于涛
（北京市地质工程勘察院 北京 100048）
摘要：随着城市建设的发展，高层建筑物越来越多。在城市高层建筑建设过程中，开挖基坑问题凸显，基坑工程施工越来越多，开挖深度越来越深，开挖面积越来越大，使用周期也是比以前越来越长。由于基坑周围及地下环境错综复杂。为实现基础设施施工顺利进行，需要对施工过程中各类要素、各个环节进行必要的监测和控制，为施工单位提供及时有效的监测数据，配合施工队伍监测工作，共同维护现场的安全。本文通过对石景山衙门口基坑开挖过程中地表沉降的监测分析，探讨了基坑监测过程中地表沉降的影响及其规律。
关键词：基坑工程；基坑监测；地表沉降
Analysis on influence of foundation pit excavation on surrounding ground settlement
Abstract：Abstract: with the development of urban construction, there are more and more high-rise buildings. In the process of high-rise building construction in the city, the problem of foundation pit excavation is prominent. There are more and more foundation pit engineering construction, deeper and deeper excavation depth, larger and larger excavation area, and longer service life than before. Due to the complex surrounding and underground environment of foundation pit. In order to realize the smooth progress of infrastructure construction, it is necessary to monitor and control various elements and links in the construction process, provide timely and effective monitoring data for the construction unit, cooperate with the monitoring work of the construction team, and jointly maintain the safety of the site. Based on the monitoring and analysis of the ground settlement in the excavation process of Yamen foundation pit in Shijingshan, this paper discusses the influence and law of the ground settlement in the process of foundation pit monitoring.
key word：Foundation pit engineering; foundation pit monitoring; surface settlement
0.引言
近年来，随着城市建设的发展，高层建筑不断兴起，产生了大量的基坑开挖工作。基坑工程作为一个系统工程，它不仅要保护维护结构本身的安全，还要保证周围建筑物和地下管线的安全和正常使用，也就是说，基坑开挖会产生一系列环境问题。因此，有必要对基坑开挖引起的周边地表沉降进行分析。
本文通过石景山区衙门口基坑监测的项目情况，对基坑外的地表沉降进行规律性的研究，得出一些有效的结论，为以后的工程提供了参考。
1.影响基坑工程变形的三要素
1.1地下水位
地下水位变化是影响基坑工程变形的主要因素之一。地下水分为上层滞水、潜水、承压水。上层滞水是聚集具有自由水面的重力水，一般雨季获得补充，积存一定水量，旱季水量逐渐消失。潜水是饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。承压水是指充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中的水。其中，承压水是对基坑底板和基坑施工的危害较大，对地表沉降也会产生影响。
1.2基坑工程开挖
基坑工程开挖可以引起土体的流动性，从而产生围护结构的位移和土体位移。由于上体的开挖与自重应力释放，致使坑底向上回弹，开挖后，基底以下部分墙体向基坑方向变位时，挤推墙前的土体，造成坑底隆起变形加剧。对周边地表沉降也有一定影响。因此，基坑开挖本身就是一项土体变形的工程。
1.3基坑周边堆载
