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中国水利水电第十三工程局有限公司 中国津
摘要：通过现场量测的深基坑围护结构变形信息资料，建立了深基坑开挖中支护结构变形监测的预报方法。该方法可对深基坑开挖的安全性作出评估，了解基坑开挖引起的土体变形情况，并及时提供检测数据以便及时调整施工方案，确保基坑的整体稳定，最终保证工程的安全和施工的顺利进行。
关键词：深基坑；支护结构；变形预报
传统的基坑支护结构体系的设计方法是按照墙体受力强度及整体稳定性进行设计的，设计过程是以开挖的最终状态为对象。然而基坑开挖过程往往会引起支护结构的内力和变形以及土体的变形，发生种种意外变化，乃至影响工程安全和环境安全，绝非传统的方法能事先控制或事后处置的。因此，以变形大小作为控制手段的设计方法正受到人们的普遍重视，因为支护结构的变形量是基坑开挖过程中支护结构与土相互作用的直观反映，又是各种突发事件发生的先兆，如果能事先预测支护结构的变形量，对保证基坑安全施工具有重要的意义，通过分析预测指导施工，通过施工信息反馈修改设计，以满足施工的需要。
本文就作者根据某工程深基坑支护开挖以及监测预报情况做一介绍。
一、工程概述
浙江某发电厂循环水排水工程排水箱涵共计126.45m，本工程位于电厂厂区西北侧，贯穿大引河河床和西周海堤，海堤外侧为海滩。大引河的水位受潮汐影响，并且和外海潮位相同。排水箱涵结构形式为：基底标高为-6.6m，顶高程为-0.9m，总体尺寸为10.2×5.7m，地基采用φ500mm1224根，L=14.15m（桩顶标高-3.35m）和L=11m（桩顶标高-6.50m）的水泥搅拌桩加固处理。
二、工程地质
根据场地工程地质勘察报告，本区地层主要为第四系上层，由全新统海积软上～上更新统冲海积砂性土及中更新统冲、洪积粘性上夹砾砂类土组成。场地地层分布较为复杂，第四系土层厚度达70m左右。基坑开挖范围内地层分布简述如下：
1#层素填土：原始地表以下为黄褐色粘土组成，很湿～湿，软塑～可塑，顶部含少量植物根系，下部局部为粘土，粘塑性好，光滑，无摇震反应，干强度与韧性高，物理力学性质一股，具中高压缩性，厚度0.7～2.6m。其中西周塘海堤填土厚度达6.5～10.7m，岩性多为粘性土，局部为块石，堤顶为混凝土路面。
2-1#层淤泥：浅灰黄色或灰色，饱和，流塑，厚层状构造，含少量有机质及贝壳。塘底部位顶部0.3m为浮泥混少量腐植质。土质欠固结，工程地质性质极差，具高压缩性。该层在象山港海域部位表层分布厚2～3m的新近沉积浮泥，性质极差。该层厚度5.8～I3.9m，顶板标高2.04～-11.94m。
2-2#层淤泥质粘土：灰色，饱和，流塑，厚层状构造，局部夹粉细砂薄层，物理力学性质较差，具高压缩性。该层厚度0.9～14.65m，顶板标高-9.43～-17.16m。
3-1#层粉质粘土，黄绿～灰黄色，湿～稍湿，可塑，中～重塑性。厚层状构造，局部夹粉土团块，含铁锰质斑点。物理力学性质较好，具中等压缩性。该层局部缺失，厚度0.6～6.3m，顶板标高-12.66～-20.84m。
根据工程地质勘察报告可得基坑开挖范围内的场地土的主要物理力学性指标如表1所列。
表1场地主要土层的物理力学性指标
土层编号 土层名称 层厚
（m） 含水量
（%） 重度γ（kN/m3） 抗剪强度
C（kPa） 指标
ψ（°）
1 填土 1.7 41.1 18.28 13.9 13.8
2-1 淤泥 11.5 58.6 15.5 5.0 9.2
