软土深基坑开挖监测数据统计分析

摘要：本文通过对20个典型软土深基坑开挖监测数据统计分析，研究基坑地表最大沉降平均值与开挖深度、支护结构最大水平位移平均值与开挖深度、地表最大沉降与支护结构最大水平位移平均值之间的关系，为软土地区深基坑支护结构变形引起周围地表沉降计算提供基础数据。

关键词：深基坑；监测数据；统计分析；变形特征

中图分类号：TU473 文献标识码：A

1引言

基坑开挖的过程是应力释放的过程，应力释放导致支护结构二侧的产生土压力差，引起支护结构变形、坑底隆起和坑周地表沉降。地表沉降将威胁基坑周边道路、地下管线及建筑物等周围环境的安全。其中支护结构变形对地表沉降的影响最大，是研究的重点。本文通过对20个典型软土深基坑开挖监测数据统计分析，获得了基坑地表最大沉降平均值为开挖深度、支护结构最大水平位移平均值为开挖深度、地表最大沉降与支护结构最大水平位移平均值之间的关系式，为软土地区深基坑支护结构变形引起周围地表沉降计算提供基础数据。

2深基坑变形特性分析

2.1 基坑变形特征曲线

在城市建筑物密集区钻孔灌注桩（地下连续墙）+内支撑的结构形式应用较为广泛，研究该支护结构体系下的侧向变形与地表沉降具有现实意义。

图1与图2为该支护结构体系下的地表沉降与支护结构侧向位移现场监测数据，由图1可以看出，地表沉降表现为偏心分布特征，其最大值发生在距支护结构边缘一定的距离处。地表沉降与支护结构侧向变形密切相关，地表沉降曲线包络面积与支护结构变形曲线包络面积之比约为，约为0.85[1]

图1地表沉降实测值

图2支护结构侧向位移实测值

2.2 基坑变形与地表沉降统计分析

表1基坑监测数据统计中前14个为南京、苏州地区软土深基坑的监测数据，后6个为上海地区深基坑监测数据[2]，支护结构形式为钻孔灌注桩（地下连续墙）+内支撑的结构形式。

表1 基坑监测数据统计表

/%

/%

11.4 19.27 21.63 0.169 0.190 0.891

12.5 21.64 23.31 0.173 0.186 0.928

12.7 24.13 25.42 0.190 0.200 0.949

9.9 15.87 16.93 0.160 0.171 0.937

10.6 18.78 19.94 0.177 0.188 0.942

14.5 29.98 33.65 0.207 0.232 0.891

13.1 23.35 24.37 0.178 0.186 0.958

11.5 19.96 21.45 0.174 0.187 0.931

12.9 22.39 24.52 0.174 0.190 0.913

9.5 15.94 21.54 0.168 0.227 0.740

10.2 18.57 22.76 0.182 0.223 0.816

13.5 20.96 27.21 0.155 0.202 0.770

15.0 25.58 33.89 0.159 0.193 0.821

15.2 27.92 35.62 0.184 0.209 0.878

14.4 28.7 38.3 0.199 0.266 0.749

12.0 20 19.6 0.167 0.163 1.020

14.0 46.5 50 0.332 0.357 0.930

14.6 28.41 37.9 0.195 0.260 0.749

13.5 18.01 19.9 0.133 0.147 0.905

16.5 53.5 65.2 0.324 0.395 0.821

由表1可得基坑变形的相互关系。

（1）坑周地表最大沉降与开挖深度关系为

（1）

式中，为地表最大沉降， ；为经验系数；为开挖深度，。

图3与关系

由表1可知，对于正常开挖的基坑，，统计平均值。

（2）支护结构最大水平位移与开挖深度关系为

（2）

式中，为支护结构最大水平位移， ；为经验系数；为开挖深度，。

图4与关系

由表1可知，，统计平均值。

（3）坑周地表最大沉降与支护结构最大水平位移关系为

（3）

表1统计平均值。

图5与关系

3结论

通过对20个软土中典型深基坑监测数据统计分析，基坑地表最大沉降为开挖深度的0.133%至0.332%范围内，平均值为开挖深度的0.198%；支护结构最大水平位移为开挖深度的0.147%至0.395%范围内，平均值为开挖深度的0.232%，地表最大沉降与支护结构最大水平位移之比为0.846。为软土地区深基坑支护结构变形引起周围地表沉降计算提供可靠的基础数据。

参考文献

[1] 彭振斌主编，深基坑开挖与支护工程设计计算与施工[M]. 武汉：中国地质大学出版社，1997.

[2] 卢俊义，杨敏. 上海地区深基坑工程连续墙和墙后地表土体的变形特点[J]. 岩土工程学报，2008, 30(增刊):167-375.

作者简介：

吴步旭（1962-），男，江苏仪征人，大学本科，副教授，主要从事工程设计与管理工作。