周边堆载也是影响基坑工程变形的主要因素之一。如果周边存在大量堆载，围护结构的水平位移将受到重要影响。开挖的越深，堆载对水平位移的影响越大，在地表沉降的影响范围（约为开挖深度的2~3倍）内也越大。
2.工程实例分析
2.1工程概况
石景山衙门口深基坑监测项目，基坑实际开挖深度16.25m，基坑东北侧有一个110KV高压塔，本次施工时距现高压塔最小安全距离为5m。工程场地位于永定河洪冲积扇上部，受人工堆土影响，现状地形有一定起伏。工程场地潜水天然动态类型属渗入~径流型，主要受大气降水、地下水侧向径流等方式补给，以人工开采、地下水侧向径流等方式排泄。
2.2 地表沉降监测点布设
（1）测点埋设要求
在地面未硬化之前，测点布设采用套筒埋设，在设计位置处下套筒至原状土，套筒中央插入直径不小于14的螺纹钢筋至下卧层，用混凝土回填，待地面硬化时进行保护。
（2）监测点布设要求
沿平行基坑周边边线布设的地表沉降点应不少于2排，排距宜为3m~8m，第一排监测点距基坑边缘不宜大于2m，每排监测点间距宜为10m~20m；应根据基坑规模和周边环境条件，选择有代表性的部位布设垂直于基坑边线的横向监测断面，每个横向监测断面监测点的数量和布设位置应满足对基坑工程主要影响区和次要影响区的控制，每侧监测点数量不宜少于5个；监测点及监测断面的布设位置应于围护结构监测点和周边环境监测点布设位置相结合。本文以东侧和南侧地表沉降为例，东侧东侧为DB15-1~DB15-5，西侧为DB23-1~DB23-5。测点的具体布设见图2。
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图2 基坑东南侧监测点布置示意图
Fig. 2 Layout of monitoring points in the southeast of foundation pit
2.2监测数据分析
基坑的东区开挖从2019年7月8日开始，至2020年10月30日，基坑的南区开挖从2020年3月30日开始，至2020年11月25日，图3、图4分别给出了DB15-1~DB15-5和DB23-1~DB23-5测点的地表沉降随时间变化曲线。
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（1）基坑东侧测点DB15-1~DB15-5的沉降变化分析
①基坑开挖后，基坑外侧的地表沉降开始逐渐加大。
②基坑开挖到底后（10月12日后），由于没有及时加快主体结构的施工，沉降又有所发展，随着时间地表沉降趋于平缓，体现出明显的时间效应。
③通过对东侧的8号测斜孔的观测发现，维护结构在施工过程中水平位移达到4.65mm，监测数据表明，东侧的围护结构位移具有安全性。
（2）基坑南侧测点DB23-1~DB23-5的沉降变化分析
①基坑开挖后，基坑地表沉降随时间变化量逐渐增大。
②通过对南侧的4号、7号测斜孔的观测发现，维护结构在施工过程中水平位移分别达到2.35mm、1.07mm，监测数据表明，南侧的围护结构位移具有安全性。
③测点DB23-5沉降量达到11.34mm，在正常范围之内。
地表的最大沉降点位于基坑边缘，后者的最大沉降点离基坑边有一定距离，本文通过实例对这一问题进行验证。图5、图6分别给出了基坑东侧和南侧各测点的地表沉降随距离变化曲线。通过地表沉降随距离的变化曲线可以看出：
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（1）基坑东侧最大沉降发生在墙后15m附近，地表沉降的最大值离围护结构有一定的距离；基坑南侧的的最大沉降发生在墙后15m附近，说明不是距离基坑最近的变化量越大，而是距离基坑一定距离影响越大。
（2）基坑东侧地表沉降最大值为-9.89mm，未超出预警值，点号为DB15-3。基坑南侧地表沉降最大值为-11.34mm，未超出预警值，点号为DB23-3。
3 结论
（1）地表沉降大致可分为三个阶段：初步沉降阶段、急速沉降阶段和稳定沉降阶段，分别对应不同的工况。随着基坑开挖深度的增加，地表沉降影响越来越大。另外，最大地表沉降并不在基坑边缘，而是离基坑边缘有一定距离，而后随着距离的增大，地表沉降的变化率越来越小。
（2）基坑开挖对地表沉降的影响因素很多，通过对其监测进行信息化管理提高工作效率。
（3）基坑土方开挖应符合分层、分段、适时的原则，合理安排施工顺序，并应制定系统的开挖监测案。开挖过程中严禁超深度开挖，避免对基底土层的扰动、破坏；采用机械开挖土方时，应在基坑底预留足够厚度的保护层，由人工挖掘修整，槽底卵石因扰动而松散时，垫层施工前可适量洒水夯实。
参考文献
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岩土工程勘察报告 2018
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[6]侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
作者简介：于涛(1986.11--);性别：男，民族：汉，籍贯：北京平谷人，学历：本科；现有职称：中级工程师；研究方向：基坑监测及主体沉降