随着城市建设规模及地下空间开发规模的不断发展，高层建筑和地下交通工程建设中面临大量深基坑开挖问题。由于岩土工程问题的复杂性和基坑工程问题的特殊性，基坑安全事故时有发生。除加强基坑支护措施和提高设计水平外，还要对基坑开挖过程中的现场进行监测，这是降低基坑施工过程风险的重要手段，可为动态调整支护参数提供有效依据，也是实现基坑动态设计开挖的必要途径^[1]。本文结合济南市武岳庙历史建筑保护工程进行基坑结构设计，根据场地具体工程地质条件，选择安全、合理的支护方案，并对基坑以及周边建筑道路进行现场监测^[2]，旨在为该地区深基坑的开挖支护设计与施工提供有益的参考。

1 工程概况

武岳庙又名关帝庙，位于济南市县西巷西侧、大明湖以南, 后宰门街以北，紧邻百花洲片区, 为济南规模最大、建筑年代最早的关帝庙，武岳庙历史建筑保护项目被列入提升泉城特色的重点工程。该项目包括新建A座、B座仿古建筑，该项目净用地面积5 700 m²。新建筑地上两层，地下一层，A座基础埋深4.9 m，B座基础埋深6.0 m。根据各建筑物的分布与地下车库基坑的空间关系，本工程场地形状不规则，基坑开挖深度为4.9~6.0 m，基坑采用支护桩支护，局部采用土钉墙支护。该项目技术要求高、专业性强、施工难度大，为及时了解施工过程中基坑及周围建筑物的变形程度和趋势，为下一步的施工提供科学决策依据，对武岳庙地块周围建筑和基坑进行位移测量，对周边路面、建筑及基坑进行沉降观测。

2 工程地质、水文地质条件

根据文献[3]可知，工程区域地面标高在25.74~26.73 m区间，场地地层属山前洪冲积倾斜平原。在勘察范围内与支护有关的场地地层自上而下分为7个地层：杂填土(淤泥质冲填土)、粉质粘土、粘土、碎石(粉质粘土混碎石、砾砂)、残积土、全风化闪长岩、强风化闪长岩。

与基坑支护相关的各土层主要物理力学参数如表 1所示。

场地内地下水类型为第四系松散土层中的孔隙潜水，勘察期间，地下水稳定水位埋深为1.20~2.30 m，稳定水位埋深平均值为1.75 m，稳定水位标高平均值为26.20 m，季节性地下水变化幅度为1.0~2.0 m。

3 基坑支护方案

武岳庙历史建筑保护工程中基坑开挖影响范围内的地基土主要由人工堆积层填土及山前冲积形成的粘性土组成，下覆风化闪长岩，上覆填土较厚，工程性质差，对基坑开挖边坡稳定性不利。粘性土分布广泛，厚度大，地下水位为1.20 m，基坑开挖、支护及截水难度均较大。本工程处于闹市区，基坑西侧为居民建筑区，距基坑较近，西南侧有一栋2层独立建筑，要求基坑开挖时确保基坑自身安全及周边环境较小的变形。通过比较分析，基坑采用支护桩支护型式，局部采用土钉墙支护型式^[4]。基坑采用管井降水，为减轻降水对周边的影响，在支护桩之间设计采用高压旋喷桩与支护桩连接形成止水帷幕。

4 基坑监测 4.1 监测方案

基坑监测是施工的重要组成部分，通过监测掌握基坑土体、支护结构、周围环境的动态，利用监测结果调整设计，指导施工，预测基坑变形发展趋势，采取措施，防止变形过大^[5]。

本工程位于济南市市中心繁华地段，北侧即为济南市著名的风景名胜大明湖，基坑开挖面积大，整个监测工作施工期间(2011年3月25日至2012年9月5日)，对基坑顶部水平位移和竖向位移、场地周边建筑物沉降和位移、周边道路沉降进行仪器监测，对施工工况、监测设施等辅以巡视检查，具体监测项目、监测方法以及监测报警值等如表 2所示。

本次监测在基坑边坡顶部共布置了位移(水平、竖向共用)观测点16个，编号为L₁~L₁₆；周围建筑沉降观测点37个，编号为C_J1~C_J37，周围建筑位移监测点8个，编号为Y₁~Y₈，周围道路沉降观测点16个，编号为D₁~D₂₀。

