深厚軟土地區(qū)深基坑工程圍護(hù)體側(cè)向變形的監(jiān)測與分析

深厚軟土地區(qū)深基坑工程圍護(hù)體側(cè)向變形的監(jiān)測與分析

1基坑工程的現(xiàn)狀金躍大廈位于杭州市蕭山，位于金城路以南、通惠路以西。該建筑物地上26~28層,裙樓4層,框架剪力墻結(jié)構(gòu),工程樁采用鉆孔灌注樁。設(shè)3層地下室,基坑開挖深度分別為12.81,12.31m,局部電梯井等深坑深度分別為13.80,14.70,15.90m。在基坑的開挖深度范圍內(nèi),淺層為填土和粉質(zhì)黏土,而開挖面基本都在(3)1層淤泥質(zhì)黏土,且坑底以下更有大厚度的(3)2層流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土?；庸こ讨苓叚h(huán)境比較復(fù)雜,從圖1基坑總平面圖可以看出:基坑?xùn)|側(cè)距離用地紅線約19.79m,紅線外為繁忙的通惠路,該路靠近基坑一側(cè)的人行道下埋設(shè)有污水管,另外該側(cè)基坑邊距離遠(yuǎn)期道路紅線約10.70m;基坑南側(cè)距離用地紅線約5.64m,該紅線目前也是圍墻的位置,圍墻外的道路下分布著較多的管線,其中自來水管基本貼牢圍墻布設(shè),同時(shí)該側(cè)距離基坑邊約15.66m處為13層的康發(fā)大廈,該大廈設(shè)有1層地下室;基坑西側(cè)距離用地紅線最近處約3.05m,紅線外不遠(yuǎn)處即為河道,目前該河道的新駁坎已從原駁坎的位置向河道內(nèi)推進(jìn)3.3~6.3m,因此該側(cè)基坑邊距離河道駁坎最近距離約11.38m,河道中的河閘距離基坑邊約7.11m;基坑北側(cè)距離用地紅線約17.17m,紅線內(nèi)有一單層的臨時(shí)配電房距離基坑邊約11.69m,紅線外為蕭山的主干道金城路,該路靠基坑一側(cè)的人行道下埋設(shè)有煤氣管和給水管。2基礎(chǔ)防護(hù)設(shè)計(jì)2.1基坑開挖對土地的影響分析從基坑的形狀、面積、開挖深度、地質(zhì)條件及周圍環(huán)境,該基坑具有如下4個(gè)特點(diǎn)。(1)土質(zhì)條件差。在基坑的開挖深度范圍內(nèi),除淺層有填土和粉質(zhì)黏土外,其余基本上都是(3)1層淤泥質(zhì)黏土;而坑底以下更是大厚度的(3)2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層。(3)1和(3)2土層為高壓縮性、低強(qiáng)度的軟土層,性質(zhì)很差。因此,圍護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮場地地質(zhì)條件的特性。(2)本基坑開挖深度普遍超過12m,局部電梯井等深坑深度甚至達(dá)到14.70m和15.90m,故基坑開挖的影響范圍相應(yīng)較大。(3)基坑南側(cè)距離圍墻及地下管線較近;基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)雖距離道路有一定的距離,但通惠路和金城路都是城市的主干道,其人行道下埋設(shè)的煤氣管等重要市政管線都在基坑的影響范圍內(nèi)。因此要求本圍護(hù)設(shè)計(jì)要充分控制圍護(hù)體的側(cè)向變形和穩(wěn)定,確?；娱_挖及地下室施工過程中鄰近建筑物、道路及設(shè)施的正常使用。(4)基坑西側(cè)距離河道較近,圍護(hù)設(shè)計(jì)要對基坑采取有效的防滲止水措施,防止河水對基坑施工的影響;同時(shí)對由于河道的存在造成東西向圍護(hù)體受力不平衡要有所考慮。2.2局部支護(hù)方案為方便施工,加快工程進(jìn)度,降低工程造價(jià),經(jīng)分析和比較,最后確定采用的圍護(hù)方案:一排直徑1000mm鉆孔灌注樁加二道水平內(nèi)支撐作為擋土結(jié)構(gòu),采用一排直徑700mm單頭水泥攪拌樁作為止水帷幕。在坑中坑距離基坑邊較近的西側(cè)或?qū)ψ冃我蟊容^高的東側(cè)和南側(cè)局部范圍采用直徑700mm水泥攪拌樁進(jìn)行被動區(qū)加固?？觾?nèi)深淺坑交界處當(dāng)高差較大時(shí)采用直徑700mm水泥攪拌樁重力式擋墻支護(hù),其余深淺坑交界處均采用放坡處理。