林華捷
(福州市建筑設計院有限責任公司,福州350001)
該基坑工程位于福州市五一南路與瀛洲路交叉口,地下室北側邊界與瀛洲路相距4.5 m,與榕城古街建筑相距22 m,地下室西側邊界與五一南路邊線相距8.5 m、地下室東側邊界與已建廠房相距15 m,與瀛洲河相距30.5 m。該項目為3層地下室基坑,基坑最大開挖深度為20.5 m,基坑工程安全等級為一級,重要性系數(shù)r=1.1,基坑支護形式采用灌注樁圍護結構加3道鋼筋混凝土內支撐。
根據(jù)該場地的巖土工程勘察報告,場地基坑開挖影響范圍內的巖土層自上而下依次為:①-1雜填土;①-2淤泥質填土;②粉砂夾淤泥;③淤泥夾砂;④粉砂夾淤泥;⑤淤泥夾砂;⑥粉砂夾淤泥;⑦淤泥質土夾砂;⑧粉砂;⑨粉砂;⑩卵石。各土層的物理力學指標見表1。
表1 基坑場地土層的物理力學指標
本場地基坑開挖范圍內的地下水主要有:(1)松散層孔隙潛水:賦存于①-1雜填土層中,含水介質多為黏性土充填,連通性較差,透水性弱,含水層厚度較小,富水性弱。(2)松散層孔隙承壓水:賦存于②粉砂夾淤泥(局部無壓)、④粉砂夾淤泥、⑥粉砂夾淤泥、⑧粉砂、⑨粉砂、⑩卵石層中,以上含水層介質結構較松散,孔隙連通性較好,透水性中等。⑧粉砂、⑨粉砂、⑩卵石層含水層之間有直接水力聯(lián)系。②粉砂夾淤泥層靜止水位埋深為3.40~3.50 m,④粉砂夾淤泥層靜止水位埋深為7.30~7.60 m,⑥粉砂夾淤泥層靜止水位埋深為10.00~10.50 m。場地鉆孔初見水位埋深約2.94~4.16 m,混合地下水位埋深約2.78~3.88 m。年水位變化幅度約0.5~1.0 m。
平面基準點和高程基準點均布設在基坑開挖深度5倍以外的樁基礎建筑上,平面基準點和高程基準點數(shù)量均為3點。為保障監(jiān)測系統(tǒng)的有效性,確保監(jiān)測方案和各項技術指標滿足設計和規(guī)范要求,監(jiān)測方案制訂過程中與設計、施工方進行充分溝通,以使制訂的監(jiān)測方案更具可行性,能夠準確評估監(jiān)測對象的狀態(tài)和變化趨勢[1],監(jiān)測點的布設示意圖如圖1所示。
圖1 基坑監(jiān)測點布設示意圖
本項目依據(jù)設計文件制定的部分監(jiān)測內容預警指標見表2,監(jiān)測過程中應按相應指標進行預警。
表2 部分監(jiān)測內容預警值
本項目監(jiān)測時間2015年5月至2016年1月,基坑回填完畢,由于該深基坑項目涉及的監(jiān)測內容較多,本文僅對部分監(jiān)測成果進行分析。
以圍護樁深層水平位移監(jiān)測點C4#、C8#為例,對圍護樁深層水平位移監(jiān)測點變形情況進行分析,C4#、C8#最大位移值分別為41.4 mm和52.6 mm,深度均位于管口以下15 m處,變形曲線圖分別見圖2和圖3。
圖2 圍護樁監(jiān)測點C4#深度-位移曲線圖
圖3 圍護樁監(jiān)測點C8#深度-位移曲線圖
由于基坑支護體系有鋼筋混凝土內支撐,從變形曲線圖可以看出,監(jiān)測點深層水平位移變形符合“鼓肚”型,最大位移位置為圍護樁彎矩最大處?;娱_挖過程中部分深層水平位移監(jiān)測點數(shù)據(jù)超過預警值,基坑開挖至底板變形達到最大,后續(xù)底板施工完成后,變形逐漸趨于相對穩(wěn)定[2]。監(jiān)測點累計變化量超過預警值后,施工單位采取了減小開挖速率等措施,后續(xù)變形未對基坑支護的安全性造成顯著影響。
對所有基坑頂部水平位移監(jiān)測點數(shù)據(jù)進行分析,位移監(jiān)測點最終累計變化量范圍為7.5~14.0 mm,基坑頂部水平位移監(jiān)測點變形曲線圖如圖4所示。
圖4 基坑頂部水平位移監(jiān)測點時間-累計變化量曲線圖
基坑開挖過程中,基坑頂部水平位移變化隨基坑開挖深度增大而增大,底板施工完成后基坑頂部水平位移監(jiān)測點整體變化相對穩(wěn)定,基坑施工過程中各個監(jiān)測點變化趨勢基本一致,各監(jiān)測點數(shù)據(jù)均未超過預警值,基坑頂部變形控制在合理范圍內。
對所有基坑頂部沉降監(jiān)測點數(shù)據(jù)進行分析,監(jiān)測點最終累計變化量范圍為3.10~8.15 mm(下沉),基坑頂部沉降監(jiān)測點變形曲線圖如圖5所示。
圖5 基坑頂部沉降監(jiān)測點時間-累計變化量曲線圖
基坑開挖過程中,基坑頂部沉降變化隨基坑開挖深度增大而增大,各監(jiān)測點變化趨勢基本一致,地下室底板與剪力墻施工作業(yè)過程中,監(jiān)測點變化情況相對穩(wěn)定,監(jiān)測點最終累計變化量總體較小,均未超過預警值[3]。
地下水位監(jiān)測至關重要,若地下水位變化異常,將會直接影響周邊地表和鄰近淺基礎建筑的沉降。以地下水位監(jiān)測點S3、S5、S6為例進行分析,其最終累計變化量分別為-0.04 m(下降)、0.345 m(上升)和0.338 m(上升),地下水位監(jiān)測點變形曲線圖如圖6所示。
圖6 地下水位監(jiān)測點時間-累計變化量曲線圖
整個基坑施工過程中,地下水位監(jiān)測點變化數(shù)據(jù)未超過預警值,說明基坑施工過程中,對基坑外圍的水位影響較小,水位變化主要受地下水補給、降水等原因影響,地下水位變化在合理范圍內,圍護結構的止水效果相對理想,減小了對周邊環(huán)境的影響。
基坑監(jiān)測是保證基坑安全施工的重要手段。通過對該深基坑進行監(jiān)測和對監(jiān)測結果進行分析總結,得到了如下認識:
1)基坑支護施工需嚴格按照設計文件執(zhí)行,保證支護結構的成型質量;基坑土方開挖需嚴格按照論證的開挖方案進行,以確?;邮┕さ陌踩行蜻M行。
2)基坑開挖及內支撐拆除等關鍵施工環(huán)節(jié),應對支護體系加強監(jiān)測和現(xiàn)場巡視,以便及時掌握支護結構的變形情況和變形規(guī)律,并結合工程經驗進行分析,使基坑監(jiān)測能有效指導施工,保證施工的順利進行。
3)監(jiān)測工作促進了深基坑施工作業(yè)的高效、安全進行,全面促進了深基坑工程質量、安全等目標的實現(xiàn)。