弱時空效應基坑設計理論驗證

衛丹

上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司 200092

弱時空效應基坑設計理論驗證

衛丹

上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司 200092

本文通過一個弱時空效應基坑的設計結論以及實測結果，對該種形式的基坑工程設計進行一些探討，通過實測數據對設計結論進行驗證，得到一些有意義的結論。

深基坑；時空效應；設計

引言

近年來的研究表明，基坑工程除與土體以及圍護體的力學特性有關外，與時間以及空間有著非常密切的聯系，從這個角度出發，可以將基坑工程分為強時空效應與弱時空效應兩種形式，對弱時空效應基坑的深入研究是研究各種類型基坑工程的基礎。

本文通過一個典型的弱時空效應基坑的設計結論以及實測結果，對這種形式的基坑工程進行設計方法上的探討。

1、工程概況

該基坑寬28.4m，長28.1m，開挖深度24.95m，基坑圍護采用1000mm厚地下連續墻，采用6道鋼筋混凝土支撐，地下連續墻插入深度為17.05m, 坑底以下兩米采用旋噴樁進行滿堂加固。

本基坑深度雖然達到近25m，但是平面布置簡單且平面尺寸不大，單層土體的開挖時間約3～5天，支撐的施工包括養護時間約為15天，單層施工時間累計20天左右，施工組織有序，中間沒有出現任何中斷，基坑弱時空效應的不利影響相對較弱。

2、地質條件

基坑開挖主要影響地層的土體參數如下表所示：

基坑設計強度指標一覽表

3、基坑設計參數選取

設計采用FRWS軟件進行計算，關鍵參數的選取方式以取規范規定選取范圍的平均值為原則，參數選取結果見下表：

?

坑內進行加固，加固土層的計算參數見下表：

?

4、設計結果與實測數據

見圖（1－6）。

圖1 第一層土體開挖

圖2 第二層土體開挖

圖3 第三層土體開挖

圖4 第四層土體開挖

圖5 第五層土體開挖

圖6 第六層土體開挖

5、對比結果分析

1）在前四層土體開挖過程中，設計計算的數值明顯大于實測結果，而且設計最大變形點的位置較實測結果深5米左右。分析其原因，應當是由于淺層土體開挖包括支撐施工的周期較短，基本都能控制在20天以內，土體的變形尚未完全發揮，故地墻的變形較小。

2）第五、六層土方開挖的過程中，基坑變形的實測數值和設計結果逐漸接近，最終達到比較吻合的狀態，無論是變形數值和最大位移點均能夠一致，該兩層土體的開挖以及支撐的施工周期較長，達到25天以上，特別是第六層土體開挖涉及1.5m底板的制作，周期達到30天以上，基坑的變形的這一階段發展速度較快，但是最終沒有超出設計值過多。

3）地墻墻底變形以及墻頂變形在各個階段和設計結果均一致，這一點保證了基坑最終變形能夠與設計結果比較吻合。

4）基坑各道支撐點處的變形普遍比設計結果大，考慮到基坑的施工過程中氣候條件屬于一個降溫的過程，各種因素導致的混凝土收縮對基坑變形產生了不利的影響。

6、結論

（1）基坑的時空效應是始終存在的，只是強弱程度不同，對于本案例而言，在基坑的初始階段和最終階段均體現出時空效應的不同影響，因此在施工組織方面始終要強化對基坑時空效應的控制。

（2）土體參數的選取應當根據時空效應的不同進行不同方式的選取，本工程的時空效應相對較弱，設計參數的選取方式雖然不能完全反應基坑各階段的變形，但是能夠滿足工程設計的要求，確保基坑設計的安全與經濟。

（3）混凝土支撐剛度的選取應當考慮混凝土收縮以及混凝土開裂的不利影響，可以考慮對支撐剛度進行折減。

[1]上海市標準.基坑工程設計規程（DBJ08-61-97）.1997

[2]劉建航，侯學淵,主編.基坑工程手冊.北京：中國建筑工業出版社.1997

[3]施嘉干,編譯.板樁墻與地下連續墻.北京：人民交通出版社.1978

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.025