蘇州工業(yè)園區(qū)設(shè)計(jì)院新辦公大樓基坑監(jiān)測(cè)分析

朱雪峰 魏榮亮

(1.上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司蘇州分院，江蘇 蘇州 215011； 2.蘇州交投規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)管理有限公司，江蘇 蘇州 215007)

蘇州工業(yè)園區(qū)設(shè)計(jì)院新辦公大樓基坑監(jiān)測(cè)分析

朱雪峰1魏榮亮2

(1.上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司蘇州分院，江蘇 蘇州 215011； 2.蘇州交投規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)管理有限公司，江蘇 蘇州 215007)

結(jié)合蘇州工業(yè)園區(qū)新辦公大樓項(xiàng)目的基坑概況、周邊條件及工程地質(zhì)條件，確定了鉆孔灌注樁擋土結(jié)合三軸攪拌樁止水圍護(hù)形式，制定了該基坑的監(jiān)測(cè)方案與主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，旨在確保基坑工程的安全性。

基坑，圍護(hù)形式，監(jiān)測(cè)方案，水平位移

0 引言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，土地資源日趨緊張，開發(fā)地下空間已成為一種必然，從而涌現(xiàn)了大量技術(shù)復(fù)雜的深基坑工程建設(shè)項(xiàng)目。基坑工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，由于巖土性質(zhì)的復(fù)雜性及現(xiàn)有計(jì)算模型的局限性，為保證工程的安全順利進(jìn)行，基坑工程的信息化施工受到了越來越廣泛的重視。本文以蘇州工業(yè)園區(qū)設(shè)計(jì)院新辦公大樓基坑為背景，以期為類似基坑工程的設(shè)計(jì)與施工提供參考。

1 工程簡介

1.1 基坑概況

蘇州工業(yè)園區(qū)新辦公大樓項(xiàng)目位于星湖街西側(cè)，崇文路南側(cè)。本工程整體設(shè)置3層地下室，基坑周長約504 m，開挖面積約12 600 m2。該基坑近似呈長方形，南北向長約185 m，東西向長約70 m。基坑開挖深度為10.4 m～12.5 m，局部深坑最大挖深為15.0 m。

1.2 周邊環(huán)境

基坑?xùn)|側(cè)為綠化帶，綠化帶外為星湖街，道路下方分布給水管、雨水管和污水管，用地紅線距基坑邊線最近約3.4 m，給水管、雨水管和污水管距基坑邊線最近分別約為21.4 m,24.9 m,64.2 m；基坑南側(cè)為空地，用地紅線距基坑邊線最近約為1.6 m；基坑西側(cè)緊鄰一條南北向區(qū)間路，道路下分布供電管、給水管、雨水管、污水管和有線電視管。用地紅線距基坑邊線最近約為3.5 m，供電管、給水管、雨水管、污水管和有線電視管距基坑圍護(hù)邊線最近分別約為4.9 m,6.3 m,10.8 m,36.2 m,37.6 m；基坑北側(cè)分布一條近東西向人工河道，用地紅線距基坑邊線最近約為2.0 m，河道距基坑邊線最近約7.1 m。

1.3 工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報(bào)告，基坑開挖影響范圍內(nèi)的土層自上而下分別為：①灰黃～灰褐色素填土，松軟，主要為粘性土，層厚1.10 m～3.60 m；②深灰～灰黑色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑，層厚0.50 m～2.50 m；③1灰黃色粘土，可塑，層厚2.00 m～4.30 m；③2灰黃色粉質(zhì)粘土，軟塑，層厚3.50 m～5.20 m；④1灰色粉質(zhì)粘土夾粉砂，流塑～軟塑，層厚2.20 m～4.90 m；④2灰色粉砂，中密～密實(shí)，層厚5.60 m～12.30 m；⑤灰色粉質(zhì)粘土，軟塑，層厚12.70 m～19.20 m。

