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某商業(yè)中心深基坑變形監(jiān)測與分析

文檔作者：沙愛敏1，呂凡任1，邵紅才1，王曉東2 文檔來源： 1．揚州職業(yè)大學(xué)土木工程系 2．儀征市交通運輸局		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月01日
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上一篇：某深基坑工程坑中坑支護施工問題綜合分析

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2014年2月下
第43卷第4期
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 101
DOI：10．7672／s薊s2014040l叭
某商業(yè)中心深基坑變形監(jiān)測與分析術(shù)
沙愛敏1，呂凡任1，邵紅才1，王曉東2
(1．揚州職業(yè)大學(xué)土木工程系，江蘇揚州225009；2．儀征市交通運輸局，江蘇儀征211400)
[摘要]軟土地區(qū)深基坑開挖一直是巖土工程領(lǐng)域的重點研究內(nèi)容之一。為確?；邮┕ぐ踩?，對深基坑施工變
形監(jiān)測是信息化施工的重要內(nèi)容。以寧波某深基坑工程為例，根據(jù)確定的監(jiān)測方案及取得的數(shù)據(jù)，對支護結(jié)構(gòu)的
水平位移、深層水平位移、周邊土體水平位移和沉降變化規(guī)律進行分析。由監(jiān)測結(jié)果可知，該基坑工程支護結(jié)構(gòu)的
基坑變形控制設(shè)計方案合理。
[關(guān)鍵詞]深基坑；監(jiān)測；位移；沉降
[中圖分類號]Tu433 [文獻標識碼】A [文章編號】1002—8498(2014)04m10l—04
Monitoring and Analysis of a Deep Foundation ExcaVation
Sha Aim；n 1，L0 Fanren 1，Sha0 HOngcai1，Wang×iaodon92
(1． D哆PⅡnmen￡礦C婦以E凡gineer白lg，y口ng抽o“Po咖tec^nic CoZZege，yong抽o“，．，iⅡ，lgsⅡ 225009，C^in口；
2．Tr8nspor￡8tion Bnre8氈《Y誼heng，Yi小eRg，j掘礴gsu 211400，Chir}8)
Abstract：Technology of deep fbundation excavation in soft soil area is the one of the key research
contents in project矗elds． In order to insure the safety of the deep foundation excaVation， deformation
monitoring on deep foundation excavation is an important content of information construction． Taking a
deep fbundation excavation project in Ningbo as an example， according to the analysis of certain
monitoring scheme and the obtained data， the change rules of horizontal displacement， deep horizontal
displacement， sedimentation and horizontal displacement of each monitoring point on the surrounding
ground sud’ace are analyzed in the excaVating process． The monitoring results confirm the defbrmation
control design of the supponing structure is reasonable．
Key words：deep foundation excavation；monitoring；displacement；settlement
在軟土地區(qū)進行深基坑開挖，變形問題受到了
越來越多的重視。由于軟土有天然含水量高、壓縮
性高、抗剪強度低、擾動性大、透水性差、土層分布