2-2 淤泥质粘土 4.7 55.3 16.91 7.1 9.0
2-3 粉质粘土 4.0 31.2 19.23 24.7 14.4
三、基坑支护结构形式
根据本工程的基坑开挖深度、基坑特征、周边环境及工程地质条件，采用局部卸载+钢板桩（15m）的基坑支护结构型式。排水箱涵结构施工共分为7段进行分段施工，在施工期间，第3、4、5、6、7节排水箱涵均采用此种方案进行施工。（支护结构形式如右图）
四、监测目的
1、掌握基坑开挖施工中引起的土体变形情况，控制钢板桩变形；
2、了解支护结构在不同情况时的受力状态，及时采取措施，安全施工；
3、通过监测信息反馈，优化施工组织设计，指导现场施工，确保深基坑基坑的整体稳定，最终保证工程的安全和施工顺利进行。
五、监测方案
为了了解基坑开挖引起的场地位移，主要进行场地深层测向变形的施工监测。监测具体的测试内容、布置方案介绍如下：
场地测向变形采用测斜管和测斜仪来完成。用来测量基坑开挖引起的侧向变形，根据侧向变形大小判断基坑开挖的影响范围和影响程度。本基坑共布置12组测斜管，深度30m。
上述测试内容的测点布置见附图，测试频率为挖土期间1-2次/1天，警戒情况测试频率为2次/1天，开完完毕垫层施工完后3-5天/次。
现场监控仪器配置
名 称 型 号 数 量
测斜仪 CX-100 1台
地质钻机 100型 2台
便携式电脑 Pⅳ 1台
六、工艺流程及监测要求
1、基坑开挖监测原理如图所示
2、监测警戒值
监测单位随时向建设单位和监理单位通报监测情况，情况紧急时立项向建设单位汇报，同时通知监理单位和施工单位，以便及早做好预防措施。在基坑开挖过程中若观测结果出现下来情况，立即向建设单位、监理单位报告并建议采取适当的补救措施：
测斜管水平位移速率超过5mm/天，且连续3天无明显下降；测斜管总体水平位移超过6cm。
监测单位根据监测情况结合施工过程中提出合理化建议，监测完毕后提交监测总报告。
2、信息化施工
监测单位将监测结果及时提交给业主和监理单位，基坑开挖期间一天一报，垫层施工完成后根据监测情况3～5天一报，监测完成提交监测总报告。监测单位由监理单位及时转发各有关施工单位，根据监测结果调整施工工艺，协调施工进度，确保坑内外主体结构桩机工程的安全和基坑的稳定。
3、监控质量保证制度
3.1质量监控主要采取检查，作平行样，作曲线等方式进行；
3.2平行样两个结果之间的误差应小于国家标准和部颁试验规程的允许误差，否则返工重做；
3.3未规定允许误差的试验项目要严格按照试验规定，以求得准确的试验数据，能作曲线的，要通过作曲线来证实试验结果的准确性；
3.4所有的计量器具要及时送检，该校正的仪器要根据情况随时校正，使仪器设备能长期保持最佳状态；
3.5测试人员应认真进行原始资料的整理和计算，校核人员要认真地将结果进行100%的复核；
3.6质检员要对原始记录和报告进行全面审核，校对人员要进行认真的校对。
从YL-5土体位移随时间-深度变化图可知基坑随着开挖深度加深，钢板桩变形越来越大，远远超过了测斜管总体水平位移规定范围值，在施工过程中，我们根据监测结果，及时调整了支护结构形式，在基坑底部增加了一道临时支撑，确保了基坑开挖的顺利进行和建筑物施工。
七、结论
在基坑开挖施工中，采取一定的监测手段，减收了盲目性，及时发现施工过程中的异常并预警，保证了基坑的安全施工。通过监测数据的搜集为基坑支护的动态设计提供了充分的依据，也有可能达到意想不到的目的，采用基坑监测方法，进行信息法施工，确保了基坑的安全并进行动态设计，满足了设计要求。
