昆明地區(qū)某基坑開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境影響的研究

程鑫

(上海廣聯(lián)環(huán)境巖土工程股份有限公司，上海 200438)

0 引言

昆明市區(qū)主要坐落在滇池流域內(nèi)［1］，滇池盆地屬古滇池湖相沉積盆地地貌，盆地內(nèi)軟土分布廣泛，軟土層主要是第四系松散土層中的泥炭土、淤泥類(lèi)土、軟粘土等。其中泥炭土層很深厚，含水量為50%～150%，甚至有些地方高達(dá)200%，孔隙比1.0～2.0，最高可達(dá)4.0，壓縮系數(shù)0.5 MPa-1～1.0 MPa-1，屬于欠固結(jié)土，沉降量非常大［2］。

在深厚泥炭土層上進(jìn)行基坑工程，隨著上層土方開(kāi)挖的卸載以及泥炭土的蠕變特性［3］，引起周邊道路開(kāi)裂、建筑物傾斜、管線(xiàn)破壞［4］。因此，在基坑開(kāi)挖過(guò)程中要對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)［5］，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)施工。

1 工程背景

本工程擬建場(chǎng)地位于昆明市高新區(qū)，基坑開(kāi)挖深度約8.2 m～9.2 m，支護(hù)周長(zhǎng)約785 m，采用“φ800(φ600)鉆孔灌注樁+φ500深層攪拌止水樁+錨索+鋼筋錨桿+掛網(wǎng)噴錨”的支護(hù)方案。

1.1 基坑周邊建筑物及道路情況

1)基坑北側(cè)為一條規(guī)劃路，路寬20 m，距離基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)最近處約4.0 m。2)基坑?xùn)|側(cè)為科技路，路寬約40 m，距離基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)約47.0 m，距離基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)約17.9 m處有一條新運(yùn)糧河。3)基坑?xùn)|南側(cè)為某公司一棟5層辦公樓，樁基礎(chǔ)，樁徑400預(yù)應(yīng)力管樁，樁長(zhǎng)26 m。房子距離基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)最近處約13.54 m。4)基坑南側(cè)，距離基坑邊線(xiàn)27.7 m處有一條排水溝。距離基坑邊線(xiàn)約50 m，為海源北路。5)基坑西側(cè)為商院路，路寬20 m，距離基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)約8.1 m?；悠矫鎴D見(jiàn)圖1。

圖1 基坑平面圖

1.2 工程地質(zhì)條件

①層填土:褐黃、黃灰、紅褐色，稍濕～濕，土質(zhì)不均勻，結(jié)構(gòu)松散，成分主要由粘性土夾少量強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、砂巖、頁(yè)巖碎塊石、角礫及碎磚塊(粒徑一般1 cm～6 cm不等)組成，局部地段1.5 m以下為素填土，底部20 cm為耕土，場(chǎng)區(qū)內(nèi)均有分布，層厚一般1.0 m～6.6 m，平均層厚2.54 m。

②層粉質(zhì)粘土:灰黃色，稍濕，以硬塑狀態(tài)為主，部分可塑狀態(tài)，土質(zhì)粗糙、不均勻，夾有少量強(qiáng)風(fēng)化礫石，干強(qiáng)度及韌性中等，具中等壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)均有分布，層厚一般0.5 m～4.9 m，平均層厚2.08 m。

③層粘土:灰、深灰色，稍濕，可塑～硬塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部含少量有機(jī)質(zhì)，具中等壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)少部分勘探點(diǎn)未揭露，層厚一般0.4 m～2.6 m，平均層厚1.17 m。

③1層弱泥炭質(zhì)土:灰、深灰色，飽和，流塑～軟塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部含有少量腐殖物殘骸，有腥臭味，有機(jī)質(zhì)含量約15.7%，韌性及干強(qiáng)度一般，具高壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)部分勘探點(diǎn)揭露，多布于③層底部，層厚一般0.5 m～8.6 m，平均層厚2.58 m。

③2層中泥炭質(zhì)土:黑色，濕，軟塑～可塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，具高壓縮性，有機(jī)質(zhì)含量20.3%～72%，平均為41%，局部漸變?yōu)橛袡C(jī)質(zhì)土，層厚一般0.5 m～1.5 m，平均層厚0.73 m。

