軟土地層基坑開挖深度與圍護(hù)結(jié)構(gòu)測斜數(shù)據(jù)的規(guī)律分析

金 康

（蘇州軌道交通集團(tuán)有限公司,江蘇 蘇州 215000）

0 引言

蘇州軟土地層以粉土粉砂及粉質(zhì)黏土為主，土質(zhì)比較差，開挖過程中易擾動(dòng)。基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形較大且不容易控制。

陳濤[1]對(duì)于天津地區(qū)軟土地層，通過深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)，針對(duì)性地對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。吳剛[2]等通過基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形及周邊地表沉降等發(fā)展變化規(guī)律，揭示了出現(xiàn)超大變形的主要原因。陳攀[3]經(jīng)過對(duì)寧波地鐵車站基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和地表沉降在空間分布呈現(xiàn)長邊大、端部小的特點(diǎn)。

該文根據(jù)蘇州地鐵部分車站基坑現(xiàn)場實(shí)際的分層開挖工況以及相對(duì)應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形數(shù)據(jù)，對(duì)每層土方從開始開挖至下方支撐架設(shè)后的圍護(hù)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，針對(duì)每層土方開挖的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，給出參考控制值，將基坑開挖變形分層進(jìn)行控制，提前預(yù)控各層土方的變形值，降低基坑開挖過程中的變形風(fēng)險(xiǎn)。

1 工程概況

該次選取的站點(diǎn)分別為蘇州地鐵3號(hào)線的獅山路站、玉山路站，5 號(hào)線的長江路站、塔園路站、星湖街站，5個(gè)站點(diǎn)均為兩層標(biāo)準(zhǔn)站，共計(jì)107 個(gè)測斜孔。各站設(shè)計(jì)情況見表1。

表1 各車站主要設(shè)計(jì)情況

2 各站點(diǎn)開挖深度與測斜數(shù)據(jù)分析

2.1 數(shù)據(jù)采集規(guī)則

根據(jù)基坑深度及豎向鋼支撐架設(shè)位置，選取深度6 m、10 m、14 m、17 m 四個(gè)開挖深度，選取開挖至對(duì)應(yīng)深度且支撐架設(shè)后的測斜數(shù)據(jù)，其中17 m 深度位置選取混凝土底板澆筑后的測斜數(shù)據(jù)。

2.2 獅山路站

該次針對(duì)獅山路站14 個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行了分析，底板澆筑后最大測斜數(shù)據(jù)為42.61 mm（CX23，深度15 m），平均測斜值29.07 mm。各測點(diǎn)隨基坑開挖深度測斜數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 獅山路站開挖深度與測斜數(shù)據(jù)圖

從獅山路站的測斜數(shù)據(jù)與開挖深度關(guān)系圖上可以看出，當(dāng)基坑開挖深度6 m時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在7 mm 左右，深度10 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在12.5 mm 左右，深度14 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在21 mm 左右，底板澆筑后測斜數(shù)據(jù)在29 mm 左右。測斜變化速率在開挖深度超過10 m 后增大。

2.3 玉山路站

該次針對(duì)玉山路站16 個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行了分析，底板澆筑后最大測斜數(shù)據(jù)為53.16 mm（CX4，深度17 m），平均測斜值30.56 mm。各測點(diǎn)隨基坑開挖深度測斜數(shù)據(jù)見圖2。

圖2 玉山路站開挖深度與測斜數(shù)據(jù)圖

從玉山路站的測斜數(shù)據(jù)與開挖深度關(guān)系圖上可以看出，當(dāng)基坑開挖深度6 m時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在6 mm 左右，深度10 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在14 mm 左右，深度14 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在20 mm 左右，底板澆筑后測斜數(shù)據(jù)在30 mm 左右。測斜變化速率在開挖深度超過10 m 后增大。

