某第一道支撐下放式深基坑監測分析研究

王 瑞 科

(上海巖土工程勘察設計研究院有限公司，上海 200438)

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某第一道支撐下放式深基坑監測分析研究

王 瑞 科

(上海巖土工程勘察設計研究院有限公司，上海 200438)

結合工程實例，對明挖基坑采用第一道混凝土支撐低于圍護頂部4 m的支護形式作了研究，并對施工過程中地表沉降、地下連續墻的位移變形、立柱沉降等監測項目數據進行了整理分析，以供類似工程參考借鑒。

深基坑，地下連續墻，混凝土支撐軸力，位移變形，地表沉降

0 引言

基坑支護結構的安全性被得到廣泛的重視，同時支護結構的經濟性也是業主單位關心的重要問題[1-3]，本項目周邊環境較為寬松，采用了第一道支撐低于圍護頂部4 m的支護形式，取得了較好的效果。

本文在該深基坑工程實例的基礎上，對施工過程中的地下連續墻變形、立柱沉降等監測數據進行統計分析，總結了天津軟土地區第一道支撐低于圍護頂部支護形式下地下連續墻變形及立柱沉降的變化規律。

1 工程概況

本深基坑為某交通樞紐配套市政公用工程的控制中心，該控制中心通過地下管廊與樞紐地下結構連接。本項目主體結構為地下結構，共2層，采用筏板形式，主體結構寬33.6 m，長112 m，基坑開挖深度為13.4 m，采用地下連續墻+兩道鋼筋混凝土支撐的支護結構。圍護墻采用800 mm厚地下連續墻，一般設計深度為25.4 m(從現地面起算)，局部28.40 m和26.90 m，墻頂設構造冠梁，冠梁頂標高為+1.50 m，冠梁頂后接地連墻與主體結構抗浮梁連接，第一道支撐中心標高-2.50 m，第二道支撐中心標高-8.00 m。本工程地連墻兼作止水帷幕。坑內降水采用管井降水，坑外設降壓井以防承壓水突涌。

本工程施工時周圍環境以空地為主，地勢比較平坦。場地北側和西側緊鄰地塊紅線，主體結構外邊線距紅線最小距離1.8 m。場地東側距基坑邊緣約27 m處為樞紐西南部地下結構，本項目施工時該地下結構頂板已完成。

2 工程地質與水文情況

2.1 場地工程地質情況

根據本場區勘察資料，該場地埋深40.00 m深度范圍內，地基土按成因年代可分為7層，詳見表1。

表1 場地工程地質情況 m

2.2 場地水文地質情況

在勘察期間測得場地地下潛水水位如下：初見水位埋深1.00 m～2.00 m，相當于標高0.71 m～0.18 m。靜止水位埋深0.40 m～1.50 m，相當于標高1.29 m～0.99 m。表層地下水屬潛水類型，主要由大氣降水補給，以蒸發形式排泄，水位隨季節有所變化。一般年變幅在0.50 m～1.00 m左右。

3 監測項目設置

因本基坑開挖深度深，地質條件較差，根據《建筑基坑工程監測技術規范》、設計單位要求、本項目特點，設置了坑外地表沉降、坑外水位、地下連續墻變形、支撐軸力、立柱沉降等監測項目，均進行嚴密的監測。

4 基坑開挖主要工程節點統計

本基坑的主要工程節點工況如表2所示。

表2 基坑的主要工程節點工況

5 基坑開挖監測數據分析

5.1 坑外地表垂直位移監測

將坑外周邊地表沉降監測點垂直位移數據繪制成歷時曲線，如圖1所示。從圖1中可以看出，在基坑開挖階段，監測點沉降速率較大，5月18日監測點D2- 4沉降量達22.9 mm，分析原因與基坑變形、車輛碾壓及土方堆載等各種因素有關。在-3層土方開挖時，基坑邊進行了土體堆載，使得部分監測點被壓埋無法監測，待土體轉運后，監測點出現明顯下沉，D2-1～D2- 4各監測點沉降范圍達25.53 mm～49.30 mm。在底板澆筑后，測點變化速率趨于平緩。

5.2 地下連續墻圍護頂部垂直位移監測

將地下連續墻圍護頂部垂直位移監測數據繪制成曲線，如圖2所示。

由圖2可以看出圍護頂部在開挖過程中隨著土方卸載有一個緩慢上抬的變形過程，2014年5月27日監測點Q10上抬量達14.71 mm；測點在底板澆筑后由于底板壓重作用產生了小幅度的下沉，監測點Q10在6月15日上抬量為10.72 mm，回落了3.99 mm；隨后支撐拆除后有一定幅度的上抬，監測點Q10在8月17日上抬量為18.53 mm；隨后在頂板施工階段監測點重新開始回落。

