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深基坑工程施工安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警

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建筑建材裝飾
引言
由于土地資源有限,城市建筑開始大量向高空和地下兩個(gè)方
向發(fā)展,深基坑工程也隨之越來(lái)越多,且表現(xiàn)出多開挖越來(lái)越深
的特點(diǎn),局部地質(zhì)條件相對(duì)較好的地區(qū)已經(jīng)開挖深度達(dá)到30 米。
然而,在發(fā)展過程中基坑事故不斷發(fā)生。
1 工程概況
某大廈工程位于** 大街南側(cè)，總建筑面積約28000㎡，地下
3 層，地上11 層，為單體建筑，主要功能地下為停車庫(kù)（含六級(jí)人
防物資庫(kù)）、餐飲， 地上為商業(yè)用房與辦公用房， 建筑總高度
45m，地下室底板埋深約13.2m，基坑開挖深度達(dá)14m。項(xiàng)目周邊
關(guān)系詳件表1。
表1 項(xiàng)目周邊關(guān)系及地下管線調(diào)查統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)表
1.1 工程地質(zhì)條件
場(chǎng)地地形較平坦，場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象；地下室埋深范圍
內(nèi)土層為人工填土層、粉質(zhì)粘土層?；A(chǔ)持力層為中粗砂層，土
質(zhì)密實(shí)，無(wú)軟弱下臥層，地基承載力為270Kpa。
1.2 水文地質(zhì)條件
勘察期間實(shí)測(cè)第一次層靜止水位標(biāo)高21.67~22.33m （水位
埋深22.0~22.8m 之間），地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性，地面以
下20m 深度范圍內(nèi)飽和粉土與砂土不發(fā)生液化。近3-5 年最高
穩(wěn)定水位標(biāo)高26.00m，基坑不需降水。
2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
采用鉆孔灌注樁加2 道鋼支撐加錨桿的支護(hù)形式。護(hù)坡樁
直徑600mm，間距1300mm，樁長(zhǎng)17.5m，樁體強(qiáng)度C25，樁間采用
掛網(wǎng)噴射混凝土保持樁間土穩(wěn)定。樁體上部冠梁600mm 寬，
400mm 高。第一道鋼支撐位于地表下3.5m 處，為兩根25b 槽鋼，
錨桿為3-7Φ5 預(yù)應(yīng)力鋼絞線， 一樁一錨， 錨固段14m， 自由段
7m，預(yù)加力250KN；第二道鋼支撐位于地表以下8.0m 處，為兩根
28b 工字鋼， 錨桿為5-7Φ5 預(yù)應(yīng)力鋼絞線， 一樁一錨， 錨固段
19m,自由段5m，預(yù)加力400KN。因西側(cè)高層住宅下有工程樁，錨
桿入射角度為30°，其余錨桿入射角度為15°。
3 基坑監(jiān)測(cè)
本基坑工程監(jiān)測(cè)依據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）、《建
筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）及《建筑變形測(cè)量規(guī)
程》（JGJ8-2007）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。基坑總長(zhǎng)236m，最大開挖深度14m，
基坑安全等級(jí)為一級(jí)。
3.1 監(jiān)測(cè)要求及項(xiàng)目
3.1.1 觀測(cè)前對(duì)所用的儀器按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行校驗(yàn)， 并做好記
錄。使用過程中不得隨意更換。
3.1.2 首次進(jìn)行觀測(cè)，應(yīng)當(dāng)增加觀測(cè)回?cái)?shù)，一般取2~3 回的觀
測(cè)數(shù)據(jù)作為初始值。
3.1.3 固定觀測(cè)人員、觀測(cè)線路及觀測(cè)方式
3.2 監(jiān)控量測(cè)方法
3.2.1 建筑物傾斜監(jiān)測(cè)
（1）布點(diǎn)方法
布點(diǎn)時(shí)，可用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔，然后放入
長(zhǎng)200~300mm，直徑20~30mm 頂端磨圓的彎曲鋼筋，四周用水
泥砂漿填實(shí)。土方開挖前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行建筑物沉降點(diǎn)初始值的采集，
初始值的采集應(yīng)不小于三次。量測(cè)時(shí)間應(yīng)固定在同一時(shí)間段內(nèi)
完成，以消除外界變化對(duì)量測(cè)結(jié)果的影響。
（2）測(cè)點(diǎn)布設(shè)結(jié)合本項(xiàng)工程實(shí)際情況，需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的建筑物
有3 座：
①基坑西側(cè)的高層住宅樓：在住宅樓各角點(diǎn)布設(shè)1 個(gè)測(cè)點(diǎn)，
合計(jì)4 個(gè)測(cè)點(diǎn)；②基坑?xùn)|側(cè)的湖廣會(huì)館：鄰近基坑側(cè)，順基坑方
向在結(jié)構(gòu)角點(diǎn)分別布設(shè)2 個(gè)測(cè)點(diǎn)，長(zhǎng)邊中點(diǎn)增設(shè)2 個(gè)測(cè)點(diǎn)，合計(jì)
4 個(gè)測(cè)點(diǎn)；③基坑南側(cè)的磚混結(jié)構(gòu)：鄰近基坑側(cè)，順基坑方向在不
同結(jié)構(gòu)分界處分別布設(shè)2 個(gè)測(cè)點(diǎn)（觀測(cè)不同結(jié)構(gòu)差異沉降），合
計(jì)4 個(gè)測(cè)點(diǎn)。
3.2.2 地表（道路）沉降監(jiān)測(cè)
布設(shè)地表沉降測(cè)點(diǎn)， 一方面可直接觀測(cè)基坑開挖對(duì)鄰近地
層變形影響狀況， 另一方面也可通過對(duì)同一位置地表沉降與建
筑物沉降的對(duì)比分析，推斷建筑物基礎(chǔ)相對(duì)地層的沉降情況，從
深基坑工程施工安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警