場地淺部地下水主要為賦存于①填土層中的潛水以及賦存于④1粉質(zhì)粘土夾粉砂和④2粉砂層中的微承壓水。

2 基坑圍護(hù)方案

本工程采用鉆孔灌注樁擋土結(jié)合三軸攪拌樁止水圍護(hù)形式，豎向設(shè)置一道鋼筋混凝土水平支撐，主樓局部深坑處設(shè)置兩道支撐。灌注樁根據(jù)基坑挖深與土層條件，分別采用φ900與φ1 000兩種樁徑；止水帷幕采用單排φ850@600三軸攪拌樁，套接一孔施工；水平支撐采用“對(duì)撐+角撐+邊桁架”的布置形式，豎向立柱截面尺寸為480 mm×480 mm，采用4L140×140×14型鋼格構(gòu)柱，立柱樁為φ800鉆孔灌注樁，鋼立柱插入立柱樁3.0 m。

3 監(jiān)測(cè)方案

監(jiān)測(cè)方案結(jié)合基坑自身特點(diǎn)、周邊環(huán)境、場地工程地質(zhì)條件按相關(guān)規(guī)范[1-4]確定，監(jiān)測(cè)內(nèi)容分為基坑圍護(hù)體系監(jiān)測(cè)與周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面，具體的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如表1所示。

表1 基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

4 監(jiān)測(cè)成果分析

根據(jù)本工程基坑施工進(jìn)度，監(jiān)測(cè)工作自2012年6月29日開挖測(cè)定初始值，至2013年6月15日基坑回填，總歷時(shí)350 d，共計(jì)進(jìn)行了154次各類項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)。由于本工程基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目多，數(shù)據(jù)量大，現(xiàn)僅針對(duì)典型監(jiān)測(cè)項(xiàng)目成果進(jìn)行分析。

4.1 圍護(hù)樁頂水平位移

圍護(hù)樁頂水平位移隨時(shí)間的變化曲線如圖1所示，正值表示向基坑內(nèi)側(cè)位移。可以看出，圍護(hù)樁頂水平位移在底板澆筑前變形較明顯，隨后逐漸趨于穩(wěn)定。基坑南側(cè)及西南側(cè)的圍護(hù)樁頂水平位移量相對(duì)其他側(cè)偏大，其中Q18最大位移量為11 mm，主要是由于基坑南側(cè)土方最早開挖，基坑暴露時(shí)間較長所致。其他三側(cè)圍護(hù)樁頂?shù)淖畲笏轿灰凭鶠? mm左右，即基坑施工期間圍護(hù)樁頂?shù)乃轿灰屏窟h(yuǎn)低于累積變化量30 mm的報(bào)警指標(biāo)。

4.2 圍護(hù)樁深層水平位移

表2給出了基坑施工過程中各測(cè)斜點(diǎn)的最大監(jiān)測(cè)值。可以看出，圍護(hù)樁深層水平位移最大值均出現(xiàn)在坑底附近，在整個(gè)基坑開挖過程中，基坑周邊圍護(hù)樁深層水平位移最大值出現(xiàn)在P09位置，最大側(cè)向位移為20.9 mm，小于累積變化量報(bào)警指標(biāo)40 mm，主要是由于該處鋼筋料場及鋼筋加工場地堆載所致，總體來說本工程開挖階段，圍護(hù)墻體深層側(cè)向位移變化不大，整個(gè)基坑施工過程中處于安全可控狀態(tài)。

表2 圍護(hù)墻深層水平位移最大值

點(diǎn)號(hào)最大位移/mm深度/mP0178P025．910P035．98．5P0478．5P054．99P0612．98P0714．410P0812．69P0920．98P1211．210．5

4.3 支撐軸力

基坑開挖過程中，第一道支撐和第二道支撐的軸力變化如圖2所示。由圖2可知，第一道支撐軸力隨著基坑的開挖明顯增大，第二道支撐的軸力則明顯小于第一道支撐，而后隨著底板澆筑完成基本保持不變。基坑開挖期間各測(cè)點(diǎn)的支撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均不超過桿件承載力設(shè)計(jì)值的80%，其中第一道支撐的軸力最大值位于Z1-10測(cè)點(diǎn)，最大軸力為6 387.9 kN；第二道支撐的軸力最大值僅為1 985.8 kN。可見監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為理想，且滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4 立柱豎向位移

如圖3所示為立柱垂直位移隨時(shí)間變化情況，其中正值表示立柱發(fā)生隆起上抬。由于基坑開挖卸荷引起坑底土體回彈，立柱的隆起變形隨著基坑的開挖而不斷發(fā)展，隆起變形的速率較為穩(wěn)定，各觀測(cè)點(diǎn)變化速率均小于2 mm/d；在基坑完成底板澆筑后，立柱的隆起變形趨于穩(wěn)定，最大累積變化量小于25 mm，滿足監(jiān)測(cè)安全要求。