③3層粘土:淺灰黃色，濕，軟塑～流塑狀態(tài)，局部漸變成粉質(zhì)粘土，具高壓縮性，層厚一般0.5 m～6.2 m，平均層厚2.4 m。

④層粉質(zhì)粘土:灰色、藍(lán)灰，濕，可塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部漸變成粉土薄層，韌性及干強(qiáng)度一般，局部含少許白色鈣質(zhì)膠結(jié)塊，具高壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)均有分布，厚度變化大，一般層厚0.6 m～12.0 m，平均層厚3.63 m。

④1層含粘性土礫砂:藍(lán)灰、灰色，飽和，稍密狀，礫石粒徑一般0.1 cm～1.5 cm，土質(zhì)不均勻，局部成粉砂薄層，礫石含量一般約2.4%～24.6%，母巖成分主要為砂巖、玄武巖、灰?guī)r，全～強(qiáng)風(fēng)化狀，屬④層中夾層，場(chǎng)區(qū)內(nèi)部分勘探點(diǎn)揭露，層厚一般0.5 m～3.1 m，平均層厚1.51 m。

④2層粘土:深灰色，濕，軟塑狀態(tài)為主，少部分可塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部含少許有機(jī)質(zhì)，具高壓縮性，層厚一般為0.6 m～10.2 m，平均層厚3.08 m。

⑤層粉質(zhì)粘土:灰色、淺藍(lán)灰色，濕，可塑狀態(tài)，土質(zhì)均勻性一般，局部含少量白色鈣質(zhì)膠結(jié)斑點(diǎn)，韌性及干強(qiáng)度一般，具中等壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)均有揭露，厚度變化大，層厚一般0.5 m～11.5 m，平均層厚2.89 m。

⑤1層粉土:灰色，飽和，稍密狀，土質(zhì)不均勻，含有少量腐殖物殘骸，局部夾有粉質(zhì)粘土薄層或膠結(jié)塊，具中等壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)均有揭露，層厚一般0.5 m～6.5 m，平均層厚1.66 m。

⑤2層泥炭質(zhì)土:黑色，濕，以軟塑狀為主，局部可塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，含有少量腐殖物殘骸，局部夾有機(jī)質(zhì)土薄層，韌性及干強(qiáng)度一般，具高壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)均有揭露，層厚一般0.5 m～8.6 m，平均層厚1.04 m。

⑤3層粘土:深灰色，濕，軟塑～可塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部含少量有機(jī)質(zhì)，韌性及干強(qiáng)度低，具高壓縮性，屬⑤層中透鏡體狀?yuàn)A層，層厚一般0.5 m～7.7 m，平均層厚2.47 m。

⑤4層含粘性土礫砂:藍(lán)灰、灰色，飽和，稍密狀，礫石粒徑一般0.1 cm～1.5 cm，土質(zhì)不均勻，局部成粉砂薄層，礫石含量一般約3.9%～10.5%，母巖成分主要為砂巖、玄武巖、灰?guī)r，全～強(qiáng)風(fēng)化狀，屬④層中夾層，場(chǎng)區(qū)內(nèi)部分勘探點(diǎn)揭露，層厚一般0.5 m～2.0 m，平均層厚1.3 m。

⑥層粉土:淺藍(lán)灰、淺灰色，很濕，中密狀態(tài)，土質(zhì)粗糙、不均勻，局部夾有少量粉砂、粉質(zhì)粘土薄層及鈣質(zhì)結(jié)合體團(tuán)塊，韌性及干強(qiáng)度低，具低～中等壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)均有分布，厚度變化大，層厚一般0.5 m～20.3 m，平均層厚4.08 m。

⑥1層粉質(zhì)粘土:藍(lán)灰?jiàn)A褐灰色，稍濕，可塑狀態(tài)為主，局部硬塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部夾少量粉砂、粉土薄層，韌性及干強(qiáng)度中等，具中等壓縮性，場(chǎng)區(qū)內(nèi)部分勘探點(diǎn)未揭露，層厚一般0.5 m～10.1 m，平均層厚2.48 m。

⑥2層粘土:深灰色、灰色，濕，可塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部夾少許粉土或含少量有機(jī)質(zhì)，具中等壓縮性，層厚一般0.5 m～9 m，平均層厚1.9 m。

2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)

