軟土地區復雜環境下某深基坑變形分析

錢 德 良

(上海強勁地基工程股份有限公司，上海　200030)

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軟土地區復雜環境下某深基坑變形分析

錢 德 良

(上海強勁地基工程股份有限公司，上海200030)

以處于軟土地區且周邊環境復雜的南京某深基坑工程為背景，采用了“兩墻合一”的基坑支護方案，并對基坑開挖過程進行了監測，從周邊地表、土體、坑外地下水位、支撐立柱等方面，總結出了基坑及周邊環境的變形規律。

深基坑，地連墻，支護結構，豎向位移

0　引言

隨著經濟的發展，高層、超高層建筑不斷涌現，以致基坑規模不斷向深大方向發展，周邊環境將越來越復雜，這些都對基坑變形控制提出了更高要求。部分基坑工程自身支護結構雖未破壞，但由于變形已超過容許值，導致周邊建筑物開裂，市政管線破壞或地面沉降過大等，可能會造成無法估量的經濟損失和安全問題。因此，變形控制代替當前的強度控制將是今后基坑設計發展趨勢[1-4]。

本文結合南京某深度達20.05 m的基坑工程，分析基坑自身與周邊環境變形規律，為今后類似工程的設計與施工提供參考。

1　工程概況

1.1工程概述

該工程位于南京市建鄴區軟土區域，由兩座分別為34層、46層 的主樓及4層裙樓組成，主體采用框架核心筒結構，樁基礎，滿堂布置地下室，均為4層。基坑面積約為9 320 m2，總延長米約為515 m，開挖深度為20.05 m。

1.2水文地質條件

基坑開挖深度內土層除上部1 m～3 m雜填土外，其余為淤泥質粉質黏土，物理力學性質差，基坑開挖對周邊環境影響較大。本工程土層分布及物理力學參數指標詳見表1。

表1　土層物理力學參數指標

工程場地地層上部為潛水，主要賦存于①層雜填土中，穩定水位埋深為0.50 m～5.50 m，該層滲透系數k=1.2×10-7cm/s，屬弱透水層，水量不大，疏干即可；承壓含水層主要為③-1粉細砂、③-2層粉細砂、④層粗礫砂，穩定水位埋深在3.00 m～4.00 m,其含水層厚度大且富水性好，屬透水～強透水層；⑤-1強風化巖屬于不透水層。

1.3周邊環境

該工程位于南京市建鄴區嘉陵江東街以南,南至雨潤大街,東至廬山路,西至江東中路，即河西45號地塊。

1.4基坑支護設計方案

本基坑開挖深度約20.00 m。基坑四周均為城區主干道路，且有地鐵二號線從場地中穿過，基坑破壞影響后果嚴重，經多支護方案選型，基坑采用φ1 000，深64.0 m地下連續墻作為豎向圍護結構兼作止水帷幕，五道混凝土支撐作為水平支護結構，基坑支護結構平面布置圖及豎向圍護結構剖面圖詳見圖1，圖2。

2　基坑實測數據分析

2.1周邊地表豎向位移

圖3為周邊地表豎向位移隨施工工況的變化曲線。

由圖3可知：周邊地表豎向位移主要發生在開挖階段，且隨著基坑的開挖一直呈下降趨勢，最大沉降點為D1測點，該點距坑邊約8 m，最大沉降達18.4 mm，其余各點沉降略小于D1測點。待基坑開挖至坑底且底板澆筑完成后，周邊地表豎向位移變化速率趨于平緩。從圖3可以看出，周邊地表豎向位移可分為3個階段：1)豎向位移變化速率增大階段；2)豎向位移變化速率減小；3)豎向位移變化速率趨于平緩3個階段。由此可見，該支護方式取得較好效果。

2.2周邊土體深層位移

圖4為基坑北側某測點在各個工況下的土體深層位移變化曲線。

由圖4可知，基坑開挖過程中周邊土體深層位移呈“大肚狀”。隨著土體的卸載，深層位移逐漸增大，且隨著開挖加深，最大位移逐步下移。當基坑開挖至坑底時，最大深層位移值為11.8 mm，位于0.9H處(H為基坑深度)。隨著第4層地下室底板的澆筑完成位移逐漸趨于穩定。

2.3坑外地下水位

圖5為坑外水位隨時間變化曲線。

由圖5可知：隨著基坑降水開挖的進行，KW9測點水位變化最大，深度約3.3 m；KW3，KW4，KW19三測點水位變化基本處于-1.5 m～0.5 m之間，水位波動較小。7月份由于受降雨影響較大，水位有所上升。從總體上分析：基坑坑內降水對坑外水位影響較小，可見地連墻隔斷30 m下的承壓層能很好控制因坑外水位導致基坑變形的影響。

2.4立柱豎向位移

圖6為基坑在施加第一道支撐后，整個降水開挖過程中支撐立柱的豎向位移曲線。

從總體來看，立柱豎向位移較小，在-3 mm～3 mm之間，遠小于容許值。施工過程中，由于外荷載的不斷施加及施工的影響，導致立柱沉降；又由于坑內土體應力釋放及承壓水的影響，坑內土體又向上回彈。隨著基坑開挖越來越深，卸載量越來越大，隔水層越來越薄，承壓水對坑底向上的壓力也逐漸增大，導致回彈量增大，立柱向上位移也隨著上升。隨著坑底底板施工的完成，立柱的豎向位移達最大值3 mm且趨于平緩。可見，承壓水的存在肯定對坑底回彈有一定的影響，在施工過程中應及時施工底板，確保基坑安全。

3　結語

1)周邊地表豎向位移可分為3個階段：a.豎向位移變化速率增大階段；b.豎向位移變化速率減小；c.豎向位移變化速率趨于平緩。

2)地連墻深層位移最大值隨著坑內土體開挖逐漸下移，最大值位于0.9H處。

3)基坑坑內降水對坑外水位影響較小，可見地連墻隔斷30 m下的承壓層能很好控制因坑外水位導致基坑變形的影響。

4)承壓水的存在肯定對坑底回彈有一定的影響，在施工過程中應及時施工底板，確保基坑安全。

[1]趙錫宏,龔劍,陳志明,等.上海的特深特大基坑工程設計與實踐[J].巖土工程學報,1999,21(1):104-107.

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[5]鄧子勝.深基坑空間效應分析方法研究與應用進展[J].巖土工程界，2005,8(2):29-30.

Analysis on the deep foundation deformation of the soft soil region under complicated environment

Qian Deliang

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200030,China)

Taking the deep foundation engineering located in soft-soil foundation region with complicated surrounding environment in Nanjing city as the background, the paper applies the foundation support scheme of dual-purpose diaphragm wall, and monitors the foundation excavation process. Starting from aspects of surrounding ground surface, soil body, external foundation underground water level, vertical bearing column and so on, it summarizes deformation law of the foundation pits and surrounding environment.

deep foundation, diaphragm wall, support structure, vertical displacement

1009-6825(2016)19-0066-02

2016-04-23

錢德良(1987- )，男，碩士，助理工程師

TU447

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