地下水位的变化引起周边建筑物和地表沉降实例分析

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年第9期   作者:于涛
[导读] 以北京某深基坑工程为研究对象
        于涛
        北京市地质工程勘察院 北京 100048
        摘要:以北京某深基坑工程为研究对象,根据基坑周边环境,依据相关规范并结合基坑特点制定了地下水位监测方法、周边建筑物沉降方法及监测结果进行分析。结果表明,基坑监测方法得当,基坑地下水位变化和周边建筑物沉降变化存在一定的规律性。
关键词:地下水位 周边建筑物 变形监测 变形分析
1 工程概况
1.1 工程简介
        本工程位于北京市西城区,总建筑面积12500m2,其中:地上部分7层,布置业务用房及配套设施。地下5层。基坑平面呈东西向,东西宽约90m、南北长约130m,建筑正负0对应绝对标高47.45m,基坑开挖深度25.86m,标高均为相对标高。
        本工程位于北京西城区的繁华市区,周边环境较为复杂,施工前应对基坑周边进行普查,确保施工安全。基坑东侧北端距离国信证券股份有限公司大厦8m左右,其中距离国信证券西侧汽车坡道最近处仅有5m左右,国信证券地下三层,埋深约15m。基坑东侧南端距离中国石油国际事业有限公司大厦18m左右,中国石油大厦地下三层,埋深约17m。基坑东侧南端距离西兴盛胡同22号院居民楼20m左右。
1.2 工程地质条件
        根据工程地质勘察报告,建设场区深度范围内地层分为人工堆积层、第四纪沉积层和第三纪地层三大类,按地层岩性进一步分为11个大层,地层岩性及其特征自上而下为:①房渣土层,厚度为3.1~7.0m,杂色,松散~稍密,稍湿,含砖头,瓦块,混凝土块;②粉质粘土-粘质粉土层,褐黄色,很湿,可塑~软塑;③圆砾-卵石层,杂色,稍密~中密,稍湿,浑圆形;④中砂-粗砂层,褐黄色,密实,稍湿,局部含砾石;⑤卵石-圆砾层:杂色,密实,稍湿~很湿;⑥粉质粘土-粘质粉土层,褐黄,很湿,可塑~软塑;⑦圆砾-卵石层,杂色,密实,很湿;⑧细砂~中砂层,褐黄色,密实,湿~很湿,局部含有砾石;⑨卵石层,杂色,密实,很湿;⑩圆砾-卵石层,杂色,密实,很湿;11粘土层,红褐色,泥质和砂质胶结。
1.3 工程水文地质条件
        建设场地内的地下水类型为层间潜水,层间潜水含水层主要为卵石—圆砾⑤层,静止水位埋深23.40~23.60m,静止水位标高为23.71~23.81m,在厂区内连续分布。每年6~9月份为大气降水丰水期,地下水位6月份开始上涨,8~9月份到达当年最高水位,在9月份以后,雨季过去,浅层水位开始下降,至次年5月份到达当年的最低水位,平均年降幅达到1~3m。
2 基坑支护方案及布点图
        为节约施工空间,保护临近建筑物和地下设施,减少基底回弹,利用支护结构进行地下水控制,需选择有效的支护方式。本工程基坑开挖深度约为25m,基坑的6个剖面采用“桩锚支护体系”支护形式。基坑重要等级为一级。基坑监测点布点图如图1。


3 地下水位监测
3.1 监测点的布设及监测方法
        采用电测水位仪进行地下水位监测。
        具体测量方法:按四等水准对水位观测井的井口固定点进行高程测定,每次测量井口固定点至地下水水面竖直距离两次,当连续两次静水位测量数值之差不大于±1cm/10m时,将两次测量数值及其均值进行记录,根据记录值进行水位高程的计算,本次水位高程和上次水位高程的差值就是地下水的变化量。
        根据现场情况,共布设10个地下水位监测井。
3.2 监测成果分析
        从基坑地下水位监测成果表中的数据可以看出:截止到2018年6月30日,基坑地下水位变化最大的点为S2号点,累计变化量为2.76m;监测期间正常。其变化曲线图见图1。
        
     
4 周边建筑物和地表沉降监测
4.1 监测点的布设及监测方法
        采用Trimble Dini 12电子水准仪进行观测。
        周边地表沉降观测点埋设,用冲击钻在地表上钻孔,然后放入长直径200~300mm,20~30mm的半圆头钢筋,四周用水泥砂浆填实。周边建筑沉降观测点的埋设,将预制50mm*50mm的钢板涂上强力胶水和建筑物粘连稳固。
        具体测量方法:严格按照《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)中的6.3竖向位移监测的具体相关技术规范进行作业,保证测量精度。
        根据现场情况,共布设39个监测点。
4.2 监测成果分析
        从基坑周边建筑物和地表沉降成果表中的数据可以看出:截止到2018年6月30日,基坑周边建筑物和地表沉降变化最大的点为37号点,累计变化量为16.33mm;监测期间正常。其变化曲线图见图2。


5 结论
        在基坑监测过程中,监测数值分析结果可以为深基坑开挖施工过程中地下水位变化对周边建筑物和地表的影响提供相应的建议和技术指导,减小基坑开挖产生的位移,提高深基坑开挖施工的安全性。季节的变化、降水量的多少是引起水位变化的重要因素。水位变化引起周边建筑物和地表沉降的必要因素。
参考文献:
【1】龙章,深基坑监测中地下水位对周边建筑的影响【J】施工与技术2020
【2】原涛等,深基坑变形监测实例分析【J】城市地质 2016
【3】夏文等,深基坑开挖地下水位变化对周边的沉降影响分析【J】施工技术 2019.6


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
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