作者简介：
刘健：男，1978年7月出生，高级工程师。
摘要：通过现场量测的深基坑围护结构变形信息资料，建立了深基坑开挖中支护结构变形监测的预报方法。该方法可对深基坑开挖的安全性作出评估，了解基坑开挖引起的土体变形情况，并及时提供检测数据以便及时调整施工方案，确保基坑的整体稳定，最终保证工程的安全和施工的顺利进行。
关键词：深基坑；支护结构；变形预报
传统的基坑支护结构体系的设计方法是按照墙体受力强度及整体稳定性进行设计的，设计过程是以开挖的最终状态为对象。然而基坑开挖过程往往会引起支护结构的内力和变形以及土体的变形，发生种种意外变化，乃至影响工程安全和环境安全，绝非传统的方法能事先控制或事后处置的。因此，以变形大小作为控制手段的设计方法正受到人们的普遍重视，因为支护结构的变形量是基坑开挖过程中支护结构与土相互作用的直观反映，又是各种突发事件发生的先兆，如果能事先预测支护结构的变形量，对保证基坑安全施工具有重要的意义，通过分析预测指导施工，通过施工信息反馈修改设计，以满足施工的需要。
本文就作者根据某工程深基坑支护开挖以及监测预报情况做一介绍。
一、工程概述
浙江某发电厂循环水排水工程排水箱涵共计126.45m，本工程位于电厂厂区西北侧，贯穿大引河河床和西周海堤，海堤外侧为海滩。大引河的水位受潮汐影响，并且和外海潮位相同。排水箱涵结构形式为：基底标高为-6.6m，顶高程为-0.9m，总体尺寸为10.2×5.7m，地基采用φ500mm1224根，L=14.15m（桩顶标高-3.35m）和L=11m（桩顶标高-6.50m）的水泥搅拌桩加固处理。
二、工程地质
根据场地工程地质勘察报告，本区地层主要为第四系上层，由全新统海积软上～上更新统冲海积砂性土及中更新统冲、洪积粘性上夹砾砂类土组成。场地地层分布较为复杂，第四系土层厚度达70m左右。基坑开挖范围内地层分布简述如下：
1#层素填土：原始地表以下为黄褐色粘土组成，很湿～湿，软塑～可塑，顶部含少量植物根系，下部局部为粘土，粘塑性好，光滑，无摇震反应，干强度与韧性高，物理力学性质一股，具中高压缩性，厚度0.7～2.6m。其中西周塘海堤填土厚度达6.5～10.7m，岩性多为粘性土，局部为块石，堤顶为混凝土路面。
2-1#层淤泥：浅灰黄色或灰色，饱和，流塑，厚层状构造，含少量有机质及贝壳。塘底部位顶部0.3m为浮泥混少量腐植质。土质欠固结，工程地质性质极差，具高压缩性。该层在象山港海域部位表层分布厚2～3m的新近沉积浮泥，性质极差。该层厚度5.8～I3.9m，顶板标高2.04～-11.94m。
2-2#层淤泥质粘土：灰色，饱和，流塑，厚层状构造，局部夹粉细砂薄层，物理力学性质较差，具高压缩性。该层厚度0.9～14.65m，顶板标高-9.43～-17.16m。
3-1#层粉质粘土，黄绿～灰黄色，湿～稍湿，可塑，中～重塑性。厚层状构造，局部夹粉土团块，含铁锰质斑点。物理力学性质较好，具中等压缩性。该层局部缺失，厚度0.6～6.3m，顶板标高-12.66～-20.84m。
根据工程地质勘察报告可得基坑开挖范围内的场地土的主要物理力学性指标如表1所列。
表1场地主要土层的物理力学性指标
土层编号 土层名称 层厚
（m） 含水量
（%） 重度γ（kN/m3） 抗剪强度
C（kPa） 指标
ψ（°）
1 填土 1.7 41.1 18.28 13.9 13.8
2-1 淤泥 11.5 58.6 15.5 5.0 9.2
2-2 淤泥质粘土 4.7 55.3 16.91 7.1 9.0
