某危險性深基坑開挖對周圍土體的影響分析

李 磊 張 波 馬 添 陳慧剛

(1.中建八局第三建設有限公司，江蘇 南京 210046； 2.平湖市建筑工程管理處，浙江 平湖 314200)

某危險性深基坑開挖對周圍土體的影響分析

李 磊1張 波1馬 添1陳慧剛2

(1.中建八局第三建設有限公司，江蘇 南京 210046； 2.平湖市建筑工程管理處，浙江 平湖 314200)

依托某危險性深基坑開挖工程，對開挖過程中引起的基坑上坎和周圍路面的沉降進行了監測，監測內容包括實時高程、實時沉降和總沉降，監測結果表明：基坑上坎與基坑周圍道路其總沉降均在可控范圍之內，說明了該工程支護方式的合理性和可行性。

深基坑，基坑開挖，周圍土體，沉降

1 工程概況

本工程位于平湖市當湖街道(曹兌路南側、南市路西側)，為地下2層，地上4幢25層的框、剪結構辦公綜合樓，總建筑面積約為19萬m2，其中，地上約13.5萬m2，地下約5.5萬m2。建筑總高度99.95 m。場地自然地面高程在2.10 m～2.40 m之間，平整后高程約為2.30 m，即相對標高-1.50 m左右。綜合該地下室標高(-10.80 m)情況，基坑主要的開挖深度為自然地面下約10.5 m，屬于深基坑開挖范疇[1]。該基坑平面形狀基本為一字矩形，地下室周長約731.6 m，東西長約260.8 m，南北寬約105 m，根據建筑施工圖紙及本工程現場實際測量情況，基坑開挖面積約為2.7萬m2，開挖深度按10.8 m，開挖土方量約為29.6萬m3。

2 場地工程地質情況

在基坑開挖影響深度范圍內的地基土層分布依次為：第①層素填土、第②層粉質粘土、第③-1層淤泥質粉質粘土、第③-2層淤泥質粘質粉土、第③-3層砂質粉土、第③-4層粉質粘土、第④-1層粉質粘土、第④-2層粉砂、第⑤-1層粉質粘土夾粘質粉土、第⑤-2層粉砂、第⑤-3層粉質粘土、第⑥-1層粘質粉土、第⑥-2層粉質粘土夾粘質粉土、第⑦層粉質粘土、第⑦-夾層砂質粉土、第⑧-1層粘土、第⑧-2層粉砂、第⑨層粉質粘土、第⑩層細砂。各土層的物理力學參數見表1。

表1 各土層主要物理力學性質指標

該地區地下水位主要受大氣降水和地表水控制，水位隨季節變化而升降。勘察期間，本場地地下水位埋深在-1.50 m～-1.70 m左右，年度地下水位變幅一般在1.00 m左右。本場地地下水及地基土對建筑材料具微腐蝕性。

綜合基坑開挖規模、場地土層特性、地下水分布及周邊環境可知，該工程開挖面積較大，開挖深度較深；地基土質較復雜，在開挖影響范圍內存在淤泥質粉質粘土，土體物理力學指標較差；且地下水位相對較高；基坑東、西周邊環境較好，南、北周邊環境較為復雜，是整個基坑施工重點。

根據JGJ 120—2012建筑基坑工程技術規程[2]及相關技術標準，本工程基坑等級為一級，為危險性較大的基坑工程。基坑主要支護形式為放坡面噴射80厚混凝土內配鋼筋網、鉆孔灌注樁、長預應力錨桿以及冠梁加支撐等。

由于基坑開挖較深，對地下水較淺處采用深井管排水，設計采用φ300簡易深井降排水措施，以降低地下水位，有利于土方開挖。而在主樓核心筒部位，基坑開挖深度達-15.47 m，故圍護設計在該電梯井部位四周另增設輕型井點降排水措施。輕型井點φ48鋼管，長6.0 m，間距1.0 m，管底標高17.80 m。除此，開挖過程中，在放坡支護面層背部插入長度為500 mm，直徑48 mm的PVC管(間距2.5 m)，其外端伸出支護面層約50 mm，以便將混凝土面層背后的積水引出。通過在基坑上坎四周和坑底四周磚砌排水溝對地表和坑內進行排水[3]。

