軟土地層深長基坑變形原因分析與控制技術

鄭 東 升

(中鐵十一局集團有限公司，湖北 武漢 430074)

軟土地層深長基坑變形原因分析與控制技術

鄭 東 升

(中鐵十一局集團有限公司，湖北 武漢 430074)

結合蘇州地鐵2號線延伸線尹中路站工程，對軟土地層深基坑變形的原因進行了分析，并提出了相應的控制措施，有效控制了基坑變形及地表沉降，消除了施工風險，為在此類軟土環境中的基坑施工提供了寶貴的經驗。

軟土，深長基坑，變形，控制

0 引言

軟土具有含水量高、壓縮性大、靈敏度高、承載能力低等特點，物理性質極不穩定，容易發生流變，此環境條件下深長基坑的變形是一個非常復雜的過程。而目前針對軟土地質基坑變形的研究主要集中在對基坑開挖時空效應規律的研究和應用、土體應力計算分析、基坑監測數據統計等方面，本文主要結合工程實際對基坑的變形原因進行了分析，并提出了控制基坑變形的相應措施。

1 工程概況

1.1 設計概況

尹中路站位于郭新西路和尹中路的交叉口，周邊有多棟建筑，站址處地勢略有起伏。車站為地下兩層島式車站，車站外包總長181.6 m，標準段外包總寬19.1 m，端頭井外包總寬23.2 m，車站標準段開挖深度17 m，端頭井開挖深度19 m，采用明挖順作+蓋挖順作法施工。圍護結構選用800 mm連續墻+4道內支撐方案，與主體形成復合式結構。

1.2 工程水文地質條件

工程所在場區為Ⅲ類場地，所在場區40 m范圍內除①層人工填土為軟弱土外，其余地基土均為中軟土。圍護結構穿越地層依次為①人工填土、③1粘土、③2粉質粘土、④2粉土夾粉砂、⑤1粉質粘土、⑤2粉砂夾粉土、⑦1粉質粘土，車站地板坐落在④2層粉土夾粉砂上，地下連續墻址位于⑤2層粉砂夾粉土上，深基坑開挖土方主要以③2粉質粘土、④2粉土夾粉砂層為主。其中④2粉土夾粉砂層含微承壓水，為弱透水層，滲透性較強，在一定水頭壓力差作用下易發生滲流變形，其表現形式主要為流土或管涌等。

場區內潛水位埋深為1.30 m～2.30 m、平均1.97 m，標高0.56 m～1.43 m、平均0.94 m。微承壓水主要賦存于④2粉土夾粉砂層和⑤2粉砂夾粉土層中。微承壓含水層補給來源主要為大氣降水、地表水、上部潛水的垂直滲流，以民間取水及向周圍湖(河)網的側向徑流為其主要的排泄方式，其中開挖范圍內④2層層頂埋深10.00 m～12.50 m，層厚2 m～5 m，位于車站中下部。

1.3 周邊環境

車站基坑南側有國香雅苑小區(6層)、假日賓館(3層)、中尹賓館(3層)，房屋距離標準段主體基坑僅11.4 m，距離端頭井主體基坑僅7.8 m，且國香雅苑房屋基礎形式為柱下鋼筋混凝土擴展基礎，埋深2.4 m，房屋基礎下土體太軟，容易受擾動變形，產生不均勻沉降。

2 軟土地層深長基坑變形原因分析

2.1 基坑變形影響因素

監測數據顯示，車站基坑開挖期間圍護結構變形較大，最大變形量45 mm，國香雅苑小區房屋出現了不同程度的沉降開裂變形。經分析，引起軟土基坑及周邊建(構)筑物變形的因素眾多、復雜，是支護結構—地下水—土相互耦合作用的結果,基坑所處軟土地層土體容易受擾動變形，房屋建筑基礎淺，圍護結構的滲漏、沒有遵循時空效應合理安排土體開挖、基坑周邊外部荷載的作用等均會引起基坑及周邊建(構)筑物的變形，此種變形可發生在圍護結構施工、降水、土方開挖、支撐拆除等施工階段，對于軟土地層深長基坑，這些階段還可能發生時間與空間上的交叉。

