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某商业中心深基坑变形监测与分析

文档作者：沙爱敏1，吕凡任1，邵红才1，王晓东2 文档来源： 1．扬州职业大学土木工程系 2．仪征市交通运输局		点击数：	更新时间： 2025年11月01日
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上一篇：某深基坑工程坑中坑支护施工问题综合分析

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2014年2月下
第43卷第4期
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 101
DOI：10．7672／s蓟s2014040l叭
某商业中心深基坑变形监测与分析术
沙爱敏1，吕凡任1，邵红才1，王晓东2
(1．扬州职业大学土木工程系，江苏扬州225009；2．仪征市交通运输局，江苏仪征211400)
[摘要]软土地区深基坑开挖一直是岩土工程领域的重点研究内容之一。为确保基坑施工安全，对深基坑施工变
形监测是信息化施工的重要内容。以宁波某深基坑工程为例，根据确定的监测方案及取得的数据，对支护结构的
水平位移、深层水平位移、周边土体水平位移和沉降变化规律进行分析。由监测结果可知，该基坑工程支护结构的
基坑变形控制设计方案合理。
[关键词]深基坑；监测；位移；沉降
[中图分类号]Tu433 [文献标识码】A [文章编号】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￡矿C妇以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毡《Y谊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
在软土地区进行深基坑开挖，变形问题受到了
越来越多的重视。由于软土有天然含水量高、压缩
性高、抗剪强度低、扰动性大、透水性差、土层分布
复杂、各层土物理力学性能相差比较大等特点，软
土地区深基坑的施工往往伴随着极强的环境效应，
基坑的开挖势必引起周围土体应力场的变化，可导
致周围地基土体产生较大的位移和变形，并将导致
周边建筑物、道路、地下管线等重要设施产生不均
匀沉降，甚至发生开裂破坏，形成一定的安全隐患。
现场监测是减小基坑风险，验证和修正初始计
算参数的有效手段，对已有实测数据的分析也可以
为类似工程的设计和施工提供参考。本文以宁波
某深基坑工程的监测为例，对现场实测数据进行详
}江苏省第四期“333工程”第三层次培养对象资助
[作者简介]沙爱敏，讲师，E—mail：saminl002@163．com
[收稿日期]2013-05-2l
细分析，研究了施工过程中基坑的水平变形、周围
地表沉降和水平位移、深层土体水平位移的变化规
律等。
1工程概况
该工程位于浙江省宁波市，地下2层，地上4
层，主楼1l层，框架结构，总建筑面积约126 000m2。
基坑开挖面积约26 000m2，总土方开挖量近28万
m3。基坑呈不规则四边形，基坑自然地坪标高为一
0．750m，基坑底标高为一11．000m，开挖计算深度为
11．05～12．35m。
1．1工程地质及水文地质条件
本基坑开挖范围内主要以黏土、淤泥质黏土、
淤泥质粉质黏土为主，各层土的物理力学性能指标
如表1所示。从表1可以看出，该场地的土层压缩
模量较低，稳定性较差。
场地地下水主要为孔隙潜水和深部孔隙承
压水。
万方数据
102 施工技术第43卷
1)孔隙潜水第四系孑L隙潜水主要赋存在浅
部填土层、淤泥质土、粉质黏土层中，其水量较小。
地下水水位埋深0．20～2．30m，地下水位起伏不大。
2)深部孔隙承压水该类地下水主要赋存于8
层圆砾层内，上覆层淤泥质土、粉质黏土层。该层
地下水水位埋深约3．0～3．5m。
1．2环境条件概况
1)基坑周边道路情况基坑东侧是宁波市城
市主干道，宽35m，距基坑最近距离13．4m；西侧为
待建道路；南侧道路宽10．0m，距基坑最近距离
9．6m；北侧道路宽28．0m，距基坑最近距离11．4m。
2)基坑周边建筑情况南侧为6层和8层的桩
