潘 海 洋

(上海元易勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，上海 201203)

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軟土地區(qū)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)成果對(duì)比研究

潘 海 洋

(上海元易勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，上海 201203)

針對(duì)軟土地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合擬建基坑實(shí)際情況，確定了安全、可靠的圍護(hù)設(shè)計(jì)方案，在基坑施工過程中，通過基坑監(jiān)測(cè)掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形情況，確保基坑始終處于安全可控的范圍內(nèi)，并結(jié)合實(shí)際案例對(duì)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)進(jìn)行分析，其結(jié)果可為上海同類型基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)與施工提供參考。

軟土地區(qū)，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)，地質(zhì)條件，周邊環(huán)境

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，城市地下空間的開發(fā)和利用也因此進(jìn)入了發(fā)展的高潮。上海地下空間的開發(fā)利用一直走在全國前列，例如上海北外灘“雙子樓”星港國際中心的基坑開挖深度達(dá)36 m[1]。

上海地區(qū)屬于軟土地區(qū)，軟土地區(qū)的基坑變形具有發(fā)展速度快、變形量大、變形穩(wěn)定、所需時(shí)間較長等特點(diǎn)。目前基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算采用的公式對(duì)地層及圍護(hù)結(jié)構(gòu)均做了相應(yīng)的簡化，與實(shí)際條件存在差異，且基坑開挖施工過程中又存在著超挖、降雨、地面堆載等不確定因素，因此對(duì)基坑施工過程中進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)是非常必要的[2,3]。本文對(duì)上海莘莊商務(wù)區(qū)17A-01A地塊基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行分析，其結(jié)果可供上海同類型基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)與施工提供參考。

1 工程概況

擬建場地位于上海市閔行區(qū)，工程基坑為整體2F地下室，基坑形狀較為規(guī)則，近似長方形(170 m×90 m)，基坑周長約520 m，開挖面積約15 094 m2。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)資料及場地標(biāo)高，基坑地下室的開挖深度10.75 m。

1.1 周邊環(huán)境

擬建場地基坑南側(cè)、北側(cè)基坑開挖邊界線距該側(cè)用地紅線最近分別為22.12 m，23.86 m，紅線外道路下的管線與本基坑開挖邊界線的距離相對(duì)較遠(yuǎn)(2倍基坑挖深范圍外)。

基坑?xùn)|側(cè)：西子國際中心(樁基礎(chǔ))，基坑開挖邊界線距該側(cè)用地紅線最近約4.98 m，西子國際中心距離基坑開挖邊界線最近22.44 m。

基坑西側(cè)：基坑開挖邊界線距該側(cè)用地紅線最近約4.9 m，用地紅線外秀漣路下鋪設(shè)較多管線，基坑影響范圍內(nèi)電力電纜、燃?xì)夤?、污水管、雨水管距離基坑開挖邊線最近距離依次為6.1 m，8.7 m，14.9 m，18.9 m。

1.2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，擬建場地基坑影響深度范圍內(nèi)的土層主要圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

1.3 水文地質(zhì)條件

對(duì)本基坑工程有直接影響的潛水為淺部土層的潛水，潛水位埋深隨季節(jié)、氣候等因素而有所變化。根據(jù)上海地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)水位按地面下0.5 m考慮。

場地(微)承壓水包括分布于第⑤2層,第⑦層土中，承壓水水位埋深的變化范圍一般為3.0 m～11.0 m。本工程基坑開挖深度10.75 m，第⑤2層埋深范圍約15 m～22 m，經(jīng)計(jì)算對(duì)本工程存在影響，可能造成基坑突涌的危險(xiǎn)，需采取降壓措施。

表1 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)主要參數(shù)表

1.4 基坑設(shè)計(jì)等級(jí)

根據(jù)上海市DG/T J08—61—2010基坑工程技術(shù)規(guī)范第3.0.3條、3.0.2條的規(guī)定綜合判定，本工程基坑工程安全等級(jí)二級(jí)、周圍環(huán)境保護(hù)等級(jí)二級(jí)。

2 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案分析

2.1 圍護(hù)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)類似基坑工程的圍護(hù)方案設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程實(shí)際情況，本工程圍護(hù)方案選用如下形式：

1)圍護(hù)體系：本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ950@1 150鉆孔灌注樁+3φ850@1 200三軸水泥土攪拌樁止水帷幕。灌注樁樁長23.7 m，攪拌樁樁長21.2 m，水泥摻入量20%。

2)支撐體系：因基坑形狀(近似長方形)較為規(guī)則，支撐形式采用對(duì)撐+角撐+邊桁架的二道混凝土布置形式。

3)立柱及立柱樁：本工程采用φ800的鉆孔灌注樁內(nèi)插型4L140×140×14鋼格構(gòu)柱作為水平支撐系統(tǒng)的豎向支撐構(gòu)件。

2.2 計(jì)算結(jié)果

采用同濟(jì)啟明星軟件對(duì)上述圍護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算，水土計(jì)算采用分算的形式。對(duì)基坑整體穩(wěn)定性、抗傾覆、坑底抗隆起等進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表2 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果匯總表