復(fù)雜、各層土物理力學(xué)性能相差比較大等特點，軟
土地區(qū)深基坑的施工往往伴隨著極強的環(huán)境效應(yīng)，
基坑的開挖勢必引起周圍土體應(yīng)力場的變化，可導(dǎo)
致周圍地基土體產(chǎn)生較大的位移和變形，并將導(dǎo)致
周邊建筑物、道路、地下管線等重要設(shè)施產(chǎn)生不均
勻沉降，甚至發(fā)生開裂破壞，形成一定的安全隱患。
現(xiàn)場監(jiān)測是減小基坑風(fēng)險，驗證和修正初始計
算參數(shù)的有效手段，對已有實測數(shù)據(jù)的分析也可以
為類似工程的設(shè)計和施工提供參考。本文以寧波
某深基坑工程的監(jiān)測為例，對現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行詳
}江蘇省第四期“333工程”第三層次培養(yǎng)對象資助
[作者簡介]沙愛敏，講師，E—mail：saminl002@163．com
[收稿日期]2013-05-2l
細分析，研究了施工過程中基坑的水平變形、周圍
地表沉降和水平位移、深層土體水平位移的變化規(guī)
律等。
1工程概況
該工程位于浙江省寧波市，地下2層，地上4
層，主樓1l層，框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積約126 000m2。
基坑開挖面積約26 000m2，總土方開挖量近28萬
m3。基坑呈不規(guī)則四邊形，基坑自然地坪標高為一
0．750m，基坑底標高為一11．000m，開挖計算深度為
11．05～12．35m。
1．1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
本基坑開挖范圍內(nèi)主要以黏土、淤泥質(zhì)黏土、
淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為主，各層土的物理力學(xué)性能指標
如表1所示。從表1可以看出，該場地的土層壓縮
模量較低，穩(wěn)定性較差。
場地地下水主要為孔隙潛水和深部孔隙承
壓水。
萬方數(shù)據(jù)
102 施工技術(shù)第43卷
1)孔隙潛水第四系孑L隙潛水主要賦存在淺
部填土層、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土層中，其水量較小。
地下水水位埋深0．20～2．30m，地下水位起伏不大。
2)深部孔隙承壓水該類地下水主要賦存于8
層圓礫層內(nèi)，上覆層淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土層。該層
地下水水位埋深約3．0～3．5m。
1．2環(huán)境條件概況
1)基坑周邊道路情況基坑?xùn)|側(cè)是寧波市城
市主干道，寬35m，距基坑最近距離13．4m；西側(cè)為
待建道路；南側(cè)道路寬10．0m，距基坑最近距離
9．6m；北側(cè)道路寬28．0m，距基坑最近距離11．4m。
2)基坑周邊建筑情況南側(cè)為6層和8層的樁
基礎(chǔ)建筑，距基坑最近距離30m，匿側(cè)是1棟31層
的商業(yè)大廈，在建地下室l層，距基坑最近距
離30m。
3)基坑周邊地下管線情況南側(cè)有電力管線
(距離該基坑14．4m)，雨水管線(距離該基坑
11．4m)等，東側(cè)有電力管線(距離該基坑約8．9m)、
污水管線(距離該基坑約9．4m)、煤氣井(距離該基
坑約8．9m)等。
該工程特點是基坑開挖面積大，開挖深度較
深，土方量大，施工工藝難度較高；工程地質(zhì)條件復(fù)
雜，土質(zhì)較差，基坑開挖范圍內(nèi)主要以軟土為主；環(huán)
境條件不容樂觀，周圍城市主干道與基坑邊緣距離
過小，對基坑開挖的影響較為敏感，并且各種管線
埋深淺且緊鄰基坑。為保證施工時基坑和周圍建
筑物、構(gòu)筑物的安全，采取了一整套監(jiān)測與預(yù)報
技術(shù)。
2基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計
該基坑采用排樁+2道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的支
護結(jié)構(gòu)形式，支護樁采用鉆孔灌注樁，支護樁直徑
850mm，間距1 100mm，共655根，樁長20～28m。
基坑外圍止水帷幕和坑中坑均采用直徑600mm高
壓旋噴樁，共l 158根。
3監(jiān)測方案
為了確保圍護結(jié)構(gòu)的施工安全，必須對整個基