3 監測方案及結果分析

結合上述施工措施，對基坑開挖過程中支護結構的軸力及基坑周邊的位移、水位變化進行實時監測，主要有：

1)布置測斜管23只，對基坑周圍水平位移進行監測；

2)布置沉降觀測點53個，對基坑上坎和四周道路的沉降進行監測；

3)支撐結構的軸力監測點為4個，錨索軸力監測點每隔40 m布置上下2個，共40個；

4)水位監測孔30個用于檢測基坑開挖過程中周圍水位的變化；

5)立柱監測點6個，用于監測立柱沉降[3，4]。

4 結果分析

鑒于篇幅，文章僅對基坑上坎和周圍道路的沉降監測結果進行分析。其中，基坑上坎布置沉降測點23個，分別為CJ01～CJ23。周圍道路布置沉降監測點30個，分別為CJ24～CJ53。

4.1 基坑上坎沉降

圖1為基坑上坎沉降監測結果，選取CJ08，CJ15和CJ22 3個測點進行分析。圖1a)為3個測點的高程，從測量結果可知，3個測點高程在基坑開挖過程中沒有大的變化，說明開挖過程中基坑整體穩定。圖1b)為每次監測的沉降增量，CJ08沉降增量相對穩定，CJ22沉降增量分布在-0.4 mm～0.1 mm之間，說明開挖過程中該點可能出現輕微的隆起。圖1c)為總沉降，從圖中可知，3個測點的總沉降相差不大，在監測期間最大沉降為4.5 mm。

4.2 基坑周圍道路沉降

圖2為基坑周圍道路的沉降監測結果，選取CJ24，CJ35，CJ45和CJ53 4個測點進行分析。圖2a)為4個測點的高程，在基坑開挖過程中高程仍沒有大的變化，說明開挖過程中周圍道路基本穩定。圖2b)為每次監測的沉降增量，從圖中可知，監測初期，沉降增量波動較大，表明周圍道路受到基坑開挖的影響而出現一定的下沉或上浮。4個測點測得的沉降隨時間的分布規律基本一致，監測后期沉降基本穩定在0.1 mm附近。圖2c)為總沉降，4個測點的總沉降有明顯差異，CJ53的沉降最小，CJ45的沉降最大，最大沉降約為5 mm。根據測點沉降規律可實時分析周圍道路的變形情況。通過對比基坑上坎沉降結果和基坑周圍道路沉降結果可知，基坑上坎的實時沉降和總沉降較基坑周圍道路稍小，無論基坑上坎或是基坑周圍道路總沉降都控制在5 mm以內，表明開挖過程對周圍土體的影響在可控范圍之內，也表明了該工程支護方式的合理性和可行性。

5 結果分析

文章依托某危險性深基坑開挖工程，對該工程的水文地質情況進行介紹，得出該工程為危險性深基坑工程的結論。針對該危險性深基坑工程，給出了基坑開挖支護方案和監測方案。

對開挖過程中引起的基坑上坎和周圍道路的高程、實時沉降和總沉降進行了監測。監測結果表明基坑開挖過程中，基坑上坎的實時沉降和總沉降較基坑周圍道路稍小，無論基坑上坎或是基坑周圍道路總沉降都控制在5 mm以內，表明開挖過程對周圍土體的影響在可控范圍之內。監測結果不僅反映了基坑開挖對周圍土體的影響，也反映了工程支護方式的合理性和可行性。

[1] 建質[2009]87號,危險性較大的分部分項工程安全管理辦法[S].

[2] JGJ 120—2012，建筑基坑工程技術規程[S].

[3] 劉 新,林 源,張 軍,等.某地鐵車站深基坑施工期圍護結構及鄰近建筑變形監測與分析[J].施工技術,2014,43(13):55-58.

[4] 張治國,張孟喜,王衛東.基坑開挖對臨近地鐵隧道影響的兩階段分析方法[J].巖土力學,2011,32(7):2085-2092.

Influences of large deep excavation in precarious situation on surrounding soil

Li Lei1Zhang Bo1Ma Tian1Chen Huigang2

(1.TheThirdConstructionCorp.,LtdofChinaConstructionEighthEngineeringDivision，Nanjing210046,China;

2.DepartmentofEngineeringManagementofPinghu,Pinghu314200,China)

Based on a large deep excavation in precarious situation, the settlement of the ground surface and surrounding road adjacent to the excavation was measured, including the elevation, increment and total settlement. The results show that the maximum settlement is controlled. The measurement demonstrates the feasibility of the adopted retaining and protecting technologies.

deep foundation, excavation, surrounding soil, settlement

1009-6825(2015)02-0059-02

2014-11-03

李 磊(1985- )，男，工程師; 張 波(1981- ),男，工程師; 馬 添(1987- )，男，助理工程師; 陳慧剛(1982- )，男，工程師

TU753.1

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