无锡国金中心深基坑监测分析

无锡国金中心深基坑监测分析

陶建华

广东华远国土工程有限公司广东中山528400

摘要：通过对无锡国金中心基坑围护桩倾斜、锚杆应力、地下水位、周边建构筑物沉降等的监测，及时了解施工状况，保证施工安全。据监测数据显示：支撑梁对围护桩水平方向起到明显支撑作用，有效防止桩体倾斜过大；坡顶竖向压力过大会加速围护桩向基坑内倾斜；围护桩倾斜程度和地下水位变化对周边地面及建筑物沉降产生直接影响，锚杆施工应封堵密实防止漏水；

关键词：深基坑；监测；沉降；水平位移

0引言

随着城市的发展，土地价值和土地稀缺性的不断提高，对城市地下空间的使用规模也不断扩大。即便在基坑开挖成本较高，尤其深基坑开挖成本高昂的情况下，基坑开挖也依旧越挖越深。由于施工中地质、水文及周边环境等条件的不同，深基坑开挖存在很多不确定性，风险系数很高，为确保基坑施工过程安全有序，合理有效的监测显得尤为重要。

1工程概况

无锡国金中心深基坑位于无锡太湖广场、无锡博物馆东南方向，基坑呈矩形，长200米宽150米，由东南向西北方向倾斜。基坑西北侧紧邻钟书路，东南侧为文化路及沁园新村步梯小区，东北侧为文翰路以及茂业观园高层住宅楼，基坑四周由道路包围，四周道路分布有多条地下管线。

基坑中心最大开挖深度为16米，基坑东北、西北侧为垂直开挖，东南、西南侧采用三级放坡。基坑四周均设有止水幕墙，东北侧、西北侧垂直开挖并设置三排锚索，北侧基坑顶部设有混凝土梁角撑。

2基坑监测点布设及监测

2.1监测基准点

本次监测布设高程基准点2个，平面基准点2个，平高共用点1个，共5个基准点。高程基准点距离基坑范围100米以上，平面基准点距离基坑50米以上且通视良好。

2.2基坑监测项目

监测项目主要涉及：围护结构的沉降及顶部位移；深层土体位移（替代桩体位移）；锚索及角撑的应力；地下水位观测（由于基坑较深，水位监测应包含浅层水和承压水）；边坡位移及沉降；周边管线沉降；周边道路和建筑物沉降观测；地面、墙体、道路房屋等裂缝观测；止水幕墙保水情况观察。

其中围护桩顶部位移、深层土体位移、锚索拉力、边坡位移等监测项配合裂缝变化及止水幕墙保水情况的观察，可以有效的反映基坑整体位移情况，数据变化异常时及时作出预警，保证基坑施工安全。

同时地下水位的变化对周边道路、管线及建筑物沉降产生较大影响。结合地下水位、深层土体位移、管线沉降及位移、道路建筑物沉降，道路墙体等裂缝的变化及止水幕墙保水情况，可直观的反映出基坑施工对周边各项建构筑物的影响程度，避免施工过程对周边将构筑物造成不必要的破坏。

2.3基坑监测方法

因基坑范围较小，故使用0.5秒全站仪直接测得监测点的位移量，仪器通视两个以上平面基准点，采用后方交会定向。如遇无法通视2个基准点时，增设两个临时工作基点，通视两个以上基准点。沉降量测量采用Dini03高精度电子水准仪，因高程基准点距离基坑位置适中，每次测量均从其中一个高程基准点出发形成闭合或附合水准环。同时定期对基准点进行检核，如遇基准点破坏及时进行维修或补充新的基准点。

深层土体位移和水位水压观测需要设置测斜管和水位观测孔，水位孔设置需包含浅层水和承压水。深层土体位移使用测斜仪测出测斜管初始倾斜度和变化后倾斜度从而得到偏移量，再通过全站仪测得测斜管管口偏移量或围护桩顶部偏移量，从而得出桩体的整体偏移情况。水位监测需测得水位孔中水位距离管口的高度差，通过管口高度减去高度差得到水位高度，由于地下水对周边建构筑物影响很大，水位观测尤为重要。

3监测结果分析

3.1围护桩测斜及桩顶位移

基坑共布设16个测斜孔，东北侧、西北侧为垂直开挖共布设10个测斜孔。图2、图3分别为CX03和CX09的位移情况。

参照测斜数据和桩顶水平位移测量数据，随着基坑开挖深度的增加桩身的水平位移也增加。基坑北侧角落使用顶梁角撑，在有梁支撑的情况下最大变形位于基坑开挖深度0.9倍附近。在距离角撑较远的围护桩顶部有明显向基坑内部位移，且最大位移量位于围护桩顶部附近。梁支撑对于围护桩的保护作用明显。

3.2基坑外地下水位及沉降

水位监测过程中，基坑围护桩止水幕墙的保水性较好，浅层水和承压水的水位基本保持稳定，并未发现长期大幅度的水位变化，因此由地下水位变化对基坑周边各项建构筑物的影响较小。

沉降监测过程中，围护桩沉降量较小，部分桩体随着基坑的开挖，出现少量回弹。周边道路及管线出现较明显沉降，最大沉降部位在距离基坑5-10米位置，沉降量与围护桩向基坑内偏移量大致成正相关，最大沉降量为31mm，该点为基坑西北侧临近道路沉降点。周边管线沉降量小最大为23mm，周边建筑物由于距离基坑25米以上，且地下水位比较平稳，受到基坑影响较小，因东南侧沁园小区为浅层基础，且楼龄较长，着重观察该小区房屋沉降情况。图4为基坑东南侧文华路及沁园小区剖面沉降量-基坑距离曲线图

3.3锚索应力

基坑北侧垂直开挖处采用三排锚索，设计初始拉力为420kN，锚杆拉力在短期内下降，之后锚杆拉力慢慢趋向稳定，下降幅度有所不同。第一道锚杆和第三道锚杆应力下降幅度较大，稳定后大致保持在250kN至320kN之间。第二道锚杆应力保持在300kN至400kN之间。

4总结及建议

（1）无锡地处长三角平原，地下水丰富，因此地下水位的变化对周边道路、管线及建筑物影响很大，地下水位变化异常时，及时加密水位和周边建构筑物沉降监测频率并找出原因，必要时发出施工预警。

（2）围护桩位移主要受土体压力影响，土体位移和桩体位移密切相关，一般采用围护桩外侧土体水平位移来监测桩身水平位移。配合桩顶以及测斜管口的水平位移，可以直观的了解围护桩的整体变化程度。

（3）监测中设有梁支撑的桩体水平位移明显减小，水平梁支撑效果明显。当土地竖向压力的增大时，围护桩位移速度加快、幅度增大，因此限制在边坡上堆放钢筋钢管及边坡附近行驶工程用车。同时桩体水平位移越大，周边道路管线等建构筑物的沉降也更严重。

（4）在有梁支撑的情况下围护桩的最大偏移量集中在基坑底部附近，约桩体一半的位置，基坑深度的0.9倍左右，在没有梁支撑的情况下，最大偏移量在顶部。桩体偏移时引起的周边最大沉降在距离桩体5-10米的位置，可能是桩体对临近土地有支撑力，导致外侧土地更易下沉。

（5）如监测过程中长期下雨，需要密切关注基坑壁的漏水情况，边坡、周边道路、管线及建筑物是否有明显下沉，原有裂缝是否有扩大，仔细排查是否出现新增裂缝，避免由于地下水流速增大导致地下空洞、地面下沉等安全隐患。

参考文献

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