SMW工法基坑支護中的地表沉降分析

葉井亮　劉媛媛　王　暉

(1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢　430010;2.湖北省質量技術監督局，湖北 武漢　430071;　3.天津大學建筑工程學院，天津　300072)

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SMW工法基坑支護中的地表沉降分析

葉井亮1劉媛媛2王暉3

(1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢430010;2.湖北省質量技術監督局，湖北 武漢430071;3.天津大學建筑工程學院，天津300072)

摘要：通過對武漢市夾套河項目基坑工程實例的分析,計算出由支護結構變形所引起的地表沉降,并與實測沉降進行比較,確定了合理的沉降計算方法，對后續類似工程有一定的借鑒意義。

關鍵詞：基坑支護，地表沉降，SMW工法，支護樁

隨著城市建設的發展，基坑支護在工程建設中存在越來越多。基坑開挖后直接影響到周邊土體的穩定性和支護結構的變形，進而引起周邊建筑物新的沉降，嚴重影響到周邊建筑物的安全穩定。因此支護結構的設計不僅要滿足強度控制要求，基坑內外變形也要得到嚴格的控制。用來分析基坑支護的周邊地面沉降有多種計算方法，如三角形法、指數法、拋物線法等。不同的計算方法不但計算數值差異較大，而且地面沉降的分布形態也不盡相同。在武漢市夾套河骨干箱涵工程項目的SMW工法基坑支護中，通過將實測地面沉降數據進行曲線擬合，和計算的沉降曲線進行對比，分析出適合類似基坑支護工程的地面沉降計算方法。

1工程概況

武漢市夾套河骨干箱涵工程全長約6.8 km，考慮到項目兩側的現狀建筑及道路安全，全長范圍內大部分區段需要做基坑支護。經過對支護方案的分析論證，最終對其中樁號K0+000～K3+510的3.51 km范圍內采用SMW工法進行基坑支護。SMW工法的特點是止水效果好，工期短，環境污染小，型鋼可以拔起重復利用，造價低。

基坑設計使用年限為一年，重要性等級為二級。項目所在場地的抗震設防烈度6度,設計加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅲ類。場地分布水的類型主要為地表水、上層滯水、孔隙承壓水。地表水賦存于水塘、地勢低洼地區；上層滯水賦存于地表填土層中，主要接受大氣降水和地表水垂直下滲補給，無統一自由水面，勘探期間測得上層滯水水位在地面下0.5 m～2.7 m；孔隙承壓水主要賦存于砂土層中。基坑支護的土層設計參數詳見表1，支護典型剖面圖如圖1所示。

2結構設計

SMW工法基坑支護樁頂設置鋼筋混凝土冠梁，共采用2道鋼管支撐。在施工箱涵底板時，應在底板兩側至基坑壁之間澆筑500 mm厚混凝土傳力帶。箱涵底板和兩側的傳力帶共同作為基坑支護的第三道支撐。待基坑底的第三道支撐達到設計強度后，應進行換撐施工，即將第二道鋼管支撐拆除，以便進行箱涵施工。基坑支護施工過程中的具體工況見表2。為了便于后期型鋼的拔

通過實測結果顯示，在基坑土方開挖及地下工程實施過程中，支護體系的水平位移和鄰近建筑物、道路、管線等的變形均滿足規范要求，整個基坑施工過程中,無異常情況出現，說明本項目基坑支護技術達到了預期的效果。

5結語

基坑支護設計應綜合考慮基坑特點、土質條件、周圍環境和施工條件等因素進行。本項目采用鉆孔灌注樁+兩道內支撐進行支護，止水帷幕選用三軸的方案是有效、安全、可靠的,確保了項目地下結構的如期完成。

本項目基坑深度大，基坑范圍廣，在濱海新區具有一定的代表性，本項目基坑支護方案的成功將為今后濱海新區軟土地基基坑支護方法的應用研究提供參考。

參考文獻:

[1]JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術規程.