3 基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

為了分析基坑的變形情況，本節(jié)選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移、圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移、地表豎向位移進(jìn)行基坑變形分析[4]。

1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移。

從圖1圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移變化曲線可知：基坑第二層土方開挖時(shí)，基坑最大位移僅7.19 mm，在基坑開挖第三層土方至底板澆筑完成時(shí)，基坑位移變化幅度最大，最大位移出現(xiàn)在坑底以下，深度約為12 m；基坑底板澆筑完成后，變形趨于穩(wěn)定，但累計(jì)變化量較大，為45.70 mm，超過規(guī)范允許值。

分析其原因?yàn)榛拥谌龑油练介_挖至底板澆筑完成前，是基坑最危險(xiǎn)的階段，基坑此時(shí)受力最大。為了減小基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，應(yīng)盡快澆筑底板，減少基坑的暴露時(shí)間。另基坑土方開挖未按照設(shè)計(jì)要求的盆式開挖進(jìn)行，也會(huì)造成基坑變形較大，存在一定的安全隱患。

2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移。

基坑開挖過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移向基坑內(nèi)位移，從圖2各施工階段對(duì)應(yīng)水平位移變化曲線圖中可以看出，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移變化趨勢(shì)為先快后慢，在底板澆筑完成后，變化趨于穩(wěn)定，最大值僅為7.1 mm，未超過規(guī)范允許值。

3)地表豎向位移。

從圖3可以看出，基坑開挖至基坑回填過程中，基坑周邊的地表沉降監(jiān)測(cè)剖面各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況不同，在距離基坑開挖邊線1.0倍～1.5倍基坑開挖深度內(nèi)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降隨著距離基坑邊的距離增加而變大，超過一定距離后，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降隨著距離基坑邊的增大而減小，曲線近似呈拋物線形式。本基坑最大地表

沉降為63 mm，距離基坑邊線14 m～17 m。

4 圍護(hù)設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)成果對(duì)比分析

通過工程實(shí)例對(duì)比研究，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算變形和現(xiàn)場監(jiān)測(cè)變形數(shù)據(jù)基本一致，能夠反映基坑變形實(shí)際情況，得出以下結(jié)論可作為同類工程實(shí)踐的參考。

1)本基坑開挖深度10.75 m，周邊環(huán)境較復(fù)雜，采用鉆孔灌注樁+二道水平鋼筋混凝土支撐的圍護(hù)形式，通過基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算及監(jiān)測(cè)成果，被證明是安全可靠的，其設(shè)計(jì)思路可供上海同類基坑參考；

2)基坑開挖應(yīng)按設(shè)計(jì)要求采用盆式開挖，充分利用基坑的時(shí)空效應(yīng)減小基坑的變形，同時(shí)基坑開挖至坑底是基坑最危險(xiǎn)的階段，應(yīng)及時(shí)澆筑底板，縮短基坑暴露時(shí)間，減小基坑變形；

3)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地表沉降的監(jiān)測(cè)變形數(shù)據(jù)可知：基坑變形的影響因素很多，實(shí)際監(jiān)測(cè)的變化情況要大于計(jì)算的結(jié)果，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到這些影響因素，采取措施減小基坑的變形，確保工程項(xiàng)目安全。

5 結(jié)語

1)基坑監(jiān)測(cè)在基坑施工過程中是必要的，其監(jiān)測(cè)變形數(shù)據(jù)是反映基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算和施工變形的重要數(shù)據(jù)，為基坑工程信息化施工提供依據(jù)；

2)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)過程中在考慮工程特點(diǎn)和周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮基坑施工中的不確定因素對(duì)基坑可能造成危險(xiǎn)，確?；庸こ痰陌踩?/p>

3)圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果和基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證，有助于提高基坑施工的安全。

[1] 劉國彬,王衛(wèi)東.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[2] 石漢生,周念清,周洪波.港灣廣場(一期)深基坑變形監(jiān)測(cè)與分析[J].巖土工程技術(shù),2007,21(6):236-237.

[3] 丁勇春,王建華,徐中華,等.上海軟土地區(qū)某深基坑施工監(jiān)測(cè)分析[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007,39(3):90-92.

[4] DG/T J08—2001—2006，基坑工程施工監(jiān)測(cè)規(guī)程[S].

A comparative study on retaining design and measurement result of excavation in soft soil area

Pan Haiyang

(ShanghaiYuanyiSurvey&DesignCo.,Ltd,Shanghai201203,China)

Against the geological characteristics of soft soil, combining with the actual situation of proposed excavation, identify a safe and reliable retaining design. In the construction process of the excavation, through the measurement to grasp the deformation of the retaining structure, to ensure that the excavation is always in a safe and controllable range. This paper analysis the retaining design and measurement of the excavation by practical case, the results can provide reference for the retaining design and construction of the same type of excavation in Shanghai.

soft soil area, excavation retaining design, geological conditions, surroundings

1009-6825(2017)14-0077-02

2017-03-28

潘海洋(1988- )，男

TU463

A