何文謀

(福建省平潭綜合實驗區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)與交通運輸服務(wù)中心，平潭 350401)

1 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)， 地下空間開發(fā)與利用越來越受到人們的重視， 而受場地制約、 地層巖性的影響，準(zhǔn)確把握基坑開挖的應(yīng)力、應(yīng)變特征對保障基坑的施工安全性至關(guān)重要[1-5]。

劉振中等[6]采用強度折減法和極限平衡法，對太原某基坑的穩(wěn)定性進(jìn)行了計算， 計算實例具有一定的參考價值。黃啟舒等[7]結(jié)合長株潭城際鐵路麓谷站基坑的實際工況， 采用Midas GTS 有限元分析軟件， 建立了鄰近站房的基坑開挖模型，并總結(jié)出了不同支護(hù)方案的利弊。陸勇翔等[8-13]以實際工程案例為依托，對某基坑施工過程進(jìn)行了設(shè)計。

本文對福建某基坑進(jìn)行工程地質(zhì)分析， 提出了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的重、難點，隨后進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案比選，在確定了最終設(shè)計方案的前提下提出監(jiān)測措施建議，并明確了監(jiān)測臨界值。 本論文研究成果有望對同類工程提供一定的參考價值。

2 研究區(qū)概況

2.1 工程簡介

擬建物由1 棟18 層酒店及2～3 層商業(yè)裙房和地下車庫組成，設(shè)有2 層地下室，均采用樁筏基礎(chǔ)。 基坑大致呈矩形， 東西向約191.0 m、 南北向約120.5 m， 面積25500 m2，場地總平面及周邊環(huán)境見圖1。

圖1 基坑總平面及周邊環(huán)境示意圖

通過調(diào)查， 發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)平均絕對標(biāo)高為+4.35 m，北側(cè)滬南公路路面中心處標(biāo)高約為+5.84 m，基坑與滬南公路之間20 m 綠化帶標(biāo)高約為+4.20 m； 西側(cè)楊輝路路面標(biāo)高約為+4.60 m，現(xiàn)有圍墻距離基坑約17 m，圍墻內(nèi)場地標(biāo)高已整平至+4.35 m。 因此基坑周邊20 m 范圍內(nèi)標(biāo)高可取場地平均標(biāo)高+4.35 m。

地下室底板面標(biāo)高-11.90，板厚800 mm，砼墊層厚度200 mm，基坑大面積開挖深度為10.9 m。

2.2 工程地質(zhì)概況

擬建場地地貌屬濱海平原。場地總體地勢較為平坦，局部有較高堆土，孔口標(biāo)高3.67～4.99 m。 開挖范圍內(nèi)主要為松散的粉性土和飽和的淤泥質(zhì)土。

場地內(nèi)揭露的巖性層序與主要力學(xué)參數(shù)取值見表1。

表1 場地內(nèi)巖性層序與主要力學(xué)參數(shù)取值

場地淺表層主要受地表徑流、大氣降水補給影響。潛水位埋深0.10～1.80 m。 福建地區(qū)潛水高水位埋深平均值為地表下0.50 m， 低水位埋深平均值為地表下1.5 m，綜合這2 方面考量，設(shè)計時按埋深0.50 m 考慮。

2.3 基坑抗突涌安全性分析

經(jīng)過現(xiàn)場復(fù)核、計算，認(rèn)為工點不需要考慮承壓含水層突涌問題。

整個基坑范圍內(nèi)開挖至基底時均能滿足抗微承壓水滲流穩(wěn)定性要求。

2.4 基坑主要特點分析

2.4.1 基坑特點本工程基坑面積約25500 m2，開挖深度達(dá)到10.9 m，屬超大面積深基坑工程。

2.4.2 環(huán)境特點

主體地下結(jié)構(gòu)距離用地紅線(河道藍(lán)線)較近，施工場地狹?。煌瑫r，基坑周邊鄰近民房及市政道路，對沉降較為敏感， 基坑支護(hù)設(shè)計和施工中必須做好對管線及河道的保護(hù)工作， 將管線沉降及建筑物變形控制在允許范圍之內(nèi)。

2.4.3 地層特點

(1)地面線以下20.0 m 范圍內(nèi)為粉性土、淤泥質(zhì)土及粉質(zhì)粘土層。

(2)地面線以下3.5～7.5 m 范圍內(nèi)分布有砂質(zhì)粉土層，透水性較強，可能對工程安全性構(gòu)成威脅。

3 圍護(hù)方案設(shè)計與監(jiān)測預(yù)警研究

3.1 圍護(hù)方案設(shè)計

根據(jù)福建省類似工程的實施經(jīng)驗， 認(rèn)為板式支護(hù)結(jié)構(gòu)體系具有較好的適用性， 下面對各種工法進(jìn)行可行性分析。

3.1.1 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻具有環(huán)境友好型、剛度大的特點，但是這種工法具有2 個非常明顯的缺點，一是工程經(jīng)濟性較差，造價很高；二是這種工法對施工的要求也非常高，因此，否決了這一方案。

3.1.2 SMW 工法

SMW 工法樁雖然治理效果非常良好，但是鋼材使用量非常大， 且是在項目對施工時間要求不嚴(yán)格的情況下才比較適用， 同時， 這種方法可能會對基坑造成不利擾動，影響穩(wěn)定性，因此對其進(jìn)行否決。

3.1.3 鉆孔灌注樁結(jié)合止水帷幕

鉆孔灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)可以彌補其不足之處， 其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：①工程經(jīng)濟性好；②施工便捷、快速，這對本項目的動工工期目標(biāo)非常有利。 因此，從工程造價與施工效率這2 個重要方面進(jìn)行綜合考量， 認(rèn)為本工點使用鉆孔灌注樁結(jié)合三軸水泥土攪拌樁加止水帷幕的圍護(hù)體系更好。

3.1.4 小結(jié)

在完成了支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的選擇后， 本小節(jié)對各種施工工法的優(yōu)缺點進(jìn)行了比較， 認(rèn)為本項目對施工效率和造價要求較高， 因此否決了地下連續(xù)墻與SMW 工法，采用了鉆孔灌注樁這種工法，這種工法不僅施工周期短，而且造價相對較低，可以很好地契合本項目的特征，因此最終作為采納方案。

3.2 監(jiān)測預(yù)警研究

3.2.1 監(jiān)測內(nèi)容分析

結(jié)合本工點的設(shè)計方案，設(shè)置以下幾種監(jiān)測內(nèi)容：(1)水平垂直位移的量測；(2)測斜；(3)支撐軸力的測試；(4)地下水位的觀測；(5)基底隆起。

3.2.2 臨界閾值分析

結(jié)合福建省標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程施工監(jiān)測規(guī)程》，確定本工程的監(jiān)測報警值如表2 所示。

表2 臨界閾值

4 結(jié)論

本論文在完成了對場地的地質(zhì)條件調(diào)查的基礎(chǔ)上，充分考慮了各方面因素，選定了最終的施工方案，并提出了監(jiān)測預(yù)警建議，在這個過程中，主要形成了以下2點結(jié)論：

(1)根據(jù)對基坑穩(wěn)定性、圍護(hù)墻體位移及基坑開挖對周邊環(huán)境的影響分析綜合考慮，明確了采用鉆孔灌注樁+止水帷幕＋二道砼支撐的圍護(hù)方案，這種方案可滿足基坑自身的穩(wěn)定性及對周邊環(huán)境的保護(hù)要求。

(2)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了監(jiān)測方案設(shè)計，并提出了臨界預(yù)警指標(biāo)，指標(biāo)對同類工程具有一定的參考意義。