胡 沖 蔣軍良 周林才

1. 蘇州工業(yè)園區(qū)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司 蘇州 215123；2. 蘇州第一建筑集團(tuán)有限公司 蘇州 215123

1 工程概況

本工程基坑位于蘇州市太湖大道與景潤路交叉口東南角，基坑平面面積3.59萬 m2，圍護(hù)結(jié)構(gòu)周長780 m?；幽蟼?cè)鄰近既有2 幢高層地下室，距離分別為 23 m、15 m?；颖眰?cè)有Φ1 200 mm給水鋼管，不可遷改。工程范圍內(nèi)土層自上而下為：①1素填土、③1黏土、③2粉質(zhì)黏土、④1粉質(zhì)黏土夾粉土、④2粉質(zhì)黏土、⑤1黏土。地下水位埋深約1 m?；又苓叚h(huán)境與開挖分區(qū)見圖1。

圖1 基坑總平面示意

2 典型圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案[1,2]

本基坑開挖深度約9.4 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用Φ800 mm@1 000 mm鉆孔灌注樁，外側(cè)施作Φ650 mm@900 mm三軸攪拌樁止水帷幕；支撐體系為單道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索采用3 根7 股Φ15.2 mm鋼絞線，水平間距2 m，傾角30o，注漿體Φ400 mm，張拉鎖定荷載100 kN?；影踩燃墳橐患墸湫蛧o(hù)結(jié)構(gòu)剖面如圖2所示。

圖2 典型圍護(hù)剖面

采用同濟(jì)啟明星軟件對該圍護(hù)剖面方案進(jìn)行檢算，計(jì)算結(jié)果顯示，圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平點(diǎn)位于地面下7.5 m處，位移量53 mm；樁頂位移22 mm；坑外地表沉降71 mm；錨索拉力為427 kN；樁身彎矩標(biāo)準(zhǔn)值953 kN·m，需在Φ800 mm灌注樁中環(huán)向均勻配置25 根Φ22 mm鋼筋。上述計(jì)算變形結(jié)果超出設(shè)計(jì)要求的監(jiān)測警戒值，其原因在于：基底下圍護(hù)樁插入④2層深厚流塑狀粉質(zhì)黏土中，該土層標(biāo)貫修正值為2.85，其側(cè)向基床系數(shù)偏低，基坑內(nèi)側(cè)土層被動抗力不足。在評審階段，曾有專家針對該流塑狀土層的問題，建議增設(shè)錨索道數(shù)并于坑內(nèi)施作旋噴加固，但該建議由于經(jīng)濟(jì)因素而未被采納。

3 基坑開挖監(jiān)測與搶險(xiǎn)情況

基坑開挖至地表下約7 m處時(shí)，樁身水平位移變形速率即達(dá)到3～4 mm/d，內(nèi)側(cè)樁間土出現(xiàn)裂縫與滲水情況，施工方當(dāng)即停止開挖并加大坑外輕型井點(diǎn)降水力度，但由于坑外土體滲透系數(shù)≤7.0×10-6cm/s，降水效果不明顯。待變形基本穩(wěn)定后，開挖至基底標(biāo)高處，已開挖區(qū)塊坑外測斜與地表沉降均超過設(shè)計(jì)提供的監(jiān)測警戒值，基底上約2.5 m處樁身內(nèi)側(cè)出現(xiàn)多處橫向裂縫，樁體沿豎向出現(xiàn)鼓肚情況，施工人員在坑內(nèi)可聽到鋼絞線錯(cuò)動的聲音。

施工方當(dāng)即停止開挖，組織人力物力對坑外采用垂直雙液注漿、井點(diǎn)降水、改變荷載運(yùn)輸通道等手段予以搶險(xiǎn)，逾1 個(gè)月后，基坑變形速率基本收斂。開挖區(qū)段Ⅱ區(qū)最終坑外測斜數(shù)據(jù)見圖3。

