明挖法深基坑施工变形观测与分析

孔乐

（青岛市市政工程管理处，山东 青岛 266000）

随着我国城市地铁新建工程如火如荼地开展，明挖法深基坑的施工技术在地铁建设中得到了广泛的应用。应用明挖法施工技术时，一般开挖的基坑深度都比较深，并且伴随深基坑内部土体被挖出，深基坑周边的土层应力发生改变，甚至整个土层移动。明挖法深基坑施工会引起表面位移发生变化，甚至会产生地面的沉降及围护结构的沉降，有时还会发生水平位移。如果地面沉降的范围超过一定的限度，就会危及深基坑周围地面建筑物的正常使用或者是周围管线的正常使用，给深基坑的结构稳定性带来不利的影响，严重危及施工安全。因此，我们在施工过程中必须要控制对深基坑有害的变形，在深基坑开挖过程中对深基坑的维护结构及深基坑周围的临时建筑物、波及范围内的地下管线、深基坑周围的土体进行科学的监测，然后将监测的数据作为标准，对深基坑进行动态的管理控制，用以确保施工安全。

1 相关工程概况

本工程是双层结构，下面是复合墙结构，全部长度为265 m，其中，顶板的厚度约为2.5 m；采用的施工方法是明挖顺作法，并且将地下连续墙作为主体结构的一部分进行施工。在深基坑进行施工时，将地下连续墙作为周围的围护结构，其中，地下连续墙厚度约为800 mm，内衬的厚度约为600 mm。标准段深基坑的开挖深度约为16 m，砖头深基坑的开挖深度约为17 m，在基坑开挖时分层分段同时开挖。沿着深基坑开挖深度方向设置1道混凝土的支撑，同时设置3道钢管支撑。在车站进行施工期间，需要重点保护距离端头约15 m的一整栋商业住房。

2 监测点位置的设置

我们要对施工的有害变形进行监测，就必须在车站设置监测点，这样才能够及时预报施工过程中出现的变形问题，并且要利用先进的信息化建设手段，用监测出的数据科学地指导工程开挖，努力确保整个地下管线及周围建筑物的安全，确保深基坑结构的稳定性。

监测点的布置需遵循以下几点原则：①连续墙墙体的监测。对于连续墙墙体的监测，可以在维护的支撑墙内预先埋设测斜管，测斜管的厚度与墙的厚度相同，每个测斜管的间距约为20 m，需要保证基坑每一条边上都有相应的监测点。②维护墙顶位移监测。维护墙顶的位移监测点主要沿基坑的周边布置，监测点的距离约为20 m。③支撑的轴力监测。支撑的轴力监测主要依靠轴力计，选择测试的截面不应该产生拉应力，然后沿着深基坑开挖深度的方向每3个开挖段并成一组进行实际测量。④深基坑周边地表沉降的监测。地表周围沉降的监测与维护墙顶位移监测采用同一观测断面，主要针对深基坑深度2倍范围内的地表沉降进行监测。⑤地下水位的监测。地下水位的监测点主要布置在基坑的长边，并且数量不少于3个，同时在适当位置要进行加密监测，确保数据的准确性。⑥深基坑周围地表层建筑物沉降监测。在施工范围内，需要对影响到的建筑物进行地表沉降监测，监测点需设置在建筑物之上，同时监测点一般布置在建筑物的角点中点，每20 m左右布设一个。本工程建设的重点是位于深基坑15 m左右的一整栋商业住宅。⑦地下管线的监测。该监测点主要位于受到施工影响范围内的地下管线之处，并且监测点之间的间距不能大于30 m。

3 对于变形监测的结果分析

本工程端头开挖土地主要分为4层，一共架设了5道支撑，其中，第一道支撑的结构为钢筋混凝土结构，一起共同浇筑，另外4道围护结构为钢支撑。

3.1 地下连续墙的监测结果

我们通过观察每一个施工阶段地下连续墙的侧向位移变化量，并且对变化量进行仔细分析，可以发现在深基坑开挖的初期，地下连续墙变化范围很小，产生的侧向形变在底板浇筑之前就已经发生，在底板浇筑之后地下连续墙的侧向形变变化很小。

3.2 支撑轴力的监测结果

通过观察支撑阻力的变化图像并且结合实际的施工情况，我们可以得到这样的结论：随着开挖深度的增加，第一道支撑阻力的变化一直不大，后期还可能有所降低。但是，由于本工程第一道支撑采用的是钢筋混凝土支撑，因此可以有效避免掉撑称的现象，这对约束深基坑的位移变化也起到了积极的作用。

3.3 建筑物的沉降监测结果

我们主要观测位于基坑15 m处的建筑物，这也是本基坑开挖中监测的重点。通过观察建筑物沉降观测点的累计沉降，我们可以发现建筑物受到基坑开挖的影响比较小，在开挖7天以后，进度已经基本上处于稳定状态，并没有发生特别大的沉降变化，并且沉降的变化量不大，没有超过20 mm。这些情况反映了建筑物整体结构性较好，同时每一个监测点监测结果差异很小。

3.4 管线的沉降

本工程施工范围内管线情况比较复杂，东部有600 mm的雨水管和400 mm的污水管，南部有1 400 mm的雨水管和500 mm的污水管，同时有28孔通信管及500，600，700 3根上水管，300和600两根煤气管及3根地下电缆，在施工的过程中都需要重点监测和保护。这些管线在深基坑施工过程中反映的规律都比较相似，就是在底板浇筑完成1周以后便不再发生大的变形。从总体来看，所有管线的变形量都没有超过10 mm，也就是不在预警的范围之内，所以累计的沉降量也比较小。

4 结束语

通过对本工程深基坑开挖所产生的变形进行监测，我们可以得出以下几点结论：①深基坑开挖具有明显的时空效应，快速开挖可以有效减小深基坑的变形；②当深基坑开挖到临界的限度之后，围护结构对整个深基坑的变形作用减弱，这是加快底板的施工才是控制变形的关键所在；③在深基坑井坑周边进行旋喷加固，不仅能够减弱土体的沉降效应，还能够减少建筑物和管线的地表沉降；④在施工过程中，我们需要加强对施工影响范围内建筑物和地下管线的变形监测，确保整个施工过程的安全。

参考文献：

［1］朱文中.南京地铁明挖法深基坑工程监测技术［J］.山西建筑，2004，30（20）：67-68.