2.4 長江路站

該次針對(duì)長江路站16 個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行了分析，底板澆筑后最大測斜數(shù)據(jù)為32.37 mm（CX10，深度17.5m），平均測斜值23.85 mm。各測點(diǎn)隨基坑開挖深度測斜數(shù)據(jù)見圖3。

圖3 長江路站開挖深度與測斜數(shù)據(jù)圖

從長江路站的測斜數(shù)據(jù)與開挖深度關(guān)系圖上可以看出，當(dāng)基坑開挖深度6 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在3 mm 左右，深度10 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在6.5 mm 左右，深度14 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在12.5 mm 左右，底板澆筑后測斜數(shù)據(jù)在24 mm左右。測斜變化速率隨開挖深度的增大而增大。

2.5 塔園路站

該次針對(duì)塔園路站26 個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行了分析，底板澆筑后最大測斜數(shù)據(jù)為47.54 mm（CX10，深度17 m），平均測斜值28.02 mm。各測點(diǎn)隨基坑開挖深度測斜數(shù)據(jù)見圖4。

從塔園路站的測斜數(shù)據(jù)與開挖深度關(guān)系圖上可以看出，當(dāng)基坑開挖深度6 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在6 mm 左右，深度10 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在12 mm 左右，深度14 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在23 mm 左右，底板澆筑后測斜數(shù)據(jù)在28 mm 左右。測斜變化速率隨開挖深度的增大而增大。

2.6 星湖街站

該次針對(duì)星湖街站35 個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行了分析，底板澆筑后最大測斜數(shù)據(jù)為43.93 mm（CX15，深度17 m），平均測斜值30.19 mm。各測點(diǎn)隨基坑開挖深度測斜數(shù)據(jù)見圖5。

從星湖街站的測斜數(shù)據(jù)與開挖深度關(guān)系圖上可以看出，當(dāng)基坑開挖深度6 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在8 mm左右，深度10 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在12 mm 左右，深度14 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在20 mm 左右，底板澆筑后測斜數(shù)據(jù)在30 mm 左右。測斜變化速率隨開挖深度的增大而增大。

3 站點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比

對(duì)5 個(gè)車站測斜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，側(cè)斜數(shù)據(jù)見表2 及圖6。

圖6 5 個(gè)車站開挖深度與測監(jiān)數(shù)據(jù)關(guān)系圖

表2 測斜數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

從圖6 中可看出，五個(gè)車站在開挖深度6 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在5 m 左右，開挖深度10 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在11 mm左右，開挖深度14 m 時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在19 mm 左右，開挖深度17 m（底板澆筑）時(shí)，測斜數(shù)據(jù)在29 mm 左右，測斜數(shù)據(jù)隨基坑深度的增大變化速率隨之增大。其中長江路站的測斜數(shù)據(jù)相比其他站點(diǎn)偏小，可能原因?yàn)殚L江路站長度較小，深度略小，考慮時(shí)空效應(yīng)，小尺寸車站對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形較為有利。

對(duì)五個(gè)車站土方開挖的工況進(jìn)行分析，見表3。

從表3 中可以看出，一般車站基坑開挖深度6～10 m時(shí)間間隔較長，14 m 底板封閉時(shí)間間隔次之，開挖深度10～14 m 時(shí)間間隔最短，每個(gè)部位對(duì)應(yīng)的開挖深度從6 m底板封閉時(shí)間間隔為57～77 d 不等。

表3 各車站土方開挖工況匯總表

4 結(jié)論與建議

根據(jù)5個(gè)車站的測斜數(shù)據(jù)和基坑開挖工況進(jìn)行分析，蘇州處于軟土地層的車站深基坑測斜控制可以按以下經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制：

（1）深度6 m 時(shí)5 mm，深度10 m 時(shí)10 mm，深度14 m 時(shí)20 mm，底板封閉時(shí)30 mm。

（2）由于隨著基坑開挖深度的增加，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形速率加快，因此基坑深度超過10 m 后應(yīng)加快基坑開挖及底板澆筑，防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大超過報(bào)警值，影響基坑安全。