5.3 地下連續墻圍護頂部水平位移監測

將地下連續墻圍護頂部水平位移監測數據匯總于表3。

表3 基坑圍護頂部水平位移量統計 mm

由表3可以看出，第1層土方開挖時，地下連續墻圍護頂部水平位移量普遍較大，位移量范圍為12.0 mm～23.5 mm,分析原因是本基坑第一道支撐下放圍護頂部4 m，第1層土方開挖時地下連續墻為懸臂開挖；而第2層、第3層土方開挖時由于有第一、二道支撐，故圍護頂部水平位移量變化較小；在支撐拆除階段，圍護頂部監測點水平位移量又有一個較為明顯的發展，本階段位移量變化范圍為5.5 mm～16.5 mm，分析原因是支撐拆除后地下連續墻又短暫出現懸臂狀態。

5.4 立柱垂直位移監測

基坑立柱監測點的沉降歷時曲線圖如圖3所示。從圖3看出大部分立柱在基坑開挖施工過程中均有較明顯的隆起變形現象，這說明基坑開挖土體卸載導致了坑底的回彈，這種變化趨勢與基坑圈梁監測點的變化趨勢相一致。底板澆筑后各監測有小幅度沉降，隨后在第二道支撐拆除后有一定幅度的上抬，監測點隨第一道支撐的拆除而消亡。

5.5 支撐軸力監測

基坑第一道混凝土支撐監測點軸力變化歷時曲線如圖4所示，從圖4看出隨著基坑開挖施工的逐步進行，由于土體卸載，坑內外土壓力失衡，土體向坑內移動，重新平衡壓力分布，因此支撐軸力處于一個明顯增大的變化過程，底板施工完成后，支撐軸力有小幅減小，但隨即開始拆除第二道混凝土支撐，所以支撐軸力又開始小幅度增加。

5.6 圍護結構深層側向位移監測

將測斜孔在基坑開挖前期、基坑開挖結束和地下結構施工時的數據匯總于圖5。從圖5可以看出，在基坑土方開挖階段，監測孔的側向位移隨著坑內土體開挖，數據逐漸變大，至基坑底板施工后，監測孔側向位移速率趨于收斂。從圖5還可以看出，因本項目基坑第一道支撐低于地面4 m，故-1層土方開挖時地下連續墻處于懸臂狀態，變形最大值在圈梁處，并且變形明顯，此階段地下連續墻監測孔向基坑內位移量為21 mm，而-2層土方開挖時則有支撐作用，發生最大位移的位置開始向基坑下位移。從圖5可以看出，圍護體側向變形量主要發生在基坑的開挖階段，地下結構施工階段的側向變形相對較小，因此合理加快基坑開挖速度、及時架設支撐平衡基坑內外壓力，對減小基坑圍護的變形是十分有效的一種措施。

6 結語

1)本項目周邊環境寬松，采用了第一道混凝土支撐低于圍護頂部4 m的支撐形式，經濟性較好，對減少施工工期有利；2)開挖-1層土方時，因地下連續墻處于懸臂狀態，故應盡量分層分塊進行土方開挖，減小地下連續墻變形；3)采用這種支撐支護形式時，由于會出現地下連續墻再次懸臂狀態，在支撐拆除階段要加強監測；4)基坑開挖完畢時應盡早澆筑墊層，盡快形成基坑底板，這對減小地下連續墻變形有利。

[1]劉建航,侯學淵.基礎工程手冊.北京：中國建筑工業出版社,1997.

[2]羅戰友,夏建中，羅 薇.基坑內土體加固對懸臂式支護結構的影響分析.巖土力學，2006(4)：26.

[]3李俊才,張倬元，羅國煜.深基坑支護結構的時空效應研究.巖土力學，2003(27)：396-398.

[4]GB 50497—2009，建筑基坑工程監測技術規范.

The monitoring analysis of a deep foundation pit with a special type concrete bracing

Wang Ruike

(ShanghaiGeotechnicalEngineeringInvestigationDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd,Shanghai200438,China)

Combining with the engineering examples, the paper researches the support form with the first-line concrete support 4 meters lower than the enclosure top for the open cut foundation pit, and undertakes the compilation analysis of the ground settlement, the displacement deformation of underground continuous walls and column settlement in the construction process, so as to provide reference for similar projects.

deep foundation pit, underground continuous wall, concrete support axial force, displacement deformation, ground settlement

1009-6825(2015)18-0056-03

2015-04-10

王瑞科(1981- )，男，工程師

TU463

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