深基坑開挖與周邊地勢(shì)變形綜合技術(shù)研究

1、中 交 股 份科技研發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)申請(qǐng)書項(xiàng)目名稱： 上海軌道交通11號(hào)線（二期）6標(biāo)申報(bào)單位： 中交隧道工程局有限公司負(fù) 責(zé) 人： 陳勇書項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)： 60萬元完成時(shí)間： 2011年2月27日 中國交通建設(shè)股份有限公司制訂一、 立項(xiàng)背景隨著城市規(guī)模的逐步擴(kuò)大，城市人口急劇增加，加上經(jīng)濟(jì)水平的大幅提高，市內(nèi)汽車擁有量急劇增大，導(dǎo)致城市道路運(yùn)輸壓力極高，車輛擁堵時(shí)有發(fā)生，為人民的生活出行帶來了極大的不便，而城市軌道交通以其方便快捷，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)已逐步成為人們出行的首選交通方式，因此，軌道交通市場迅速擴(kuò)大，作為地鐵車站施工中廣泛應(yīng)用的明挖順筑法由于基坑開挖深度較大，隨著坑內(nèi)土體被挖出，基坑周邊一定范圍內(nèi)

2、地層應(yīng)力將發(fā)生調(diào)整，宏觀表現(xiàn)為地層移動(dòng)，施工引起的地層變位將波及地表，產(chǎn)生地面沉降、水平位移等，過大面積的地面沉降和地層變?yōu)閷⒅苯游＜暗孛娼ㄖ锖偷叵鹿芫€的正常使用及基坑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，進(jìn)而危及施工安全，因此，施工中對(duì)基坑開挖與周邊地勢(shì)變化關(guān)系進(jìn)行研究是十分重要的，這將基坑支護(hù)的動(dòng)態(tài)管理起到指導(dǎo)作用。上海軌道交通11號(hào)線二期6標(biāo)是我局在軌道交通建設(shè)中的重點(diǎn)工程，特別是御橋路站地處十字交匯處，附近居民眾多，周圍建筑物、市政管線密集,附近高層的居民住宅樓大多采用的是PHC管樁等深基礎(chǔ)。地鐵車站深基坑的設(shè)計(jì)或施工即使出現(xiàn)一些小小的差錯(cuò),都有可能引起周圍建筑物或市政管線的沉降、開裂或局部損傷,嚴(yán)重的可

3、能引起倒塌事故,因此我項(xiàng)目根據(jù)自身情況選定深基坑開挖與周邊地勢(shì)變形綜合技術(shù)研究作為我項(xiàng)目的科技研發(fā)項(xiàng)目，特此申請(qǐng)立項(xiàng)。二、國內(nèi)外研究概況及可行性分析 大型深基坑工程目前在城市空間的三維發(fā)展中大量涌現(xiàn)，而深基坑的明挖法施工在發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家均已成為較為成熟的施工方法。但在不同地段的施工對(duì)周圍地勢(shì)的變化均不相同，對(duì)基坑開挖與周邊地勢(shì)變形的關(guān)系還處于研究階段，目前目前還沒有統(tǒng)一的指導(dǎo)性數(shù)據(jù)。在我國由于城市發(fā)展速度較快，許多工程所要求的工期較短，尤其是近二十年，出現(xiàn)了大量的地鐵車站、高層建筑基礎(chǔ)施工等深基坑工程，國內(nèi)的眾多施工單位企業(yè)均對(duì)深基坑開挖對(duì)周邊建筑物及地形的變化進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并重點(diǎn)觀

4、測了周圍建筑物的沉降，得到了大量的自有數(shù)據(jù)。由于我局在大型深基坑的施工中起步較晚，且深基坑對(duì)周邊建筑物影響較大，對(duì)于使用明挖法施工深基坑如何保證周邊建筑物及基坑的安全性和穩(wěn)定性仍然沒有形成有效的理論支持，施工控制仍然是以經(jīng)驗(yàn)為主，因此，對(duì)基坑開挖過程中周邊地勢(shì)及環(huán)境的變化進(jìn)行研究將至關(guān)重要。 我項(xiàng)目選取上海地區(qū)具有代表性的地鐵車站的基坑開挖與周邊地勢(shì)變形進(jìn)行綜合技術(shù)研究，該地段地處居民密集區(qū)，周邊建筑物較多，作為深基坑明挖法技術(shù)的初始研究能夠獲得具有代表性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并較為全面的進(jìn)行地勢(shì)變形分析，為在建筑物密集區(qū)域施工深基坑與周邊地勢(shì)變形的技術(shù)研究提供方便。三、項(xiàng)目研發(fā)的主要內(nèi)容及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5、主要內(nèi)容：1、 基坑開挖過程中地表沉降情況研究；2、 基坑開挖完后坑底隆起和回彈情況研究；3、 圍護(hù)墻的水平位移情況研究；4、 基坑周圍建筑物及市政管線沉降情況研究；5、 基坑開挖土方穩(wěn)定性控制技術(shù)。技術(shù)指標(biāo)：1、 完成對(duì)基坑施工過程中均質(zhì)地層的受力情況分析，通過受力計(jì)算研究地層移動(dòng)規(guī)律；2、 通過對(duì)坑底隆起及回彈的采集數(shù)據(jù)研究確定基底加固參數(shù)；3、 根據(jù)圍護(hù)墻水平位移數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整鋼支撐軸力，防止基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)；4、 確定防止居民密集區(qū)建筑物超沉降及市政管線由于沉降而開裂或局部破損的控制方法； 四、項(xiàng)目研發(fā)的技術(shù)路線項(xiàng)目技術(shù)研發(fā)按照計(jì)劃，實(shí)施，檢驗(yàn)，修正的PDCA循環(huán)的方法進(jìn)行。第一步：計(jì)劃

