寧波軟土地區(qū)車站深基坑變形特征分析

1、寧波軟土地區(qū)車站深基坑變形特征分析【摘 要】本文通過對寧波地鐵段塘客運站深基坑的變形實測 數(shù)據(jù)分析，探討了軟土地區(qū)深基坑的變形特性，為今后類似工程的 設(shè)計和施工提供參考?！娟P(guān)鍵詞】軟土深基坑 變形特征分析寧波是典型的沿海軟土城市，地鐵車站多采用地下深埋式結(jié)構(gòu)， 大多鄰近已有建（構(gòu)）筑物、地下管線設(shè)施等。深基坑開挖引起周 圍地層地下水位和土體應(yīng)力狀態(tài)的改變，產(chǎn)生較大的圍護(hù)結(jié)構(gòu)變 形和地面沉降。本文以寧波地鐵段塘客運站為例進(jìn)行分析。1工程簡介1.1工程概況段塘客運站為地下二層島式車站，采用明挖順作法施工，長179m，端頭井寬24.5m，標(biāo)準(zhǔn)段寬20.2m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻， 最大開挖深度約18

2、.2m，最大墻深約38.4m。除第一道采用鋼筋混 凝土支撐外，其余第25道均采用鋼管支撐。1.2地質(zhì)條件寧波城區(qū)地勢平坦，屬沖湖積平原。段塘客運站底板位于1層 粉質(zhì)粘土上，連續(xù)墻墻趾進(jìn)入4層或1層。該層具有“雜填土 厚，壓縮性高，強度低，靈敏度高，透水性差，局部易液化等特 點。1.3水文條件寧波平原屬甬江水系，孔隙潛水賦存于場區(qū)的表部填土和淺部 粘土、淤泥質(zhì)土層之中，而層含有淺部孔隙承壓水，及層含 有第i-1層孔隙承壓水。2選擇典型監(jiān)測點根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇q8、q9、q12、q13為圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位 移監(jiān)測點，深度約30m。其中，q8、q9位于基坑?xùn)|側(cè)一級和二級保 護(hù)等級交接處，q12、q1

3、3基坑西側(cè)一級和二級保護(hù)等級交接處；選 擇q14、q15、q16、q17、q18為土體深層水平位移監(jiān)測點。其中， 測點q14、q15為基坑西側(cè)，測點q16、q17、q18三點位于坑外同 一斷面（距坑邊由近及遠(yuǎn)），且位于基坑一級和二級保護(hù)等級交接 處。儀器選用美國slope indicator公司雙向測斜儀及data mate 數(shù)據(jù)采集儀等。3監(jiān)測結(jié)果分析3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平側(cè)向位移根據(jù)下列公式進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移計算：式中：6 xii深度的累計位移（精確至0.1mm）；xii深度的本次累計偏移值（mm）； xi0i深度的初始累計偏 移值（mm）；aj儀器在0方向的讀數(shù)；bj一儀器在180

4、方向的讀數(shù)；c一探頭的標(biāo)定系數(shù)；l一探頭的長度（mm）； a j一傾角。因首道支撐采用鋼筋混凝土支撐，圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平側(cè)移小。隨著土體下挖，圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平側(cè)移迅速增大，最大側(cè)移點也隨著開 挖下移，水平位移表現(xiàn)為向坑內(nèi)凸鼓形（圖1）。3.2坑外土體側(cè)向位移坑外土體側(cè)向位移與圍護(hù)體結(jié)構(gòu)深層水平位移監(jiān)測一致。坑外 土體最大側(cè)向位移sh，max與h的關(guān)系如圖2（a）所示。開挖至坑 底時，sh，max= 34.7mm （q15測點）。從監(jiān)測結(jié)果知，q16測點 側(cè)移最大，q17測點次之，q18測點最小，表明距基坑越遠(yuǎn)影響越 小。sh，max 一般介于（0.23% h-17）0.23%h，并不明顯小于 圍護(hù)結(jié)

5、構(gòu)的最大側(cè)移，可能是由于本工程基坑開挖面正好位于淤泥 質(zhì)粘土層。這層土具有明顯的流變特性，土體的應(yīng)力釋放及土體的 擾動對基坑周邊軟土層變形的影響較大?？油馔馏w最大側(cè)移點深度hs，max與開挖深度h的關(guān)系如圖2（b）所示。淺層土體開挖階段，hs，max 一般位于開挖面以下（q18 點例外），且基本保持在深度11m左右，當(dāng)h13m，hs，max逐步接 近開挖面，hs，max 一般介于（h-3）（h+7） m，即開挖面以上 3m至開挖面以下7m。3.3地表沉降測點布置范圍為基坑開挖深度的3倍以內(nèi)，根據(jù)下列公式進(jìn)行 地表沉降計算：式中：h-閉合差（mm）；。h測-觀測計算的高程（m）；6 i-第i個測

6、段的高差的改正數(shù)（mm）； i-測站數(shù)。最大沉降與開挖深度關(guān)系的影響因素多，除降水引起土體固結(jié) 變形外，基坑開挖卸荷效應(yīng)是引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和地表沉降的主要 原因。數(shù)據(jù)點有限且離散性較大，一般v, max= (0.41.0) h, max。 見圖3。圖3最大地表沉降與圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大側(cè)移的關(guān)系4結(jié)論基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大側(cè)移為基坑開挖深度的0.04%0.6% , 平均值為0.3%。向坑內(nèi)深層凸鼓形，最大側(cè)移點深度一般位于開挖 面以上1.5m至開挖面以下7m范圍。最大地表沉降為開挖深度的0.05%0.7%,為圍護(hù)結(jié)構(gòu)最 大側(cè)向變形的0.41.0倍。圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形與地表沉降均隨著 開挖深度的增加線性增加，開挖至坑底后兩種變形幾乎不再增加。在有嚴(yán)格變形控制要求的條件下，軟土地區(qū)采用地下連續(xù) 墻及旋噴樁止水帷幕可明顯減小基坑施工對周邊環(huán)境的影響。參考文獻(xiàn)建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(gb50 497-2009).建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(jgj120-99)浙江省標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程(db33/t1008-2000)寧波軌道交通2號線一期工程施工圖設(shè)計-段塘客運站 第四篇車站工程 第七冊 段塘客運站m.寧波：北京城建設(shè)計研究 總院有限責(zé)任公司，2010年10月寧波軌道交通2號線一期勘察kc211標(biāo)段段塘客運站巖土工程勘察報告m.寧波：（正式搞）m2-kc211-x-s7浙