王建望，王文軍

（1.延安大學(xué)，陜西 延安 716000；2.中鐵廣州工程局集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 511458）

隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的不斷加快，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施都在不斷完善與改進(jìn)。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過(guò)程中，容易遇到各種地質(zhì)問(wèn)題。因此，鑒于深基坑工程對(duì)于不同的地層條件與施工環(huán)境要求較高，文章根據(jù)軟土地區(qū)深基坑圍護(hù)墻變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)圍護(hù)墻變形的曲線進(jìn)行分析，得出地表沉降的曲線以及影響的范圍，并結(jié)合實(shí)際的工程，對(duì)軟土地區(qū)工程深基坑擋墻的水平位移進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，研究連續(xù)墻最大水平位移與地表沉降之間的關(guān)系，從而得到軟土地區(qū)的基坑變形特點(diǎn)。

1 工程概況

某地鐵車站采取明挖法進(jìn)行深基坑開(kāi)挖施工，基坑長(zhǎng)約230m，寬23.5 ～25.6m，深度約為18.5m，安全等級(jí)為一級(jí)?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)，使用4 道豎向支撐的方式進(jìn)行墻體支撐圍護(hù)。對(duì)地下連續(xù)墻施工完成后，需要對(duì)車站中的土層進(jìn)行地基加固。標(biāo)準(zhǔn)段采用雙軸攪拌樁進(jìn)行加固，端頭采用三軸攪拌樁進(jìn)行加固。在施工之前對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，基坑的周邊沒(méi)有重要的建筑設(shè)施，但是車流量較多，道路下方埋有砼污水管，在基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)。地層基底部分為淤泥土，地下水位埋深2.5 ～4.1m，施工現(xiàn)場(chǎng)中巖土有素填土、雜填土、粉質(zhì)黏土等。

2 深基坑施工監(jiān)測(cè)

對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中，采用分層、分段的方式進(jìn)行開(kāi)挖。同時(shí)，為了更好地區(qū)分施工情況，采用從上向下的方式進(jìn)行基坑土層開(kāi)挖，表層土開(kāi)挖工況為第一施工階段。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的基本情況與施工進(jìn)度，可以將基坑土方開(kāi)挖分成不同的階段，如表1 所示。

表1 基坑開(kāi)挖施工階段

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

研究工程測(cè)點(diǎn)，需要選擇基坑中間或者兩頭的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在基坑的不同方向或者變形最大的地方，選擇水平相同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。不同的水平監(jiān)測(cè)點(diǎn)其曲線不同。不同階段的端頭監(jiān)測(cè)點(diǎn)如圖 1 所示。

圖1 深層水平位移時(shí)程曲線

分析圖1 可以看出，深層位移變化的曲線屬于內(nèi)凸式變形，圍護(hù)墻頂部的位移幅度較小，有延伸至坑外變形的跡象，而且最大水平位移發(fā)生在基坑開(kāi)挖面5m 的地方。隨著土方開(kāi)挖的移動(dòng)，其基本情況與施工的工況相似，但是最大水平位移的數(shù)值比常規(guī)變形移動(dòng)的數(shù)值略低。常規(guī)的圍護(hù)墻變形曲線中，最大位移的位置一般在基坑開(kāi)挖面以上的區(qū)域中，表示在該工程中，圍護(hù)墻的最大水平位移的位置與常規(guī)變形曲線變化有所不同。分析整個(gè)施工過(guò)程，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形較大，除了在端頭的位置設(shè)置測(cè)點(diǎn)以外，其他的測(cè)點(diǎn)平均最大的位移保持在60mm 的范圍內(nèi)，并且基坑的中部位置位移最大，最大變形能夠達(dá)到100mm 以上。分析曲線變形圖，在基坑的第2 層土方開(kāi)挖中，圍護(hù)的結(jié)構(gòu)就已經(jīng)發(fā)生了變形；當(dāng)土方開(kāi)挖到深度為5m 時(shí)，變形的數(shù)據(jù)也會(huì)隨之發(fā)生變化，并且會(huì)超過(guò)預(yù)設(shè)的范圍；當(dāng)?shù)? 層、第4 層土方開(kāi)挖時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形就會(huì)越來(lái)越大，直到封底之后，變形的趨勢(shì)才會(huì)逐漸穩(wěn)定，不會(huì)再發(fā)生較大的變化。

4 圍護(hù)墻體變形的原因

4.1 真空降水

在進(jìn)行土方開(kāi)挖的過(guò)程中，如果混凝土支撐底部與墊層之間存在縫隙，就需要立即采取相關(guān)的措施進(jìn)行補(bǔ)救。通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查可得，出現(xiàn)縫隙的原因是在進(jìn)行基坑開(kāi)挖的過(guò)程中出現(xiàn)了真空降水的情況。真空降水會(huì)造成淤泥土發(fā)生收縮，而軟土的固結(jié)會(huì)提高淤泥土強(qiáng)度，也會(huì)導(dǎo)致基坑土體發(fā)生沉降，從而造成基坑內(nèi)土體與連續(xù)墻之間存在縫隙。因此，真空降水對(duì)圍護(hù)墻體變形影響較大。