劉鐸
(華能招標(biāo)有限公司， 河北石家莊
摘要： 近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在現(xiàn)代城市建設(shè)中，地鐵工程、高層建筑等工程中大量存在深基坑工程。深基坑工程是國(guó)家
規(guī)定的具有較大危險(xiǎn)性的工程之一，其事故的原因是多方面的，其中比例最大的是支護(hù)原因?；庸こ虒?shí)踐中既要考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)
的強(qiáng)度和變形，也要考慮基坑變形影響所及的周邊環(huán)境?；又ёo(hù)系統(tǒng)通常為臨時(shí)設(shè)施，安全儲(chǔ)備小，風(fēng)險(xiǎn)較大，工作狀態(tài)和工作
條件較復(fù)雜，不確定因素很多。因此，在施工過程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和控制是一個(gè)不容忽視的重要環(huán)節(jié)。深基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的內(nèi)
容一般包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、鄰近建筑物的傾斜位移和鄰近道路的沉降等。監(jiān)測(cè)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)反饋的信息進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)
現(xiàn)問題并進(jìn)行預(yù)警，以減少事故的發(fā)生。
關(guān)鍵詞： 深基坑; 變形監(jiān)測(cè); 安全預(yù)警
中圖分類號(hào)：TU753.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1674-3024（2016）12—11—02
工程管理
序號(hào)部位簡(jiǎn)況
1 西側(cè)
地下建筑輪廓線距西側(cè)18 層住宅樓約16.0m，經(jīng)調(diào)查，該
住宅樓基礎(chǔ)為樁基，樁底標(biāo)高約在地表以下10.0m 處
2 北側(cè)
地下建筑輪廓線距北側(cè)紅線外墻約2.1m ～7.0m，其外側(cè)
為騾馬市大街南甬道，寬約5.0m，再外為南輔道，寬約6.0m
3 東側(cè)
地下建筑輪廓線距東側(cè)紅線外墻約12.0m ～13.0m，其外
側(cè)為湖廣會(huì)館，建筑物密集，1～2 層
4 南側(cè)
地下建筑輪廓線距南側(cè)紅線外墻約3.5m，其外側(cè)為居民區(qū)，
建筑物密集，1～2 層
備注擬建物周邊地下管線情況暫不清楚，有待進(jìn)一步調(diào)查。
11
建筑建材裝飾
而更全面把握建筑物沉降狀況。
地表沉降通過地表樁的沉降測(cè)量數(shù)據(jù)變化來(lái)反應(yīng)， 標(biāo)準(zhǔn)地
表樁采用φ20 的鋼筋，通過鉆機(jī)成孔揭露至凍土0.5m 以下深度
原狀土內(nèi)，將鋼筋植入孔內(nèi)，并于底部澆注水泥砂漿與原位土體
接觸，在頂部位置做好套筒及加蓋保護(hù)裝置。采用精密水準(zhǔn)進(jìn)行
監(jiān)測(cè)。
3.2.3 監(jiān)控量測(cè)頻率
（1）根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）中
表7.0.3 要求，結(jié)合以往類似工程經(jīng)驗(yàn)，通常情況下，基坑施工階
段對(duì)周邊建筑物的監(jiān)測(cè)可按照表3 所制定的頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
若監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)異常情況， 則可根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)調(diào)整
監(jiān)測(cè)頻率，以保證工程安全。
（2）根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ8-2007）中第5.5.5 條要
求，確定施工期間公建項(xiàng)目建筑物自身沉降監(jiān)測(cè)頻率如下：
建筑物自身沉降監(jiān)測(cè)在基礎(chǔ)完工后開始觀測(cè)； 建筑物每加
高1~5 層觀測(cè)一次，若建筑施工均勻增高，則至少在增加荷載的
25%、50%、75%和100%時(shí)各測(cè)一次；施工過程中若暫停工，在停
工時(shí)及重新開工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)一次。停工期間可每隔2~3 個(gè)月觀
測(cè)一次。
觀測(cè)過程中，若有基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大
量積水、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨等情況，均應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。當(dāng)建
筑突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行逐
日或2~3 天一次的連續(xù)觀測(cè)。
4 監(jiān)測(cè)警戒值
根據(jù)規(guī)范及警戒值的確定原則，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將本工
程的警戒值確定如下：
（1）樁頂冠梁水平位移不超過40mm，偏移速率不大于5mm/
d。
（2）地表及道路沉降值不超過30mm，沉降速率不大于3mm/
d。
（3）相鄰建筑物的沉降及傾斜：相鄰兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最大沉降差
不超過3‰。
5 基坑監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析
每次監(jiān)控量測(cè)工作結(jié)束后，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過審核、消除錯(cuò)誤、
誤差和取舍之后，可供計(jì)算分析。并應(yīng)當(dāng)按照要求定期提交監(jiān)控