2.2 基坑變形主要原因

從圖1成因分析圖中可以看出，引起基坑及周圍建(構)筑物變形的影響因素共有11條。結合現場實際和監測數據，經過認真研究和分析，確定如下要因和非要因，詳見表1。

3 基坑變形控制技術

結合現場實際情況，我們分析找出了造成尹中路站基坑變形較大的六點主要原因，分別是：主體結構施作不及時、支撐預加軸力較小、支撐架設不及時、建筑物基礎差、基坑周邊荷載、監測信息未引起足夠重視，并針對上述主要原因制定出了相應的控制措施。

3.1 主體結構施作不及時的控制

1)增加主體結構鋼筋隊伍作業人數，延長作業時間。

2)混凝土澆筑之前及時與混凝土公司聯系，提前安排混凝土泵車進場。

3.2 支撐預加軸力較小的控制

1)鋼支撐設計軸力較小，預加軸力為設計軸力的40%～60%，但軸力監測數據顯示，實際支撐軸力遠遠大于預加軸力，后經過與業主及設計院協商，鋼支撐預加軸力調整為設計軸力的80%，加大了鋼支撐對圍護結構的支撐力，提前對地連墻進行頂撐，減少開挖過程中地連墻變形。

表1 原因分析表

2)第三道鋼支撐位于中板梁底部，-2層側墻達到設計強度后，圖紙設計為換撐，換撐時土體應力釋放，支撐應力重分布時間長，對圍護結構變形不利。經多方權衡，決定將換撐更改為留撐，減少換撐拆撐時土體應力釋放和重組時間，待頂板施作完成混凝土達到設計強度后再拆除該道鋼支撐。

3.3 支撐架設不及時的控制

1)土方開挖過程中遇到影響鋼支撐架設的混凝土鼓包及時通知現場負責人，及時組織施工人員掏空鼓包周圍土體，為鼓包破除創造有利條件。

2)破除隊伍駐扎現場，人員充足，隨叫隨到，能對鼓包進行快速、有效地破除。

3.4 建筑物基礎差的控制

考慮到尹中路站南側建筑物基礎形式為柱下鋼筋混凝土擴展基礎，埋深2.4 m，基礎下土體軟弱容易受擾動變形，產生不均勻沉降，經研究采取以下具體措施：

由于商鋪非機動車道及地下管線等場地條件限制，壓密注漿孔布置一排，范圍同假日賓館、1棟、2棟房屋建筑長度(約80 m)，距離房屋最近約6 m,距離南側地連墻外側約4.0 m，孔距1.0 m～1.5 m，鉆孔深度15 m，注漿壓力0.6 MPa，每孔單次注漿量為2.0 m3，重復注漿3次。

3.5 基坑周邊荷載的控制

1)控制好坑外吊車、渣土車等動荷載對基坑的影響，做到快速作業、盡早撤離、遠距離停放。

2)現場材料的堆放要求做到盡量遠離基坑且同一地點的荷載不能過大。

3.6 監測控制

加強對支撐軸力、基坑變形、房屋沉降、地面沉降、地連墻變形、墻頂水平垂直位移、基坑收斂、地下水位的監測，提高監測頻率，及時反饋變形數據，調整施工方法，采取相應措施，避免基坑及房屋變形的進一步擴大。

4 控制效果

通過對基坑變形、房屋附近地面沉降、房屋沉降、建(構)筑物附近地下水位等進行監測，發現在采取相應的控制措施后，基坑變形和房屋沉降開裂的情況得到了有效控制。監測結果如表2所示。

表2 監測結果表

5 結語

通過對軟土地層深長基坑變形進行研究分析，結合開挖數據及周邊建(構)筑物變形情況，通過制定針對性的開挖方案，合理組織施工，控制地下水，及時架設支撐及復加軸力，加強監測等措施，有效的控制了沉降與基坑變形，實現了信息化施工，保證了工程安全、順利開展，為該地質條件下基坑變形和建筑物沉降控制提供了一手數據，具有較高的參考價值。

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On analysis of reasons for deformation at deep and long foundation pits in soft soil stradum

Zheng Dongsheng

(ChinaRailwayEleventhGroupCo.,Ltd,Wuhan430074,China)

Combining with the project at Yinzhong station along the extension line of No.2 subway in Suzhou, the paper analyzes the reasons for the deformation at the deep foundation pits of the soft soil stradum, and points out respective controlling measures, so as to control the foundation pit deformation and ground settlement, eliminate construction risks, provide experience for the foundation pit construction in the soft soil environment.

soft soil, deep and long foundation pit, deformation, control

1009-6825(2015)16-0041-02

2015-03-20

鄭東升(1982- )，男，工程師

TU463

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