坑施工過程和內(nèi)部結(jié)構(gòu)回筑過程進行施工監(jiān)測。
本工程監(jiān)測的部分項目有：①圍護結(jié)構(gòu)深層土體位
移監(jiān)測本工程采用Cx旬3D型測斜儀進行深層土
體位移觀測。沿測斜孔每0．5m為一測點，雙向觀
測?；硬贾蒙顚油馏w位移觀測孔18個，間距
30一40m，監(jiān)測孔深28m；②支護結(jié)構(gòu)水平、垂直位
移觀測基坑共布置35個水平、垂直位移觀測點及
25個立柱沉降觀測點；③周邊環(huán)境監(jiān)測基坑四周
道路共布設(shè)14個沉降觀測點；④支撐軸力監(jiān)測每
層10個，共布設(shè)20個監(jiān)測點?；颖O(jiān)測點平面布
置如圖l所示。
圖l監(jiān)測點布置
Fig．1 LayOut Of mOnitoring point
4監(jiān)測結(jié)果分析
該基坑開挖順序為從南北兩方向分別向中間
進行。本工程施工周期較長，前期變形較小，對基
坑開挖及周圍環(huán)境影響很小，本文選擇2011年4—
9月這一階段監(jiān)測結(jié)果進行分析。
4．1 樁頂水平位移監(jiān)測結(jié)果分析
從圖2可以看出，隨著基坑開挖，圍護樁頂累計
水平位移發(fā)展速度相對較慢，到后期曲線趨于水
平，南側(cè)和西側(cè)的水平位移相對于其他兩側(cè)比較
萬方數(shù)據(jù)
沙愛敏等：某商業(yè)中心深基坑變形監(jiān)測與分析103
大，東側(cè)的水平位移較小，主要原因是由于南側(cè)周
圍建筑物比較密集及東側(cè)在建建筑的影響。其中
南側(cè)D1和D2點的水平位移最大，分別為117mm
和109mm。西側(cè)中部D28，D29和D30點的水平位
移最大，分別為88，94mm和95mm。東側(cè)中部D10
至100
濰80
坦60
}40
*20
盎。
磷
04．190斗270‘一150S之6 061190“3007．'8f]8塒08-2
日期／《月．日)
a DI～D19
“一Iq L斗二70s．I‘(1‘-26(blql虹30¨7．：8 n8∞808．2j
目期，(月．日)
b D2l～D35
圖2水平位移曲線
Fig．2 HorizontaI displacement curVes
4．2周邊土體變形分析
1)周圍土體地表沉降分析
基坑開挖會直接導(dǎo)致周圍土體發(fā)生側(cè)向移動，
從而引起坑后土體產(chǎn)生沉降，對周圍建筑物或市政
設(shè)施造成威脅。由圖3a可以看出，各測點整體沉降
量隨時間不斷增大。前20d曲線變化呈緩慢上升的
趨勢，說明第2道支撐的澆筑對周圍道路的沉降起
到一定的抑制作用。20～50d期間，曲線變化呈持
續(xù)上升的趨勢，尤其南側(cè)沉降速度更快，說明此階
段土方開挖速度較快，支護結(jié)構(gòu)和外側(cè)土體變形也
較大，引起土體沉降加速。50～70d期間，由于基坑
南側(cè)挖土完成及底板澆筑的完成，累計沉降量-時間
曲線上升緩慢并趨于平緩。70d后，由于混凝土支
撐的拆除，沉降曲線又有所上升，說明混凝土支撐
的拆除間接影響了土體的沉降。另外，通過對14個
沉降觀測點沉降數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，距離基坑最近的南
側(cè)觀測點H1，H2，H3和H4點累計沉降量最大，分
別為162，184，185，175mm。絕大部分測點都超過
了控制值，但該工程在基坑開挖至底板時道路正常
交通沒有受到不利影響。
基坑開挖后，地下管線累計沉降量集中在
50mm以下，增長速度相對都比較平緩(見圖3b)，
但電信3點處累計沉降曲線隨基坑開挖呈迅速增長
的趨勢，累計沉降量達到93mm。
2)周圍土體水平位移分析
從圖4可以看出，雖然基坑開挖到底時周邊土
體的水平位移都沒有發(fā)生顯著的增加，但累計水平
蠖一蓁薰埠1004．170s．Is 05-2606_10060007．’80蝴08-2
日期“月-日)
a周圍土體地表沉降
E 1塑
載
13
IH一㈩I(lǐng)H一二川、一l、lJ、-二n¨(Plv Uo_1U U／一一5 U#J懈IlH一’
日期H月-日J
b地下管線累計沉降
圖3土體沉降隨時間的變化曲線
Fig．3 Cur’res of ground settIement with緬ne
位移比較大。南側(cè)和北側(cè)測點累計水平位移都明
顯小于東側(cè)，由于東側(cè)是城市主干道，交通量大，土
體受到交通荷載影響，該側(cè)土體累計水平位移最
大，超過了警戒值。分析部分測點監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，