圖3 Ⅱ區(qū)土層水平測斜結(jié)果

坑外水平測斜量最大為57 mm，冠梁監(jiān)測點(diǎn)水平位移43.4 mm，坑外5 m處土層測點(diǎn)豎向沉降37.5 mm，均超出監(jiān)測警戒值；鄰近錨索（3 根7 股Φ15.2 mm）拉力監(jiān)測值567 kN＞前述計(jì)算值427 kN，該錨索支點(diǎn)水平位移39 mm，表明其仍處于有效工作狀態(tài)。

4 鄰近給水管段圍護(hù)方案與實(shí)測分析[3-6]

4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

基坑北側(cè)存在既有Φ1 200 mm給水鋼管，沿太湖大道布置，距基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)約7 m，該管線為城市供水主干管，無遷改條件。根據(jù)前期的基坑變形情況，設(shè)計(jì)方對該段圍護(hù)結(jié)構(gòu)調(diào)整后剖面如圖4所示。

圖4 鄰近給水管區(qū)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面

該區(qū)段基坑開挖深度約9.55 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用Φ900 mm@1 100 mm鉆孔灌注樁，外側(cè)施作Φ650 mm@900 mm三軸攪拌樁止水帷幕；支撐體系為2 道預(yù)應(yīng)力錨索，第1道錨索采用3 根7 股Φ15.2 mm鋼絞線，傾角30o，張拉鎖定荷載150 kN；第2道錨索采用6 根7 股Φ15.2 mm鋼絞線，傾角45o，張拉鎖定荷載250 kN；2 道錨索水平間距2.2 m，注漿體Φ400 mm，端部3 m長擴(kuò)大段注漿Φ650 mm。同樣采用啟明星軟件對該剖面檢算。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平點(diǎn)位于地面下8 m處，位移量10 mm；坑外地表沉降11 mm；錨索拉力設(shè)計(jì)值：第1道186 kN，第2道414 kN；樁身彎矩標(biāo)準(zhǔn)值582 kN·m，Φ900 mm灌注樁中環(huán)向均勻配置12 根Φ22 mm鋼筋。上述計(jì)算結(jié)果較前述單道錨索剖面計(jì)算結(jié)果大大減小，表明增設(shè)錨索與坑內(nèi)加固，對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形、坑外地表沉降均有明顯的控制作用。

4.2 施工情況與監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

該區(qū)段施工過程順利，從開挖至基坑封閉，各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)均處于正常范圍之內(nèi)?？油馑綔y斜量最大為12.5 mm，冠梁監(jiān)測點(diǎn)水平位移9.2 mm，豎向位移7.2 mm。鄰近太湖大道測點(diǎn)最大沉降量7.66 mm。

監(jiān)測數(shù)據(jù)中，第1道錨索（3 根7 股Φ15.2 mm）支點(diǎn)水平位移10 mm，其拉力監(jiān)測值415 kN，遠(yuǎn)大于計(jì)算值186 kN。推測其原因?yàn)? 道錨索豎向間距2 m，且第2道錨索傾角45o，其有效工作角度欠優(yōu)，導(dǎo)致坑外水土壓力主要由第1道錨索承擔(dān)。為驗(yàn)證此推論，取消第2道錨索，保留坑內(nèi)加固區(qū)，再次進(jìn)行計(jì)算。

計(jì)算結(jié)果中，樁體位移13.4 mm，樁身彎矩標(biāo)準(zhǔn)值569 kN·m，坑外地表沉降量17.2 mm；計(jì)算結(jié)果表明，坑內(nèi)被動區(qū)加固對于控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)與坑外地層的貢獻(xiàn)，大于第2道錨索的作用。

5 結(jié)語

對于基底存在深厚流塑狀軟土的基坑，被動區(qū)設(shè)置加固體可有效控制樁體變位與地層變形。實(shí)踐證明，采用預(yù)應(yīng)力錨索支撐體系是有效的，但應(yīng)減少錨固點(diǎn)至基底距離，并增加淺層放坡高度，以控制樁體變形與內(nèi)力。