6、階段通過理論計(jì)算確定基坑開挖各個(gè)階段的軟土地層受力情況，并對(duì)基坑開挖各個(gè)階段的土體變形及建筑物沉降進(jìn)行模擬，確定各項(xiàng)參數(shù)；第二步：實(shí)施階段根據(jù)設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，并對(duì)基坑開挖過程中的各項(xiàng)參數(shù)反饋信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；第三步：檢驗(yàn)通過對(duì)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；第四步：修正通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，找出影響數(shù)據(jù)變化的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，優(yōu)化施工方案，使用修正過的參數(shù)進(jìn)行下一步開挖并持續(xù)改進(jìn)。五、推廣應(yīng)用前景及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測 明挖法施工深基坑工程速度快，成本低，由于對(duì)基坑圍護(hù)工程要求較高，通常工程造價(jià)較高，利潤率也相對(duì)其他方法施工的深基坑為高，而對(duì)防止周邊建筑物的超沉降，地表平移和地層的滑動(dòng)將對(duì)深基坑

7、施工提出了很高的要求，實(shí)時(shí)掌握地層的移動(dòng)規(guī)律將能對(duì)基坑的安全性，穩(wěn)定性及周邊建筑物的安全起到很好的保障作用，防止重大安全事故的發(fā)生，從而間接提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，研究意義重大，推廣前景良好。 六、申報(bào)單位和協(xié)作單位及分工申報(bào)單位：中交隧道工程局有限公司 主要負(fù)責(zé)研究經(jīng)費(fèi)籌集、方案制訂、現(xiàn)場施工與方案優(yōu)化，檢查與督導(dǎo)施工執(zhí)行情況。協(xié)作單位：上海京海工程技術(shù)公司 主要負(fù)責(zé)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、監(jiān)測方案制訂與指導(dǎo)儀器安裝、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、進(jìn)行理論分析與提交最終研究報(bào)告。 七、項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃一、準(zhǔn)備階段5月15日6月2日，資料準(zhǔn)備，各項(xiàng)記錄表格準(zhǔn)備，測量檢測人員、設(shè)備準(zhǔn)備；二、理論計(jì)算及數(shù)據(jù)分析階段6月

8、3日8月31日，分析嚴(yán)御路站標(biāo)準(zhǔn)段及端頭井基坑開挖及支護(hù)對(duì)土體影響的各項(xiàng)參數(shù)及實(shí)測數(shù)據(jù)分析，土體變形的理論數(shù)據(jù)。三、理論數(shù)據(jù)檢驗(yàn)修正階段10月14日12月12日，通過理論計(jì)算數(shù)據(jù)在御橋路站標(biāo)準(zhǔn)段及端頭井基坑開挖時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，修正偏差。四、總結(jié)階段 12月13日12月30日，總結(jié)成果資料。八、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)（一）項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)項(xiàng) 目總經(jīng)費(fèi)（萬元）其 中自 籌單 位撥 款協(xié)作單位經(jīng)費(fèi)集 團(tuán)撥 款國 家撥 款其 它60 60（二）經(jīng)費(fèi)支出明細(xì)表序 號(hào)支 出 科 目年 度金 額（萬元）1現(xiàn)場工程地質(zhì)綜合調(diào)研及取樣2010.4-2010.53.02國內(nèi)外調(diào)研2010.5-2010.62.03監(jiān)測儀器購置2010.5

9、-2010.68.04培訓(xùn)及會(huì)議費(fèi)用2010.5-2010.62.05土體開挖及地層平移試驗(yàn)2010.6-2010.76.06現(xiàn)場監(jiān)測（含勞務(wù)費(fèi)用）2010.6-2010.1224.07研究報(bào)告、發(fā)表論文費(fèi)用2010.122.08最終研究報(bào)告、國際檢索及查新2011.13.09項(xiàng)目驗(yàn)收與鑒定2011.24.010其他研究費(fèi)用（交通、通訊、辦公設(shè)備）2010.4-2011.26.0九、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及主要研究人員序號(hào)姓 名年齡單 位技術(shù)職務(wù)項(xiàng)目職務(wù)項(xiàng)目分工1陳勇書37上海軌道交通11號(hào)線（二期）6標(biāo)項(xiàng)目部工程師項(xiàng)目經(jīng)理項(xiàng)目組織與方案設(shè)計(jì)優(yōu)化2劉林波31上海軌道交通11號(hào)線（二期）6標(biāo)項(xiàng)目部工程師總工兼副經(jīng)理現(xiàn)場方案實(shí)施與監(jiān)測反饋3劉茂強(qiáng)40上海軌道交通11號(hào)線（二期）6標(biāo)項(xiàng)目部工程師副經(jīng)理現(xiàn)場方案實(shí)施與信息反饋4張葉各31上海軌道交通11號(hào)線（二期）6標(biāo)項(xiàng)目部工程師工程部長現(xiàn)場方案實(shí)施、理論研究5孟凡杰24上海軌道交通11號(hào)線（二期）6標(biāo)項(xiàng)目部助理工程師工程部副部長理論研究及方案評(píng)價(jià)6于文亮26上海軌道交通11號(hào)線（二期）6標(biāo)項(xiàng)目部助理工程師測量