4.2 基坑、周边建筑物及路面沉降点观测数据分析

由前期成果“武岳庙地块周边建筑沉降点沉降量计算表”可分别计算基坑、周边建筑物以及路面沉降点自2011年4月1日至2012年8月31日的累积沉降量、最大沉降量、最大期沉降速度及最后一期观测(2012年7月17日至2012年8月31日)沉降点的沉降量，绘制沉降曲线如图 1所示。

通过图 1(a)可以看出，基坑地面各沉降点整体沉降比较均匀，且变化量均很小，比较稳定，在历时近半年的时间里沉降量最大的为L₄点，最大沉降量为1.62 mm，最大期沉降速度为L₁₃在第14期(2012年5月19日)中的0.39 mm/d，各点的变形量均远小于设计报警值，这表明基坑支护结构设计合理，施工措施得力。从图 1(b)可以看出，基坑周边建筑物沉降点整体沉降趋势较明显，沉降点第1~3期观测整体在小范围内波动，沉降和上升量均不大。随着基坑降水工作的进行，从第4期观测开始整体均为下沉趋势，但下沉总量不大。直至第25期(2012年7月17日)观测时绝大部分点下沉达到了最大沉降量，随着基坑降水工作的停止，自第25期开始整体开始上升，但沉降量均较小，沉降速率较小，且沉降较均匀。其中，沉降点C_J21、C_J24点在第25期达到报警值，即累积值达到限差，但两点的沉降速度及每期的沉降量均很小，C_J21、C_J24期最大沉降量分别为1.47 mm、1.59 mm，期最大沉降速度分别为0.32 mm/d、0.44 mm/d，其他点沉降量均较小，均在限差累积绝对值10 mm、变化速率2 mm/d范围内。从图 1(c)可以看出，路边地面沉降点数据中D₁₄点在第2期观测时高程发生突变，产生9.27 mm的沉降，而后经过后期连续几期的观测成果数据确认，该点沉降已日趋稳定，期最大沉降量为1.74 mm，所以第2期以后该点累计沉降量以第2期数据为基准进行了计算，D₂点现场由于受大型施工车辆碾压，点位周围局部变化明显，此点的沉降变化量不具代表性。各点的变形量均远小于设计报警值。通过数据及过程沉降曲线图可以看出，各地面沉降点整体沉降比较均匀，且未发生显著变化。

4.3 基坑及周边建筑位移点观测数据分析

笔者通过计算基坑及周边建筑物自2011年11月14日至2012年9月5日的累积位移量、最大一期位移增量，绘制位移曲线如图 2所示。

由图 2(a)可以看出，基坑整体变化量很小。其中，基坑位移监测点L₂在第12期(2012年5月8日)出现了8.5 mm的位移，这是由于观测时现场脚手架的遮挡仅能看到半个镜头，勉强进行了观测，而后第13期的观测数据结果显示，此点位又产生了8.0 mm的位移复位，通过分析，此点在此期间并未产生变化，而是第12期的观测不够准确，观测时是采用TS30的自动观测功能，现场由于遮挡，观测数据产生了8 mm左右的粗差。所有基坑位移监测点中仅L₅、L₁₂、L₁₃、L₁₄、L₁₅累计变化量超过5 mm，最大为8.3 mm，由于基坑主要走势为南、北方向，所以大部分点在基坑的东、西两侧，且主要位移量也反映在东、西方向上，即累积Y增量的数值波动相对较大，这一点从图中的位移曲线也可以看出来。基坑周围建筑物共监测5个建筑的平面位移，在房屋的屋角点上、下成对布设了房屋位移点，由图 2(b)可以看出，对于同一个房屋的同一房角位移监测点的平移趋势、变化量是一致的，且累计变化最大量为5.9 mm，测量数据表明，房屋建筑整体变化量均很小，基坑施工对建筑的整体影响较小。

5 结束语

为保证基坑及周边建筑物的安全，选择支护桩支护，局部采用土钉墙支护结构型式，支护结构选型合理，支撑因地制宜。

在基坑监测中，笔者通过合理布设监测点位置，使用先进的测量仪器设备，依据项目特点设置报警值，动态监测，提供详实数据，并及时反馈给施工单位，保障了施工的顺利进行。这为研究黄河冲击平原地区基坑支护结构设计，开挖过程中围护结构变形和地表沉降变化规律等提供了有益的参考。