟建地下车库基坑面积约2992平方米，基坑基本开挖深度为12.8米，基坑安全等级为二级。

1.2工程地质及水文地质条件

根据工程地质勘察报告，场地地层岩性自上而下为：①杂填土层，厚度1．50m-5．60m，平均3．33m；②淤泥质粘土层，厚度0．60m～4．80m，平均2．91m；③细砂层，厚度2．70m～14．50m。场地主要含水砂土层的厚度较大，分布较广，地下水水量较为丰富。场地北侧为河道，地下水与该地表水体有密切的水力联系，并与地表水互为补给。地下水位主要受潮汐影响，勘察施工期测得地下水位埋深1．65m～3．35m。

二、监测项目

综合考虑该工程地质条件及水文地质条件，以及基坑周围环境对监测项目的影响，确定监测项目如下：基坑顶部水平位移、基坑顶部沉降、支护结构测斜、周边地表竖向位移、地下水位。根据基坑工程的受力特点及由基坑开挖引起的基坑结构及周围环境的变形规律，布设监测点如图1所示，各监测项目的控制值及报警值见表1。

三、监测结果分析

通过获取实时监测数据资料，并对监测结果进行处理、分析，准确判断基坑的变化趋势，确保基坑及周围环境的安全。

3.1基坑顶部水平位移结果分析

本工程在基坑顶部布设了12个水平位移监测点，选取WY3、WY5、WYIO、WY12进行分析，各监测点水平位移变化曲线如图2所示。基坑开挖过程中最大水平位移为14．2mm(WY3，2014年9月7日)。

由图2可知，各监测点水平位移随基坑开挖，呈现逐渐增大的趋势。图中在基坑开挖初期和基坑开挖完成后出现两个明显的转折点。基坑开挖完成后，水平位移变化速度变缓，并且逐步趋向稳定。

3.2基坑顶部沉降结果分析

在基坑四周选取WY3、WY5、WYIO、WY12分析，各监测点沉降变化曲线如图3所示。从图3可知，累计沉降量最大的点是WY3，下沉了4．03mm(2014年9月9日)。

结合图2、图3分析可知，基坑顶部沉降与水平位移变化趋势基本一致。总趋势是逐渐增大，并且存在两个明显的转折点。基坑顶部水平位移大的位置，其沉降也较大。

3.3支护结构测斜结果分析

支护结构测斜是基坑监测的一个主要内容，是考察支护结构安全状况的重要指标。在基坑平面不同位置上布置了l2个支护结构测斜监测孔，各监测曲线变化趋势非常相似，现选取12号测斜孔(CX12)进行分析，CX12变化曲线如图4所示。2014年7月24日，在埋深0．5m处产生最大水平位移0．5mm；2014年9月11日，在埋深3米处产生最大水平位移5.81mm。随着基坑开挖深度的增加，周边土体及建筑物压力作用点也逐渐下移，支护结构出现“鼓肚”形变形特征，变形曲线逐渐向弓形变化，最大水平位移发生的部位也随之下移。底板浇筑之后，与周围的支护结构形成一个箱型结构，大大提高了基坑的稳定性。地下结构的施工也对基坑逐渐起到支撑作用，支护结构的测斜逐渐趋向稳定。

3.4周边地表竖向位移结果分析

周边建筑物与场地有足够的距离，工程建设对邻近建筑物影响不大。在地表路面布置了8个沉降监测点，从基坑四周地表各选取一点DM3、DM4、DM5、DM8进行分析,各监测点沉降值都在10mm范围内,基坑东侧整体沉降较其他方向大。

3.5地下水位结果分析

场地北临河道，水位的涨退潮是基坑施工必须考虑的因素。降雨量的多少将直接引起水位的变化，因此，在降雨量大的期间应加密地下水位的监测。根据基坑周围的水文地质条件，布设了12个地下水位监测点。在基坑四周各选取一点SW3、SW5、SWIO、SW12进行分析，各监测点的下水位变化如图6所示。分析图6可知，基坑开挖初期，SW12监测点水位小幅上升，其它监测点基本呈现下降趋势。随着开挖深度的增加以及基坑内降水措施的使用，SW5、SWIO、SW12监测点地下水位整体呈下降变化。由于河道水位的涨退潮、降雨等因素的影响，引起了地下水位在短时间内出现了小幅度“下降一上升一下降”的起伏变化。

四、结论

通过对监测结果分析，得出如下结论：

（1）基坑顶部水平位移与沉降变化趋势基本一致。总的变化趋势是逐渐增大，靠近集水井位置的监测点发展速度快，并且存在两个明显的转折点。

（2）随着基坑的开挖，支护结构的最大水平位移位置由支护结构顶部逐渐下移，变化曲线呈现为弓形。

（3）基坑开挖完成以后，由于周边地表土体的回弹，造成地表局部位置出现相对隆起再下降的变化，累计沉降量减小。

（4）河道水位的涨退潮、降雨量的多少是引起水位变化的重要因素,因此止水帷幕的质量是防止基坑涌水涌沙的重要保障。

参考文献：

[1]刘杰，姚海林，任建喜．地铁车站基坑围护结构变形监测与数值模拟[J]．岩土力学，2010，31(增2)：456—461．

[2]夏才初，潘国荣．土木工程监测技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001：97—99．

[3]杨学涛，曹雪山．深基坑围护结构水平位移变形分析[J]．施工技术，2014，43(13)：51—54．