管 飛

(上海市巖土地質(zhì)研究院有限公司，上海 200000)

0 引言

在基坑工程中常常需要根據(jù)基坑實(shí)際開(kāi)挖深度和所處地層的水文地質(zhì)狀況對(duì)承壓水層進(jìn)行減壓降水，以防止基坑產(chǎn)生坑底突涌。采用懸掛式止水帷幕的基坑通常由于承壓含水層較厚，止水帷幕難以將其打穿，不能隔斷基坑內(nèi)外地下水的水力聯(lián)系。因而基坑減壓降水會(huì)使周邊地層的地下水位降低、地基產(chǎn)生固結(jié)沉降，繼而造成基坑周圍較大范圍內(nèi)的建筑物產(chǎn)生沉降。采用不同基礎(chǔ)型式的建筑物由于將其自重荷載和使用荷載傳遞到地基土層的方式不同，在臨近的基坑進(jìn)行減壓降水時(shí)產(chǎn)生的沉降也有較大的差異[1-9]。

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

某商務(wù)辦公中心基坑工程位于上海市某區(qū)，基坑面積18 018 m2，

周長(zhǎng)661 m，普遍開(kāi)挖深度約為10.3 m?；悠矫鎴D見(jiàn)圖1。一般區(qū)域圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ900 mm鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)20 m，插入比約1∶1.1；外設(shè)φ850型三軸攪拌樁止水帷幕，長(zhǎng)度28 m；豎向設(shè)兩道鋼筋混凝土水平框架支撐?；悠拭嬖O(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

基坑北側(cè)和西側(cè)有較多民宅，故基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的加強(qiáng)，鉆孔灌注樁直徑增大為1 000 mm，增加樁長(zhǎng)至21 m，插入深度12.30 m，插入比1.19；其中為加強(qiáng)對(duì)正北側(cè)采用天然地基的磚混結(jié)構(gòu)房屋的保護(hù)，不僅對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了加強(qiáng)，還在基坑與房屋之間設(shè)置了隔離樁(見(jiàn)圖2)。

1.2 地層條件

基本工程各土層參數(shù)見(jiàn)表1。場(chǎng)地內(nèi)第⑤2-1,⑤2-2層為微承壓含水層，第⑦層及第⑨層為承壓含水層。根據(jù)實(shí)測(cè)的微承壓水頭計(jì)算，坑底有突涌風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行減壓降水。但是各承壓含水層彼此相通，厚度巨大，止水帷幕只能為懸掛式，不能隔斷坑內(nèi)外的水力聯(lián)系。減壓降水可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生較大影響。

表1 地層參數(shù)表

1.3 坑外地下水回灌

在基坑與周邊建筑物之間布置回灌井，布置間距15 m，管井深度25 m，對(duì)⑤2-1砂質(zhì)粉土層進(jìn)行回灌。

為控制回灌的時(shí)機(jī)和回灌水量，于坑內(nèi)坑外相應(yīng)的位置均設(shè)置了水位監(jiān)測(cè)井，實(shí)現(xiàn)抽水—回灌的一體化。

2 周邊房屋類型和監(jiān)測(cè)方案

基坑周邊建筑密集，環(huán)境復(fù)雜，除基坑?xùn)|側(cè)無(wú)建筑分布外，其余方向均有不同類型的建筑分布，詳見(jiàn)圖1；主要建筑物的具體情況如表1所示。

為保證施工期間坑周建筑物的安全，在基坑降水和開(kāi)挖期間對(duì)基坑周圍3倍開(kāi)挖深度范圍內(nèi)(約30 m)不同建筑的角點(diǎn)設(shè)置了沉降觀測(cè)點(diǎn)，在基坑開(kāi)挖降水和地下室結(jié)構(gòu)回筑階段進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果和分析

本基坑工程從圍護(hù)樁施工到結(jié)構(gòu)地下室回填歷時(shí)11個(gè)月，各測(cè)點(diǎn)均得到了整個(gè)工期的沉降歷時(shí)曲線。監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示基礎(chǔ)類型，與基坑距離、建筑物層高(荷載)對(duì)基坑周邊建筑物沉降具有顯著的影響，而基礎(chǔ)類型的影響最為顯著：

1)在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，設(shè)有樁基礎(chǔ)的建筑物累計(jì)產(chǎn)生的沉降均很小，特別是采用20 m～25 m樁長(zhǎng)沉降控制復(fù)合樁基的磚混結(jié)構(gòu)建筑，除個(gè)別建筑，整體沉降均小于3 mm；降水對(duì)其影響甚微。

2)基坑南側(cè)兩棟高層辦公樓(E1，E2)顯得沉降量相對(duì)較大，原因是這兩棟建筑新近施工封頂，存在整體工后沉降，與基坑減壓降水引起的附加沉降疊加。

3)而采用天然地基筏板基礎(chǔ)的建筑物(A1)在整個(gè)施工期間持續(xù)發(fā)展，而且在降水停止之后還發(fā)展了一段時(shí)間，顯示出了土體次固結(jié)的影響。對(duì)比A1和B1建筑沉降歷史曲線可觀察到兩者差異非常顯著，詳見(jiàn)圖3。

表2 基坑周邊建筑信息及最終沉降量均值

4 結(jié)語(yǔ)

使用懸掛式止水帷幕的基坑進(jìn)行減壓降水會(huì)使周邊地層產(chǎn)生固結(jié)沉降，從而加劇因基坑開(kāi)挖引起的本已較為嚴(yán)重的建筑物沉降。而這種不利影響因建筑物的基礎(chǔ)類型的不同也差異較大。通過(guò)對(duì)某基坑工程長(zhǎng)期的工程監(jiān)測(cè)表明，采用樁基礎(chǔ)的建筑物，即使是采用沉降控制復(fù)合樁基的磚混結(jié)構(gòu)建筑物，也能夠很好的抵抗這種變形。而采用天然地基的建筑物，在采取了多種沉降控制措施的情況下仍產(chǎn)生較大的整體沉降。因此，在類似的基坑工程中對(duì)采用天然地基的建筑物應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)。