前15d，由于東南側(cè)第2道支撐混凝土的澆筑，該側(cè)
H5，H6和H7測點累計水平位移變化不大，但其他
各測點隨著挖土的繼續(xù)，水平位移不斷增加。隨著
第1層挖土結(jié)束之后的15d，曲線增加速度迅速。
之后累計水平位移曲線趨于穩(wěn)定，并不因為第2道
支撐的拆除而發(fā)生顯著變化。
黲鬟
一H5
一H6
一H7
一H8
一H9
一H10
—-電信3
lJ 4．【uIH—一7{}、1、{)、一二OIm-l oj【J0·JU c)，二S【)S—L}HIJS-二’
日期／【月-日J
圖4土體水平位移曲線
Fig．4 Horizontal displacement curves of ground
4．3深層水平位移分析
圍護體的側(cè)向變形大小及分布與基坑開挖深
度、圍護樁剛度、支撐系統(tǒng)剛度、地質(zhì)狀況、地面超
載等因素均有關(guān)，側(cè)向變形控制值能否滿足圍護體
系的穩(wěn)定及基坑鄰近設(shè)施的變形要求是基坑工程
成敗的關(guān)鍵因素之一。
在基坑每側(cè)選取1個測斜孔進行分析，基坑四
周有代表性測斜孔監(jiān)測的水平位移如圖5所示。圖
5可以明顯反映出基坑圍護樁的累計水平位移隨深
度的變化具有相同的規(guī)律，隨著開挖深度的加大，
圍護樁累計水平位移曲線呈現(xiàn)拉長的“s”形，基坑
側(cè)向變形隨著開挖深度的加大，先有逐漸變小的趨
勢，然后累計水平位移迅速增大，基坑底部變形緩
慢，累計水平位移緩慢變小。且隨著開挖時間的延
萬方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)第43卷
水平位移／mnl
8日
26日
lO日
a CX2
水平位移／mm
20 O 20 40 60 80
6目
O日
日
水平位移／mm
50 0 50 100 150 200
5
10
：
l 1 5
i
20
25
1n-
水平位移／mm
20 O 20 40 60 80 100
圖5深層水平位移曲線
Fig．5 HorizontaI displacement curves in deep ground
續(xù)，圍護樁累計最大水平位移不斷變大。
該工程基坑南側(cè)為整個基坑開挖深度最深的位
置，開挖深度達12．8m。該區(qū)域圍護采用灌注樁，并
采用旋噴樁止水，但由于灌注樁之間空隙的存在，將
導(dǎo)致空隙間的軟土擠入基坑內(nèi)，引起周邊過大側(cè)移。
從測斜點Cx：可以看出，在深度0m處累計最大水平
位移為99．24mm，深層最大累計水平位移為
170．12mm，位于深度12m，約為支護樁長的2／5深
度處。
5 結(jié)語
1)該基坑支護主要采用排樁加2道內(nèi)支撐的
結(jié)構(gòu)形式，有效地控制了基坑周邊土體的水平位移
和地表沉降，基坑底板的隆起也得到了有效控制。
通過監(jiān)測分析，發(fā)現(xiàn)部分測點結(jié)果超過本工程制定
的控制值，該基坑開挖和施工沒有對周邊建筑物和
構(gòu)筑物以及地下管線產(chǎn)生任何不利影響。
2)圍護結(jié)構(gòu)的最大水平位移與開挖的深度和
時間密切相關(guān)，深層土體水平位移曲線均呈膨脹的
“s”形，排樁上、下端整體變形量較中間小，這與兩
端所受約束較多有關(guān)系。本工程巖土條件下深度
9～12m處變形量較大，開挖深度最大的南側(cè)變形也
最大，累計水平位移最大為170．12mm，位于深度
12m，約為支護樁長的2／5深度處。
3)從該工程的監(jiān)測資料看，周邊土體的變形雖然
還是比較顯著，這是由于軟土地基變形模量小、流動
性強以及基坑開挖的綜合影響而產(chǎn)生的；同時也表
明，軟土地基具有很大的變形調(diào)節(jié)能力和適應(yīng)能力，
對于道路、管線等線形結(jié)構(gòu)物所帶來的不利影響具有
一定的吸收和化解作用，對于其正常使用帶來的不利
影響沒有通常規(guī)范中所分析的那么顯著。
4)基坑施工過程中，因為加強和完善了對基坑
支護結(jié)構(gòu)、基坑周圍土體和建筑物全面系統(tǒng)的監(jiān)
測，并研究探討變形特征，可以反饋信息，指導(dǎo)施
工，確保安全、順利地完成基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的施工
工作。因此，施工監(jiān)測分析是保障工程施工安全，
減少經(jīng)濟損失，完善深基坑支護設(shè)計不可缺少的強
有力手段。
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