何文謀

(福建省平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)與交通運(yùn)輸服務(wù)中心，平潭 350401)

1 引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)， 地下空間開(kāi)發(fā)與利用越來(lái)越受到人們的重視， 而受場(chǎng)地制約、 地層巖性的影響，準(zhǔn)確把握基坑開(kāi)挖的應(yīng)力、應(yīng)變特征對(duì)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(qiáng)度折減法和極限平衡法，對(duì)太原某基坑的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算， 計(jì)算實(shí)例具有一定的參考價(jià)值。黃啟舒等[7]結(jié)合長(zhǎng)株潭城際鐵路麓谷站基坑的實(shí)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(kāi)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(shí)際工程案例為依托，對(duì)某基坑施工過(guò)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

本文對(duì)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(jì)的重、難點(diǎn)，隨后進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比選，在確定了最終設(shè)計(jì)方案的前提下提出監(jiān)測(cè)措施建議，并明確了監(jiān)測(cè)臨界值。 本論文研究成果有望對(duì)同類工程提供一定的參考價(jià)值。

2 研究區(qū)概況

2.1 工程簡(jiǎn)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(kù)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(chǎng)地總平面及周邊環(huán)境見(jiàn)圖1。

圖1 基坑總平面及周邊環(huán)境示意圖

通過(guò)調(diào)查， 發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)平均絕對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(kāi)挖深度為10.9 m。

2.2 工程地質(zhì)概況

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

場(chǎng)地內(nèi)揭露的巖性層序與主要力學(xué)參數(shù)取值見(jiàn)表1。

表1 場(chǎng)地內(nèi)巖性層序與主要力學(xué)參數(shù)取值

場(chǎng)地淺表層主要受地表徑流、大氣降水補(bǔ)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(jì)時(shí)按埋深0.50 m 考慮。

2.3 基坑抗突涌安全性分析

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核、計(jì)算，認(rèn)為工點(diǎn)不需要考慮承壓含水層突涌問(wèn)題。

整個(gè)基坑范圍內(nèi)開(kāi)挖至基底時(shí)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(diǎn)分析

2.4.1 基坑特點(diǎn)本工程基坑面積約25500 m2，開(kāi)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(diǎn)

主體地下結(jié)構(gòu)距離用地紅線(河道藍(lán)線)較近，施工場(chǎng)地狹?。煌瑫r(shí)，基坑周邊鄰近民房及市政道路，對(duì)沉降較為敏感， 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工中必須做好對(duì)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(diǎn)

(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(qiáng)，可能對(duì)工程安全性構(gòu)成威脅。

3 圍護(hù)方案設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)預(yù)警研究

3.1 圍護(hù)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)福建省類似工程的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)， 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(duì)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(diǎn)，但是這種工法具有2 個(gè)非常明顯的缺點(diǎn)，一是工程經(jīng)濟(jì)性較差，造價(jià)很高；二是這種工法對(duì)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(xiàng)目對(duì)施工時(shí)間要求不嚴(yán)格的情況下才比較適用， 同時(shí)， 這種方法可能會(huì)對(duì)基坑造成不利擾動(dòng)，影響穩(wěn)定性，因此對(duì)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(bǔ)其不足之處， 其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①工程經(jīng)濟(jì)性好；②施工便捷、快速，這對(duì)本項(xiàng)目的動(dòng)工工期目標(biāo)非常有利。 因此，從工程造價(jià)與施工效率這2 個(gè)重要方面進(jìn)行綜合考量， 認(rèn)為本工點(diǎn)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(duì)各種施工工法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較， 認(rèn)為本項(xiàng)目對(duì)施工效率和造價(jià)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(jià)相對(duì)較低，可以很好地契合本項(xiàng)目的特征，因此最終作為采納方案。

3.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警研究

3.2.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容分析

結(jié)合本工點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)置以下幾種監(jiān)測(cè)內(nèi)容：(1)水平垂直位移的量測(cè)；(2)測(cè)斜；(3)支撐軸力的測(cè)試；(4)地下水位的觀測(cè)；(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(cè)規(guī)程》，確定本工程的監(jiān)測(cè)報(bào)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(duì)場(chǎng)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(cè)預(yù)警建議，在這個(gè)過(guò)程中，主要形成了以下2點(diǎn)結(jié)論：

(1)根據(jù)對(duì)基坑穩(wěn)定性、圍護(hù)墻體位移及基坑開(kāi)挖對(duì)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(duì)周邊環(huán)境的保護(hù)要求。

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