2-3 粉质粘土 4.0 31.2 19.23 24.7 14.4
三、基坑支护结构形式
根据本工程的基坑开挖深度、基坑特征、周边环境及工程地质条件，采用局部卸载+钢板桩（15m）的基坑支护结构型式。排水箱涵结构施工共分为7段进行分段施工，在施工期间，第3、4、5、6、7节排水箱涵均采用此种方案进行施工。（支护结构形式如右图）
四、监测目的
1、掌握基坑开挖施工中引起的土体变形情况，控制钢板桩变形；
2、了解支护结构在不同情况时的受力状态，及时采取措施，安全施工；
3、通过监测信息反馈，优化施工组织设计，指导现场施工，确保深基坑基坑的整体稳定，最终保证工程的安全和施工顺利进行。
五、监测方案
为了了解基坑开挖引起的场地位移，主要进行场地深层测向变形的施工监测。监测具体的测试内容、布置方案介绍如下：
场地测向变形采用测斜管和测斜仪来完成。用来测量基坑开挖引起的侧向变形，根据侧向变形大小判断基坑开挖的影响范围和影响程度。本基坑共布置12组测斜管，深度30m。
上述测试内容的测点布置见附图，测试频率为挖土期间1-2次/1天，警戒情况测试频率为2次/1天，开完完毕垫层施工完后3-5天/次。
现场监控仪器配置
名 称 型 号 数 量
测斜仪 CX-100 1台
地质钻机 100型 2台
便携式电脑 Pⅳ 1台
六、工艺流程及监测要求
1、基坑开挖监测原理如图所示
2、监测警戒值
监测单位随时向建设单位和监理单位通报监测情况，情况紧急时立项向建设单位汇报，同时通知监理单位和施工单位，以便及早做好预防措施。在基坑开挖过程中若观测结果出现下来情况，立即向建设单位、监理单位报告并建议采取适当的补救措施：
测斜管水平位移速率超过5mm/天，且连续3天无明显下降；测斜管总体水平位移超过6cm。
监测单位根据监测情况结合施工过程中提出合理化建议，监测完毕后提交监测总报告。
2、信息化施工
监测单位将监测结果及时提交给业主和监理单位，基坑开挖期间一天一报，垫层施工完成后根据监测情况3～5天一报，监测完成提交监测总报告。监测单位由监理单位及时转发各有关施工单位，根据监测结果调整施工工艺，协调施工进度，确保坑内外主体结构桩机工程的安全和基坑的稳定。
3、监控质量保证制度
3.1质量监控主要采取检查，作平行样，作曲线等方式进行；
3.2平行样两个结果之间的误差应小于国家标准和部颁试验规程的允许误差，否则返工重做；
3.3未规定允许误差的试验项目要严格按照试验规定，以求得准确的试验数据，能作曲线的，要通过作曲线来证实试验结果的准确性；
3.4所有的计量器具要及时送检，该校正的仪器要根据情况随时校正，使仪器设备能长期保持最佳状态；
3.5测试人员应认真进行原始资料的整理和计算，校核人员要认真地将结果进行100%的复核；
3.6质检员要对原始记录和报告进行全面审核，校对人员要进行认真的校对。
从YL-5土体位移随时间-深度变化图可知基坑随着开挖深度加深，钢板桩变形越来越大，远远超过了测斜管总体水平位移规定范围值，在施工过程中，我们根据监测结果，及时调整了支护结构形式，在基坑底部增加了一道临时支撑，确保了基坑开挖的顺利进行和建筑物施工。
七、结论
在基坑开挖施工中，采取一定的监测手段，减收了盲目性，及时发现施工过程中的异常并预警，保证了基坑的安全施工。通过监测数据的搜集为基坑支护的动态设计提供了充分的依据，也有可能达到意想不到的目的，采用基坑监测方法，进行信息法施工，确保了基坑的安全并进行动态设计，满足了设计要求。
作者简介：
刘健：男，1978年7月出生，高级工程师。