逆作法工程中的地下連續墻位移曲線特征研究

中建三局建設工程股份有限公司 上海 200129

1 工程概況

南京青奧中心雙塔樓及裙房工程，基坑圍護為厚1.20 m地下連續墻，墻頂標高-2.00 m，墻底標高-60.00 m，地下連續墻接頭采用鋼箱混凝土，槽壁加固采用三軸攪拌樁，接頭止水采用三重管雙高壓旋噴樁。同時利用地下室3層水平結構作為基坑圍護內支撐，首層樓板厚400 mm，地下1層、地下2層樓板厚250 mm。

2 工程地質情況及施工工藝流程

本工程位于長江漫灘地貌單元，巖土層分布較復雜，該場地屬Ⅱ類環境，土層從上往下依次分布為：①雜填土、②2淤泥質粉質黏土、②3粉質黏土夾砂、③1粉砂、③2細砂、③2A粉質黏土夾砂、④中粗砂混礫石、⑤1強風化泥巖、⑤2中風化泥巖、⑤3微風化泥巖。

本工程施工工藝流程為：明挖至-6.60 m，完成B1層板（標高-4.60 m）→向上施工B0板（標高-0.70 m）及上部結構→B0板養護完成，暗挖至-10.60 m，施工B2層板→B2板養護完成，暗挖至-14.60 m，施工底板。底板封閉時，上部結構施工至17層。

3 基坑監測內容

本基坑監測內容有：圈梁垂直、水平位移監測，深層土體水平位移監測，周邊道路路面沉降監測，周邊河道沉降監測，基坑（內）外地下水位監測，鋼管立柱應力監測，樓板內力監測，地下連續墻內力監測，支撐梁內力監測。本文主要針對深層土體水平位移的監測進行討論。

青奧工程在基坑支護結構外側土體中共布設27個深層位移觀測孔（CX1～CX27），其中CX3、CX6、CX9、CX13、CX15、CX17、CX19、CX21、CX24、CX26這10個測斜孔是布設在地下連續墻內部的，其長度與鋼筋籠長度一致；其他17個測斜孔在地下連續墻外側布置，其長度大約在62 m。在基坑開挖和地下室主體結構施工期間，在整個基坑支護結構深度范圍內，使用測斜儀逐段測量支護結構外側土體向基坑內的深層水平位移情況（圖1）。

圖1 測斜孔平面定位示意

4 基坑監測數據與分析

4.1 墻體位移的時間曲線

典型測斜孔實測位移變化如圖2～圖4所示，測點位移變化分組如表1所示[1]。

1）隨著基坑開挖深度的增加，各處墻體水平位移不斷增大；

2）不同深度范圍內位移增量不同；

3）隨著挖深增加，深層土體位移增幅加大，淺層土體位移增幅趨于穩定；

4）位移分別在6 m和13 m深度范圍內達到峰值；

圖2 CX1位移變化曲線

圖3 CX4位移變化曲線

圖4 CX19位移變化曲線

表1 CX1、CX4、CX19位移變化分組

5）明挖深度為6.60 m左右，水平位移最大深度為12 m，暗挖至坑底時開挖深度為14.60 m，水平位移最大深度為26 m，因此，深層土體位移約為開挖深度的2倍。

4.2 墻體最大水平位移

根據實測結果，本工程最大開挖深度-20.70 m，位移值與開挖深度比值為0.07%～0.11%，平均比值為0.09%，遠小于一般順作法基坑及逆作法基坑。

如表2所示，逆作法工程地下連續墻最大水平位移遠小于順作法基坑，南京青奧工程墻體水平位移約為順作法工程的1/4，為其他逆作法工程的1/1.5～1/2.0。

表2 逆作法與順作法墻體最大水平位移比較

4.3 位移曲線特征

一般逆作法工程首先完成B0層，而后向下進行土方開挖，其位移曲線為拋物線形，如圖5所示[2]。

圖5 上海廖創興金融中心大廈典型測孔位移-時間曲線

本工程采用B1作為轉換層，施工完B1層后同時向上、向下施工，其位移曲線為M形，如圖6所示。

圖6 典型測孔累計位移曲線

1）位移曲線為M形，累計位移峰值出現在13 m、6 m深度，谷值出現在9 m深度。

2）本工程開挖深度為-14.60 m，最大累計位移第1峰值出現在13 m深度，約在開挖面上方1.50 m；第2峰值位于6 m深度，約為首次開挖面標高；谷值出現在9 m深度，位于B2層板標高。

3）坑底上方位移峰值大于第2峰值，因第3次開挖土厚6 m，另2次開挖厚4 m，峰值的大小與無內支撐高度有關。

4）水平位移最大影響深度26 m，為開挖深度2倍[3]。

根據上述總結，可得到其位移曲線特征如圖7所示。

圖7 B1層作為逆作法界面層的位移曲線特征

5 結語

1）采用逆作法施工，墻體位移遠小于順作法工程。南京青奧工程最大位移等同于一般順作法的1/4、一般逆作法工程的1/2。

2）對于3層地下室，采用B1層作為逆作法界面層時，位移曲線特征與一般工程的拋物線不同，表現為M形曲線；第1峰值位于坑底上方1.50 m，第2峰值位于首次開挖面標高，谷值位于B2層板標高。

3）逆作法施工的墻體位移最大深度為挖深的2倍。

4）逆作法基坑地下連續墻最大位移發生于坑底土開挖時期，隨基坑暴露時間的延長，位移不斷加大，加快坑底土開挖速度，減短基坑暴露時間，有利于減小地下連續墻水平位移[4-7]。