4.2 被動(dòng)區(qū)與墻體沒(méi)有貼合

被動(dòng)區(qū)加固對(duì)變形曲線的位置有較大的影響，如果考慮被動(dòng)區(qū)加固，圍護(hù)樁最大水平位移將會(huì)出現(xiàn)明顯降低，變形曲線的最大值發(fā)生在基坑開(kāi)挖的基礎(chǔ)上，并且基坑開(kāi)挖需要具備一定的高度。如果不考慮被動(dòng)區(qū)加固的作用，則變形曲線的最大水平位移將會(huì)出現(xiàn)明顯增加，從而造成最大水平位移的位置發(fā)生沉降。

4.3 土方超挖

在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中，一旦土方發(fā)生超挖的情況，支護(hù)措施架設(shè)不及時(shí)，將會(huì)造成圍護(hù)墻發(fā)生位移。在實(shí)際的土方開(kāi)挖過(guò)程中，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況以及土方開(kāi)挖的施工流程進(jìn)行施工，如果出現(xiàn)超挖的情況且沒(méi)有及時(shí)架設(shè)，將會(huì)引起圍護(hù)樁的變形。因此，圍護(hù)樁發(fā)生變形與土方超挖后不及時(shí)架設(shè)有著十分緊密的聯(lián)系。

4.4 地層不對(duì)稱

支護(hù)結(jié)構(gòu)土層之間存在一定的差異，如果一側(cè)軟土層較厚，且是交通要道，將會(huì)非常容易受到車載的影響，從而增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形程度。

5 深基坑變形控制措施

按照“源頭控制”的理念，對(duì)深基坑進(jìn)行變形控制需要貫穿于施工的整個(gè)過(guò)程中?；幼冃慰刂撇荒軆H僅局限在最初的工程開(kāi)挖階段，還需要考慮其他的因素。

5.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工調(diào)整

在灌注樁鉆孔施工時(shí)，為了減小鉆孔樁灌注施工過(guò)程中所帶來(lái)的影響，高架基礎(chǔ)承臺(tái)需要采用跳孔進(jìn)行施工，并有間隔的分階段進(jìn)行，以保證工程質(zhì)量。在高架下旋噴施工時(shí)，可以采用三重管旋噴，根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)以及施工過(guò)程中所得到的參數(shù)適當(dāng)?shù)亟档透邏耗酀{所帶來(lái)的壓力，以保證提升速度不會(huì)過(guò)快，降低高壓旋噴樁所帶來(lái)的干擾，從而達(dá)到最終的施工目的。

靠近承臺(tái)基礎(chǔ)的區(qū)域內(nèi)，旋噴樁樁位盡量要靠近灌注樁，以減少對(duì)高架基礎(chǔ)的影響。擬定樁位設(shè)置在灌注外切線外側(cè)100 ～200mm，根據(jù)實(shí)際的施工條件做相關(guān)的細(xì)節(jié)調(diào)整?？拷信_(tái)區(qū)域內(nèi)，施工順序采用跳打，保證一序和二序的施工間隔＞24h。

5.2 支撐體系調(diào)整

在工程基坑標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)置鋼管支撐，在設(shè)置的過(guò)程中需要考慮到支撐體系對(duì)基坑變形所帶來(lái)的影響，如圖2所示。鋼管支撐布置的原則要以連續(xù)墻為主，將其設(shè)置成H 形，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用混凝土進(jìn)行填充，以增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行鋼管支撐的安裝過(guò)程中，要遵循一定的開(kāi)挖原則，時(shí)間控制在要求范圍內(nèi)，每一段的開(kāi)挖長(zhǎng)度要保證在6m 的范圍之內(nèi)。

圖2 鋼管支撐

5.3 坑內(nèi)加固與局部逆作

高架樁基是混凝土定制的方樁，且樁的接頭位置與基坑的開(kāi)挖面深度位置剛好，采用必要的措施對(duì)接頭水平位移的位置進(jìn)行限制。坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固能夠有效地控制基坑變形，除了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的方案，還可以采用坑內(nèi)地基加固的方法對(duì)深基坑變形進(jìn)行控制?；觾?nèi)部在高架投影的范圍之內(nèi)可以采用高壓旋噴樁的方法進(jìn)行加固，要求抗壓強(qiáng)度qu≥1.5MPa，加固的深度保持在1m以上，加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐效果。

5.4 混凝土實(shí)體填充

在圈梁連成整體的基礎(chǔ)上，將土體換位混凝土，混凝土與承臺(tái)的接觸面使用油氈進(jìn)行有效隔離，使高架承臺(tái)與基坑圈梁形成一個(gè)整體，用來(lái)支撐基坑兩側(cè)，防止基坑的內(nèi)部出現(xiàn)更大的位移，對(duì)高架橋臺(tái)與圍護(hù)墻體的差異不進(jìn)行控制。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，諸多因素會(huì)造成圍護(hù)墻發(fā)生變形，從而造成基坑周圍的地表發(fā)生較大的地表沉降變形。因此在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中，不僅需要注意圍護(hù)墻的變形，還要對(duì)深基坑的變形進(jìn)行有效地控制而基坑開(kāi)挖的環(huán)境與坑外土體的變形規(guī)律有一定的聯(lián)系，可以根據(jù)基坑與樁基的位置關(guān)系確定開(kāi)挖的類型，并將樁基作為重點(diǎn)的保護(hù)政策，從而保證工程建設(shè)的質(zhì)量。