基础建筑，距基坑最近距离30m，匿侧是1栋31层
的商业大厦，在建地下室l层，距基坑最近距
离30m。
3)基坑周边地下管线情况南侧有电力管线
(距离该基坑14．4m)，雨水管线(距离该基坑
11．4m)等，东侧有电力管线(距离该基坑约8．9m)、
污水管线(距离该基坑约9．4m)、煤气井(距离该基
坑约8．9m)等。
该工程特点是基坑开挖面积大，开挖深度较
深，土方量大，施工工艺难度较高；工程地质条件复
杂，土质较差，基坑开挖范围内主要以软土为主；环
境条件不容乐观，周围城市主干道与基坑边缘距离
过小，对基坑开挖的影响较为敏感，并且各种管线
埋深浅且紧邻基坑。为保证施工时基坑和周围建
筑物、构筑物的安全，采取了一整套监测与预报
技术。
2基坑支护结构设计
该基坑采用排桩+2道钢筋混凝土内支撑的支
护结构形式，支护桩采用钻孔灌注桩，支护桩直径
850mm，间距1 100mm，共655根，桩长20～28m。
基坑外围止水帷幕和坑中坑均采用直径600mm高
压旋喷桩，共l 158根。
3监测方案
为了确保围护结构的施工安全，必须对整个基
坑施工过程和内部结构回筑过程进行施工监测。
本工程监测的部分项目有：①围护结构深层土体位
移监测本工程采用Cx旬3D型测斜仪进行深层土
体位移观测。沿测斜孔每0．5m为一测点，双向观
测。基坑布置深层土体位移观测孔18个，间距
30一40m，监测孔深28m；②支护结构水平、垂直位
移观测基坑共布置35个水平、垂直位移观测点及
25个立柱沉降观测点；③周边环境监测基坑四周
道路共布设14个沉降观测点；④支撑轴力监测每
层10个，共布设20个监测点。基坑监测点平面布
置如图l所示。
图l监测点布置
Fig．1 LayOut Of mOnitoring point
4监测结果分析
该基坑开挖顺序为从南北两方向分别向中间
进行。本工程施工周期较长，前期变形较小，对基
坑开挖及周围环境影响很小，本文选择2011年4—
9月这一阶段监测结果进行分析。
4．1 桩顶水平位移监测结果分析
从图2可以看出，随着基坑开挖，围护桩顶累计
水平位移发展速度相对较慢，到后期曲线趋于水
平，南侧和西侧的水平位移相对于其他两侧比较
万方数据
沙爱敏等：某商业中心深基坑变形监测与分析103
大，东侧的水平位移较小，主要原因是由于南侧周
围建筑物比较密集及东侧在建建筑的影响。其中
南侧D1和D2点的水平位移最大，分别为117mm
和109mm。西侧中部D28，D29和D30点的水平位
移最大，分别为88，94mm和95mm。东侧中部D10
至100
潍80
坦60
}40
*20
盎。
磷
04．190斗270‘一150S之6 061190“3007．'8f]8埘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
图2水平位移曲线
Fig．2 HorizontaI displacement curVes
4．2周边土体变形分析
1)周围土体地表沉降分析
基坑开挖会直接导致周围土体发生侧向移动，
从而引起坑后土体产生沉降，对周围建筑物或市政
设施造成威胁。由图3a可以看出，各测点整体沉降
量随时间不断增大。前20d曲线变化呈缓慢上升的
趋势，说明第2道支撑的浇筑对周围道路的沉降起
到一定的抑制作用。20～50d期间，曲线变化呈持
续上升的趋势，尤其南侧沉降速度更快，说明此阶
段土方开挖速度较快，支护结构和外侧土体变形也
较大，引起土体沉降加速。50～70d期间，由于基坑
南侧挖土完成及底板浇筑的完成，累计沉降量-时间
曲线上升缓慢并趋于平缓。70d后，由于混凝土支
撑的拆除，沉降曲线又有所上升，说明混凝土支撑
的拆除间接影响了土体的沉降。另外，通过对14个
沉降观测点沉降数据分析发现，距离基坑最近的南
侧观测点H1，H2，H3和H4点累计沉降量最大，分
别为162，184，185，175mm。绝大部分测点都超过
了控制值，但该工程在基坑开挖至底板时道路正常
交通没有受到不利影响。
基坑开挖后，地下管线累计沉降量集中在
50mm以下，增长速度相对都比较平缓(见图3b)，
但电信3点处累计沉降曲线随基坑开挖呈迅速增长
的趋势，累计沉降量达到93mm。
2)周围土体水平位移分析
从图4可以看出，虽然基坑开挖到底时周边土
体的水平位移都没有发生显著的增加，但累计水平