4.5 坑外地下水位

基坑開挖過程中，基坑外側(cè)水位變化情況如圖4所示。可以看出，基坑外側(cè)地下水位下降明顯，其中位于基坑?xùn)|側(cè)的SW3,SW5觀測(cè)點(diǎn)地下水位最大變化量均超過報(bào)警值，這是因?yàn)榛訓(xùn)|側(cè)三軸攪拌樁止水帷幕有局部滲水情況，后期施工方在此處止水帷幕外側(cè)補(bǔ)打回灌井，確保基坑降水過程中對(duì)基坑?xùn)|側(cè)道路與管線的安全。而位于基坑北側(cè)和南側(cè)的SW1和SW9觀測(cè)點(diǎn)地下水位累積變化量則明顯較小，說明該側(cè)的止水帷幕效果良好。

5 結(jié)論與建議

總結(jié)本基坑工程監(jiān)測(cè)的分析結(jié)果，可以得出如下結(jié)論：

1)在基坑開挖中應(yīng)適當(dāng)控制開挖進(jìn)度，合理掌握開挖次序，開挖至底板標(biāo)高后，應(yīng)減小基坑暴露時(shí)間，及時(shí)澆筑墊層，以利于控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形；同時(shí)要避免在施工場地周邊堆載對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響。

2)在開挖過程中，累計(jì)變形量較小，未發(fā)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過報(bào)警值。基坑?xùn)|側(cè)降水造成地下水位下降超過報(bào)警值，經(jīng)與專家、施工方、監(jiān)理方商量，在地下水位下降較大處止水帷幕外側(cè)補(bǔ)打回灌井，減少降水對(duì)外側(cè)道路與管線的影響，收到了良好的效果，基坑整個(gè)施工過程中，周邊道路與管線均未發(fā)生明顯變形跡象。

3)在基坑開挖階段以及基坑開挖完成以后底板尚未澆筑時(shí)，應(yīng)對(duì)大雨等不利天氣因素有充分考慮。因?yàn)榇藭r(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)正處于最不利的受力狀態(tài)，易引發(fā)涌砂、邊坡失穩(wěn)等，對(duì)基坑的安全造成極大影響。故仍需做好應(yīng)急預(yù)案，做到萬無一失。

[1] 廖珊珊,方大勇,李思平.廣州某超深基坑監(jiān)測(cè)結(jié)果分析[J].廣東水利水電,2011(4)：47-49.

[2] 丁 智,王 達(dá),虞興福,等.杭州地鐵新塘路,景芳路交叉口工程深基坑監(jiān)測(cè)分析[J].巖土工程學(xué)報(bào),2013,35(zk2):445-451.

[3] 周香蓮,王建華.北侖電廠循環(huán)水泵房基坑監(jiān)測(cè)分析[J].巖土工程學(xué)報(bào),2006,28(B11):1802-1805.

[4] GB 50497—2009，建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[5] GB 50026—2007，工程測(cè)量規(guī)范[S].

[6] GBT 12897—2006，國家一,二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S].

[7] JGJ 8—2007，建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].

Analysis on foundation pit monitoring of new office building of Suzhou Industrial Park Design Institute

Zhu Xuefeng1Wei Rongliang2

(1.SuzhouBranch,ShanghaiGeotechnicalEngineeringSurveyandDesignInstituteLimitedCompany,Suzhou215011,China;2.SuzhouFradingPlanningandDesignConstructionManagementCo.,Ltd,Suzhou215007,China)

Combining with the foundation pit general situation, surrounding conditions and engineering geological conditions of new office building project of Suzhou Industrial Park, this paper determined the bored pile retaining with three axis mixing pile water sealing retaining form, established the monitoring program and main monitoring items of the foundation pit, to ensure the safety of foundation pit engineering.

foundation pit, retaining form, monitoring scheme, horizontal displacement

1009-6825(2017)05-0107-03

2016-12-06

朱雪峰(1983- )，男，工程師; 魏榮亮(1983- )，男，工程師

TU463 f

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