鄭慧峰

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京102600）

0 引言

基坑工程施工快捷、對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，是地鐵車站建設(shè)的主要方式。但較大的開挖面積及深度，也增加了其自身風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)周邊環(huán)境的影響。為保障基坑自身安全及周邊環(huán)境的安全，合理控制變形，需深入研究基坑變形的重要指標(biāo)——樁體變形。

雖然已對(duì)杭州、上海等軟土地區(qū)及北京等砂卵石、黏土地區(qū)的基坑工程實(shí)測(cè)資料進(jìn)行了深入研究，但由于烏魯木齊開展地鐵建設(shè)較晚，針對(duì)烏魯木齊市砂卵石地區(qū)基坑工程樁體變形統(tǒng)計(jì)分析未見發(fā)表，所以本文對(duì)烏魯木齊地鐵1號(hào)線北段無(wú)水砂卵石地層車站主體基坑工程樁體變形實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析和變形特征研究。研究成果可對(duì)烏魯木齊后續(xù)地鐵車站主體基坑建設(shè)過(guò)程中安全狀態(tài)評(píng)估提供參照。

1 案例情況

本文案例為烏魯木齊地鐵1號(hào)線北段采用樁撐支護(hù)形式的車站主體明挖基坑。本文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于烏魯木齊地鐵1號(hào)線北段車站主體基坑樁頂和樁體水平位移的監(jiān)測(cè)成果報(bào)表，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)成果報(bào)表中的樁頂、樁體水平位移最大值發(fā)生位置的統(tǒng)計(jì)分析，得出樁體變形特征。監(jiān)測(cè)成果報(bào)表由獨(dú)立的第三方監(jiān)測(cè)單位提供，可靠度較高。

2 變形量分布

2.1 樁頂水平位移

樁頂水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如圖1和表1所示。

由圖1 和表1 可知，樁頂水平位移向基坑外變形量為-0.1mm~7.6mm，平均值為-2.7mm，向基坑內(nèi)變形量為0.2mm~15.7mm，平均值為4.2mm。樁頂水平位移監(jiān)測(cè)值分布形態(tài)近似正態(tài)分布，以向基坑內(nèi)變形為主。

表1 樁頂水平位移統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖1 樁頂水平位移分布頻率直方圖

2.2 樁體水平位移

樁體水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2和表2所示。

表2 樁體水平位移統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖2 樁體水平位移分布頻率直方圖

由圖2 和表2 可知，樁體水平位移變形量為1.73mm~17.99mm，平均值為7.91mm，樁體最大水平位移朝向基坑內(nèi)。個(gè)別圍護(hù)樁體局部向基坑外變形，變形量較小，多見于鋼支撐部位，推斷原因是，在支撐作用下基坑側(cè)壁土體受擠壓作用向樁間部位變形。

3 樁體變形特征

3.1 樁頂水平位移

由圖3可知無(wú)水砂卵石地層基坑樁頂水平位移值約為樁最大水平位移值的0.59倍，樁最大水平位移值為樁頂水平位移值與樁體水平位移值中的大值。

圖3 樁頂位移與樁向基坑內(nèi)位移占比關(guān)系

圖4為樁頂水平位移與基坑開挖深度之間的關(guān)系。無(wú)水砂卵石地層基坑工程樁頂水平位移向基坑內(nèi)最大變形量約為基坑深度的0.07%，平均值約為0.03%；向基坑外最大變形量約為基坑深度的0.04%，平均值約為0.02%。

圖4 樁頂水平位移與基坑深度的關(guān)系

3.2 樁體水平位移

樁體向基坑內(nèi)水平位移見圖5。由圖5可知，樁體水平位移變形最大值非常接近樁的最大水平位移變形值，達(dá)到了98%，可以認(rèn)為烏魯木齊無(wú)水砂卵石地層基坑工程中的樁體水平位移即為樁的最大水平位移。

圖5 樁體向基坑內(nèi)水平位移

樁體水平位移與基坑深度的關(guān)系見圖6。由圖6可知，烏魯木齊無(wú)水砂卵石地層基坑工程樁體向基坑內(nèi)水平位移最大值約為基坑開挖深度的0.10%，平均值約為0.045%。

圖6 樁體水平位移與基坑深度的關(guān)系

樁體最大變形位置見圖7。由圖7可知，烏魯木齊無(wú)水砂卵石地層基坑工程樁體向基坑內(nèi)產(chǎn)生最大變形的位置通常在基坑深度中部位置，最大值約為0.7H，平均值約為0.55H。

圖7 樁體最大變形位置

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)烏魯木齊地鐵1號(hào)線北段無(wú)水砂卵石地層車站主體基坑工程樁體水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，得出如下結(jié)論：

（1）樁頂水平位移向基坑外變形量為-0.1mm~7.6mm，平均值為-2.7mm，向基坑內(nèi)變形量為0.2mm~15.7mm，平均值為4.2mm；樁體水平位移變形量為1.73mm~17.99mm，平均值為7.91mm，樁體最大水平位移均朝向基坑內(nèi)。

（2）圍護(hù)樁以樁體變形為主，樁體水平位移平均值約為樁最大水平位移的0.98倍，樁頂水平位移的平均值約為樁最大水平位移的0.59倍。

（3）無(wú)水砂卵石地層基坑工程樁頂水平位移向基坑內(nèi)最大變形量約為基坑深度的0.07%，平均值約為0.03%；向基坑外最大變形量約為基坑深度的0.04%，平均值約為0.02%。

（4）烏魯木齊無(wú)水砂卵石地層基坑工程樁體向基坑內(nèi)水平位移最大值約為基坑開挖深度的0.10%，平均值約為0.045%。

（5）烏魯木齊無(wú)水砂卵石地層基坑工程樁體向基坑內(nèi)產(chǎn)生最大變形的位置通常在基坑深度中部位置，最大值約為0.7H，平均值約為0.55H。