蠖一蓁薰埠1004．170s．Is 05-2606_10060007．’80蝴08-2
日期“月-日)
a周围土体地表沉降
E 1塑
载
13
IH一㈩IH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地下管线累计沉降
图3土体沉降随时间的变化曲线
Fig．3 Cur’res of ground settIement with缅ne
位移比较大。南侧和北侧测点累计水平位移都明
显小于东侧，由于东侧是城市主干道，交通量大，土
体受到交通荷载影响，该侧土体累计水平位移最
大，超过了警戒值。分析部分测点监测结果发现，
前15d，由于东南侧第2道支撑混凝土的浇筑，该侧
H5，H6和H7测点累计水平位移变化不大，但其他
各测点随着挖土的继续，水平位移不断增加。随着
第1层挖土结束之后的15d，曲线增加速度迅速。
之后累计水平位移曲线趋于稳定，并不因为第2道
支撑的拆除而发生显著变化。
黪鬟
一H5
一H6
一H7
一H8
一H9
一H10
—-电信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
图4土体水平位移曲线
Fig．4 Horizontal displacement curves of ground
4．3深层水平位移分析
围护体的侧向变形大小及分布与基坑开挖深
度、围护桩刚度、支撑系统刚度、地质状况、地面超
载等因素均有关，侧向变形控制值能否满足围护体
系的稳定及基坑邻近设施的变形要求是基坑工程
成败的关键因素之一。
在基坑每侧选取1个测斜孔进行分析，基坑四
周有代表性测斜孔监测的水平位移如图5所示。图
5可以明显反映出基坑围护桩的累计水平位移随深
度的变化具有相同的规律，随着开挖深度的加大，
围护桩累计水平位移曲线呈现拉长的“s”形，基坑
侧向变形随着开挖深度的加大，先有逐渐变小的趋
势，然后累计水平位移迅速增大，基坑底部变形缓
慢，累计水平位移缓慢变小。且随着开挖时间的延
万方数据
施工技术第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
图5深层水平位移曲线
Fig．5 HorizontaI displacement curves in deep ground
续，围护桩累计最大水平位移不断变大。
该工程基坑南侧为整个基坑开挖深度最深的位
置，开挖深度达12．8m。该区域围护采用灌注桩，并
采用旋喷桩止水，但由于灌注桩之间空隙的存在，将
导致空隙间的软土挤入基坑内，引起周边过大侧移。
从测斜点Cx：可以看出，在深度0m处累计最大水平
位移为99．24mm，深层最大累计水平位移为
170．12mm，位于深度12m，约为支护桩长的2／5深
度处。
5 结语
1)该基坑支护主要采用排桩加2道内支撑的
结构形式，有效地控制了基坑周边土体的水平位移
和地表沉降，基坑底板的隆起也得到了有效控制。
通过监测分析，发现部分测点结果超过本工程制定
的控制值，该基坑开挖和施工没有对周边建筑物和
构筑物以及地下管线产生任何不利影响。
2)围护结构的最大水平位移与开挖的深度和
时间密切相关，深层土体水平位移曲线均呈膨胀的
“s”形，排桩上、下端整体变形量较中间小，这与两
端所受约束较多有关系。本工程岩土条件下深度
9～12m处变形量较大，开挖深度最大的南侧变形也
最大，累计水平位移最大为170．12mm，位于深度
12m，约为支护桩长的2／5深度处。
3)从该工程的监测资料看，周边土体的变形虽然
还是比较显著，这是由于软土地基变形模量小、流动
性强以及基坑开挖的综合影响而产生的；同时也表
明，软土地基具有很大的变形调节能力和适应能力，
对于道路、管线等线形结构物所带来的不利影响具有
一定的吸收和化解作用，对于其正常使用带来的不利
影响没有通常规范中所分析的那么显著。
4)基坑施工过程中，因为加强和完善了对基坑
支护结构、基坑周围土体和建筑物全面系统的监
测，并研究探讨变形特征，可以反馈信息，指导施
工，确保安全、顺利地完成基础及上部结构的施工
工作。因此，施工监测分析是保障工程施工安全，
减少经济损失，完善深基坑支护设计不可缺少的强
有力手段。
参考文献：
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