量測(cè)資料、簡(jiǎn)報(bào)。監(jiān)控量測(cè)資料整理應(yīng)及時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤
時(shí)，及時(shí)改正和補(bǔ)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)值有明顯異常時(shí)，應(yīng)迅速采取相
應(yīng)措施。
獲得一定數(shù)量的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)后， 可根據(jù)已有的監(jiān)控量測(cè)
數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，及時(shí)進(jìn)行基坑安全預(yù)警。
由于監(jiān)測(cè)周期較長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)眾多，本文只對(duì)基坑開挖至基
坑回填期間部分測(cè)點(diǎn)每周的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。
通過地表沉降監(jiān)測(cè)報(bào)表及曲線圖、道路沉降監(jiān)測(cè)報(bào)表及曲
線圖、建筑物傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)表及曲線圖、樁頂冠梁水平位移監(jiān)測(cè)報(bào)
表及曲線圖中，可以看出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化較小，變化較為均勻，
均未達(dá)到警戒值，均在要求范圍內(nèi)。
按照深基坑工程施工監(jiān)測(cè)的安全標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)可能存在的危險(xiǎn)
進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 對(duì)存在的預(yù)警值進(jìn)行判斷， 確定深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)
準(zhǔn)，確保深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的安全可靠性。依照建筑物地下管
線布局，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，提出良好的改進(jìn)建議。需要對(duì)
建筑物地下管線的沉降問題進(jìn)行分析，加強(qiáng)支護(hù)體系的管理，對(duì)
基坑底部存在的開挖產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行處理，增加支護(hù)，加強(qiáng)施工
進(jìn)度的管理。按照預(yù)定產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行施工，確保施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)
定性。地下管線需要對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量和分析，準(zhǔn)確的判斷靜水位
值，采用動(dòng)態(tài)水位信號(hào)分析的方法進(jìn)行監(jiān)控，確保動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)判斷
的合理性，逐步完善后續(xù)基坑開挖的施工效果。
6 結(jié)論
通過對(duì)某大廈工程深基坑開挖變形監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，有
如下認(rèn)識(shí)：
（1）水平位移變化量隨基坑開挖深度的加深而逐步加大，水
平位移累計(jì)變化量持續(xù)增加， 基坑的水平位移量大部分都在該
階段完成。從位移量來(lái)看， 各段水平位移量總體上呈現(xiàn)出中間
大、兩端小的特點(diǎn)，說明拐角地段支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小，相對(duì)比較
穩(wěn)定。
（2）基坑開挖對(duì)基坑周邊的道路影響較大，對(duì)建筑物的沉降
影響較小。建筑物各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)在整個(gè)過程緩慢下降，在底板澆筑
完后， 曲線已呈近似水平狀， 但道路各觀測(cè)點(diǎn)開挖期間下降較
快，在底板澆筑完后，曲線逐步趨于水平狀。因建筑物距基坑相
對(duì)較遠(yuǎn)，且基礎(chǔ)樁較深，未有較大影響。
（3）基坑開挖對(duì)周邊建筑物的傾斜影響不大，相對(duì)比較穩(wěn)
定，一直在可控范圍。
通過本基坑工程施工支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、鄰近建筑物傾
斜位移和鄰近道路的沉降監(jiān)測(cè)，有效地進(jìn)行了施工安全控制。根
據(jù)工程施工進(jìn)展情況和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，及時(shí)進(jìn)行了安全預(yù)警，
實(shí)現(xiàn)了信息化施工。
7 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，深基坑施工中需要對(duì)施工進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，分析施
工監(jiān)測(cè)理論標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)施工實(shí)際監(jiān)測(cè)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究，在
施工中嚴(yán)格的遵守施工制度管理， 做好安全監(jiān)測(cè)提高安全預(yù)警
技術(shù)效果。通過合理的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，逐步完善可能存在施工問題
的處理，確保施工安全效果的有效解決，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)水平，降
低施工造價(jià)，提高施工工程成本控制管理。
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