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起應在型鋼表層涂刷減摩阻材料，并在基坑壁處鋪設油氈隔離層。SMW工法攪拌樁平面圖見圖2。

沿著基坑縱向每隔20 m設置一道垂直于基坑的地表沉降監測線，每道監測線上由5個距基坑邊不同距離(0 m，4 m，8 m，13 m，18 m)的監測點組成。將五道監測線上的現場監測數據擬合成一條曲線放在地表沉降計算圖上進行比較。型鋼攪拌樁的位移包絡圖及地表沉降計算與實測圖分別如圖3，圖4所示。

由圖3，圖4可知：由于頂部第一道鋼管支撐及底部混凝土支撐的作用，樁身水平的最大位移在兩道支撐之間，距坑頂深度約7.0 m處，峰值為32.55 mm；三角形法、指數法、拋物線法的計算

沉降形態分布有著明顯的不同，而且沉降的數值差別很大。其中，指數法的地表最大沉降值為64 mm，拋物線法的地表最大沉降值為32 mm，相差2倍。通過把現場實測地表沉降曲線與計算的沉降曲線比較可看出，拋物線法的計算地表沉降數值及分布形態與現場實測情況比較接近，且二者峰值距離基坑邊的水平距離分別為7 m，6.8 m。

3原因分析

基坑開挖后周邊土體出現臨空狀態，支護樁在側向土壓力作用下產生變形，進而引起基坑外地層損失。此時，緊靠基坑外側土體將向樁身變形處緩慢滑移，直接引起土體發生剪切破壞，土體變得松軟壓縮性增大，地表在原有荷載下產生新的沉降。由于支護樁的變形是由于基坑外的土體及附加荷載所引起，土層壓力及附加荷載是沿著一定的擴散角向下傳遞，因此支護樁某段范圍內的變形必定引起一定區域內基坑外土體的滑移，進而造成相應的地面沉降。所以，基坑的地表沉降形態分布應與支護結構的變形是相關聯的。在夾套河項目的基坑支護中，支護樁的頂部及基坑底部均有支撐，支護樁的變形呈中間大、兩端小狀，因此相對應的基坑地表沉降分布應與拋物線法相接近。且基坑地表沉降最大處距離基坑邊距離與支護樁變形最大處深度大致相同。距離基坑一定范圍以外的土體受擾動程度減輕，土體保持相對較好的整體穩定性。由圖4可知，基坑開挖影響地表的沉降范圍約為2倍基坑深度。在基坑附近處的現場實測沉降值稍大于計算值，是由于計算中沒有考慮基坑外降水引起的地表的沉降(要求水位在地面以下2.0 m)。

4結語

通過對武漢市夾套河項目的基坑支護工程計算結果及現場實測數據分析可知：地表沉降和支護結構的變形情況相關聯。在夾套河項目中，由于支護樁頂部及基坑底部均有支撐，所以應選用拋物線法來計算地表沉降比較合理。

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The surface subsidence analysis in SMW method foundation pit support

Ye Jingliang1Liu Yuanyuan2Wang Hui3

(1.ChinaMunicipalEngineeringCentralSouthDesign&ResearchInstituteLimitedCompany,Wuhan430010,China;2.HubeiQualityTechnologySupervisionBureau,Wuhan430071,China;3.ConstructionEngineeringCollege,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)

Abstract: Through the analysis on foundation pit engineering example of Wuhan Jiatao river project, this paper calculated the surface subsidence caused by support structure deformation, and compared with the measured settlement, determined the reasonable settlement calculation method, had certain reference significance for subsequent similar engineering.

Key words: foundation pit support, surface subsidence, SMW method, support pile

On foundation pit support technique at G&H Area of Taida Square

Pang Jiandong1Zhang Chunxiao2

(1.TaiyuanNo.1ArchitecturalEngineeringGroupCo.,Ltd,Taiyuan030001,China;2.TianjinSurveyInstitute,Tianjin300191,China)

Key words:foundation pit support, waterproof curtain, dewatering design, inspection

Abstract:Combining with the geological conditions of the projects at the G&H Area of Taida Square, the paper illustrates the foundation pit support scheme of the project from the foundation pit support, waterproof curtain design, dewatering foundation pit, and construction program, inspects the scheme, and proves by the result the foundation pit support technique achieves the expected construction effect.

文章編號：1009-6825(2016)14-0079-02

收稿日期：2016-03-02

作者簡介：葉井亮(1985- )，男，工程師；劉媛媛(1988- )，女，助理工程師；王暉(1968- )，女，教授

中圖分類號：TU463

文獻標識碼：A