王 駿

（廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司， 廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著“廣佛同城”建設(shè)的需要，佛山正在開發(fā)軌道交通工程，而該地區(qū)大多為軟土層，具有含水量大、孔隙比高、觸變性等特征。因開挖軟土層深基坑一般會(huì)引起周圍地下水位和土體應(yīng)力狀態(tài)的改變，產(chǎn)生較大的地面沉降和圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形，從而可能對(duì)周邊環(huán)境造成不利影響。因此，變形控制和周邊環(huán)境保護(hù)在軟土基坑開挖中顯得尤為重要。

本文通過對(duì)佛山某地鐵站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合相似地質(zhì)條件相同支護(hù)形式的其他站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，探討佛山軟土地區(qū)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形特性及相應(yīng)的變形控制、周邊環(huán)境保護(hù)措施，為今后類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考。

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 工程概況

車站結(jié)構(gòu)形式為地下兩層單柱雙跨，支護(hù)體系為800mm厚地下連續(xù)墻+三道砼支撐，結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)215m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬20.7m、開挖深15.28m，東、西盾構(gòu)端寬25.1m、開挖深16.23m。從上至下土層為:①素填土、②淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、③淤泥質(zhì)土、④沉積粉細(xì)砂、⑤沖-洪地方細(xì)砂、⑥強(qiáng)風(fēng)化巖、⑦中風(fēng)化巖。基底位于③淤泥質(zhì)土、④沉積粉細(xì)砂、⑤沖-洪積粉細(xì)砂，并采用攪拌樁抽條加固，地連墻入⑦中風(fēng)化巖層不少于1.5m。

圖1 平面位置圖

地鐵車站基坑盾構(gòu)端、標(biāo)準(zhǔn)段分別距離基坑北側(cè)的城際鐵路車站的樁基承臺(tái)約6.6m和8.4m。城際車站地上三層，其主體為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用摩擦端承樁，樁長(zhǎng)約41米，入弱風(fēng)化巖層。

1.2 施工情況

地鐵車站施工前，城際車站已完成樁基工程，地鐵車站目前已完成東、西盾構(gòu)端第二層土方開挖（離地面6.5m）和砼支撐，并處于停工狀態(tài)。

2 基坑監(jiān)測(cè)

2.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：①墻頂豎向位移，②墻頂水平位移，③墻體深層水平位移，④地下水位，⑤周邊地表沉降，⑥支撐軸力，⑦橋墩水平位移，⑧橋墩豎向位移。第一層砼支撐完成后采集初始值。

2.2 墻體深層水平位移

隨著第二層土方開挖和砼支撐施工，墻體深層水平位移逐漸增大，其中東端頭監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如下圖：

圖2 東端頭墻體深層水平位移變化曲線

從上圖看出，墻體深層水平位移在模板安裝階段變化速率最大，對(duì)應(yīng)土壓力最集中釋放階段。砼支撐澆筑后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定。因此，在基坑開挖中，需做到快挖快撐。

結(jié)合其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出第二層土方開挖階段墻體深層水平位移變化情況，側(cè)斜變化范圍為1～21.2mm，變化最大位置為開挖面下1～3m，開挖期間變化速率為 1.7～4mm/d，-0.7～0.7mm/d。

其中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)ZQT2變化最大，其累計(jì)位移量曲線圖，呈“弓形”，如下所示：

圖3 累計(jì)位移量曲線圖（注：“+”表示上升）

2.3 周邊地表沉降東、西盾構(gòu)區(qū)第二層土方開挖和砼支撐完成后3個(gè)月，基坑南側(cè)最大地表沉降累計(jì)已從-14.35mm

增至-39.73mm，由此得知，基坑即使停止開挖，坑

外地表也會(huì)因軟土蠕變和時(shí)空效應(yīng)等因素繼續(xù)發(fā)生沉降。

根據(jù)以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，本站基坑變形情況與其他相鄰站點(diǎn)基坑相似，由此預(yù)測(cè)本站隨開挖深度加深會(huì)有較大的變形。除降水引起的土體固結(jié)變形外, 基坑開挖卸荷效應(yīng)是引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和地表沉降的主要原因。因此，合理選擇基坑開挖方案十分必要。

3 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形設(shè)計(jì)影響因素

基坑開挖卸荷效應(yīng)除受施工因素有關(guān)，還與基坑支護(hù)設(shè)計(jì)有關(guān)。

3.1 土體參數(shù)

土體參數(shù)對(duì)地連墻變形起著決定性的作用，高強(qiáng)度的參數(shù)可減小作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力，減小墻體的最大水平位移。

3.2 地下連續(xù)墻厚度

墻體自身截面剛度對(duì)其變形影響甚大。尤其對(duì)于土體強(qiáng)度參數(shù)低的情況，需適當(dāng)增加墻體的厚度，可提高其截面抗彎剛度，這樣可以減小變形。

3.3 支撐梁豎向間距

間距不合理一方面導(dǎo)致工程成本增加，另一方面給施工帶來不便。

3.4 基底加固

基底被動(dòng)區(qū)為軟弱土層，使得被動(dòng)區(qū)提供的抗力不足，圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的水平位移。因此，在深厚軟土地區(qū)，基底加固是減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的有效方法。尤其注意，三軸攪拌樁與地連墻之間形成的加固盲區(qū)建議選擇旋噴樁加固。

4 對(duì)周邊環(huán)境的保護(hù)

隨基坑開挖深度的加深，將由強(qiáng)度控制為主轉(zhuǎn)為以變形控制為主，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境保護(hù)的要求也越高。

4.1 基坑自身變形控制

基坑開挖施工中要快挖快撐，減少基底暴露時(shí)間，減小基坑開挖卸荷效應(yīng)，同時(shí)要根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)采取措施，如增設(shè)臨時(shí)鋼支撐，在基底澆筑素砼支撐、增大墊層厚度等。

針對(duì)地連墻接縫處理方法：基坑開挖時(shí)，將一期槽與二期槽工字鋼接頭處鑿干凈后，再通過焊接和膨脹螺栓將鋼板貼在接頭處?？油鈧?cè)接縫處采用注漿處理或旋噴樁止水。

4.2 兩站間加固措施

4.2.1 接力頂撐

地連墻與樁基承臺(tái)間設(shè)置臨時(shí)支撐，當(dāng)城際鐵路橋樁頂位移監(jiān)測(cè)值達(dá)到控制值一半時(shí)，采用千斤頂主動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)位移，使其位移恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。

圖4 接力頂撐示意圖

4.2.2 袖閥管注漿

兩站間的土中預(yù)埋袖閥管，依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤注漿，改善土體物理力學(xué)參數(shù)和提高樁基承載力。[9]

4.2.3 回灌井

坑外布設(shè)回灌井，減少因地下水位下降而導(dǎo)致鄰近建構(gòu)筑物的不均沉降或開裂。

5 結(jié)論

軟土層深基坑施工對(duì)變形控制非常重要，需要從設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)等方面綜合去控制變形，保證基坑的安全和周邊環(huán)境的安全。