圖2 基坑頂部水平位移

表1 道路沉降量

表2 周邊建筑水平位移

基坑監(jiān)測(cè)工程監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體布置位置由監(jiān)測(cè)單位在監(jiān)測(cè)方案中進(jìn)行明確。基坑工程監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)能反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)及其變化趨勢(shì)，以保證對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的狀況作出準(zhǔn)確的判斷。在監(jiān)測(cè)對(duì)象內(nèi)力和變形變化大的代表性部位及周邊環(huán)境重點(diǎn)監(jiān)護(hù)部位，監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密，以便更加準(zhǔn)確地反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的受力和變形特征。在監(jiān)測(cè)方案中，選取比較典型的幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)比分析，探尋基坑土方開(kāi)挖時(shí)，周邊環(huán)境的變化特征。

典型監(jiān)測(cè)點(diǎn)有基坑頂部的水平位移P35，P18，P13(見(jiàn)圖2)，道路沉降位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)L4，L9，L11(見(jiàn)表1)，周邊建筑物水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)A01，A02，F(xiàn)01，F(xiàn)02(見(jiàn)表2)。

3 結(jié)語(yǔ)

1)基坑土方開(kāi)挖時(shí)，由于“空間效應(yīng)”的存在，基坑周邊環(huán)境的變化也體現(xiàn)著“空間效應(yīng)”的特征，P35，P18，P13是基坑頂部水平位移監(jiān)測(cè)的三點(diǎn)，從圖1可以看出P35位于基坑長(zhǎng)邊的中點(diǎn)，P18位于基坑陽(yáng)角位置，P13則位于基坑陰角位置，從檢測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)看，P13水平位移變化以及累計(jì)值都非常小，P35和P18水平位移隨著土方的開(kāi)挖不斷增加，其中P18的增長(zhǎng)速率高于P25的增長(zhǎng)速率?；邮菑?fù)雜的三維空間，陰角的水平位移變化非常小，而基坑長(zhǎng)邊的中點(diǎn)以及陽(yáng)角位置受土方開(kāi)挖的影響非常明顯，在施工過(guò)程中，需要針對(duì)基坑不同位置進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

2)從表1數(shù)據(jù)看出，雖然測(cè)點(diǎn)L11距離基坑最遠(yuǎn)，但是點(diǎn)的沉降量最大，主要是該測(cè)點(diǎn)與基坑之間有一條深4 m多、寬3 m左右的新運(yùn)糧河，相當(dāng)于測(cè)點(diǎn)L11位于一個(gè)大基坑加小基坑邊上，由于基坑群效應(yīng)，測(cè)點(diǎn)L11的沉降相比L4，L9會(huì)大一些，L4和L9雖然離基坑的距離一樣，但是L9位于未修建的規(guī)劃道路處，該處地下有深厚的填土，而L4位于已修建的商院路，該路修建時(shí)已將地下一定深度的土層進(jìn)行壓實(shí)，所以在土方開(kāi)挖時(shí)，L9下沉量相比L4大一點(diǎn)，反映了基坑周邊土體不同，相應(yīng)產(chǎn)生沉降變形也會(huì)不一樣。

3)公司辦公樓水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn) A01，A02距離基坑只有9.8 m，而小學(xué)教學(xué)樓水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)F01，F(xiàn)02距離基坑49.2 m，但是，最終水平位移累積量卻是F01，F(xiàn)02高于A01，A02。主要是由于公司辦公樓采用的是獨(dú)立樁基深基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)抗側(cè)移能力比淺基礎(chǔ)要高。

根據(jù)以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可以得知，在對(duì)基坑周邊進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)狀況結(jié)合基坑周邊的環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置以及制定不同的監(jiān)測(cè)頻率。只有依據(jù)具體的基坑工程特點(diǎn)、施工工藝流程制定相應(yīng)的基坑監(jiān)測(cè)指導(dǎo)后續(xù)施工，才能做到信息化施工。

［1］ 劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］ 范建華.環(huán)滇池城區(qū)地質(zhì)環(huán)境資源綜合評(píng)價(jià)與規(guī)范［D］.長(zhǎng)春:吉林大學(xué)，2008.

［3］ JGJ 120—2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［4］ 張 路.昆明滇池泥炭土的某些特性［J］.土工基礎(chǔ)，2006，4 (20):93-94.

［5］ 熊恩來(lái).云南泥炭、泥炭質(zhì)土的力學(xué)特性及本構(gòu)模型研究［D］.昆明:昆明理工大學(xué)，2005.