帶撐樁墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)在浙江省的應(yīng)用比較成熟,采用該圍護(hù)方案主要也是基于以下考慮:(1)鉆孔灌注樁加二道內(nèi)支撐結(jié)合局部被動區(qū)土體加固的方案在強(qiáng)度、穩(wěn)定及變形方面可以保證;(2)采用水泥攪拌樁作為防滲止水帷幕,同時(shí)起到防止鉆孔樁的樁間土流失的作用。它比起高壓旋噴樁等其他樁型,其經(jīng)濟(jì)性是很明顯的,同時(shí)在本地質(zhì)條件下也是比較合適的;(3)通過采取被動區(qū)土體加固措施,解決了土壓力不平衡可能產(chǎn)生的基坑漂移問題;(4)充分考慮了電梯井深坑的開挖對大基坑的不利影響,將深坑與大基坑作為一個(gè)整體分析。綜合以上分析,無論是在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上,這種形式的支護(hù)結(jié)構(gòu)均比較合理。3支護(hù)結(jié)構(gòu)及基坑開挖對水平位移的影響分析為確保施工的安全和開挖的順利進(jìn)行,在整個(gè)施工過程中進(jìn)行了全過程監(jiān)測,實(shí)行了動態(tài)管理和信息化施工。本工程共布置:9個(gè)深層土體水平位移測斜孔,9個(gè)水位監(jiān)測孔,每道支撐均布置7組軸力監(jiān)測點(diǎn),立柱、壓頂梁上布置21個(gè)沉降觀測點(diǎn),周圍建筑物、道路等布置了28個(gè)測點(diǎn)。監(jiān)測人員于2007年8月中旬土方開挖前進(jìn)場埋設(shè)了監(jiān)測設(shè)施,并隨后進(jìn)行了初始數(shù)據(jù)的測試。監(jiān)測人員隨著基坑的開挖及地下室施工進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測,至2008年3月30日地下室結(jié)構(gòu)施工結(jié)束而結(jié)束了監(jiān)測工作。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的要求,土體深層位移的報(bào)警值為50mm,位移變化速率報(bào)警值為連續(xù)3d為3mm/d,支撐軸力的報(bào)警值:第一道支撐8000kN,第二道支撐10000kN。而根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示,基坑周邊布置的CX1~CX9共9個(gè)測斜孔的最大水平位移值分別為112,60.2,92.5,77.3,70.2,60.6,60.3,81.7,54.8mm。各監(jiān)測點(diǎn)測得的水平位移均超過警戒值,個(gè)別點(diǎn)超出的幅度還比較大,其中位于基坑北側(cè)的CX1甚至達(dá)到112mm。造成位移值超過警戒值的原因經(jīng)分析主要有以下5個(gè)方面的原因。(1)基坑的平面形狀不太規(guī)則,導(dǎo)致東北角、東南角和西南角的大角撐受力狀況不是很好。第一道支撐ZL1~ZL7支撐軸力最大值為1732,3860,2718,3260,2442,1550,1738kN;第二道支撐ZL8~ZL14支撐軸力最大值為2373,8920,8293,6453,5524,3471,3901kN。各支撐軸力監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)來看,這些部位的監(jiān)測值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于警戒值。如東北角是一個(gè)大鈍角,該范圍第一道支撐最大軸力僅1732kN,第二道支撐最大軸力僅2373kN,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于報(bào)警值。支撐吃不上力,可直接導(dǎo)致側(cè)向位移的大幅增長。(2)基坑西側(cè)距離河道很近,而且目前該河道的新駁坎為從原駁坎的位置向河道內(nèi)推進(jìn)3.3~6.3m,其回填的土方相對疏松,該側(cè)的6個(gè)沉降觀測點(diǎn)也顯示,基坑開挖期間,日平均沉降增量最大為2.7mm,累計(jì)沉降量最大為69.3mm,最小也有45.1mm。因此基坑受力不平衡的問題難以在根本上解決,從而也導(dǎo)致位移變化的加劇。(3)被動區(qū)土體加固的深度在16.5,19m,設(shè)計(jì)原計(jì)劃采用高壓旋噴樁或三軸水泥攪拌樁,但建設(shè)方從經(jīng)濟(jì)的角度考慮建議改為普通的直徑700mm水泥攪拌樁。普通水泥攪拌樁雖經(jīng)取芯測試在19m左右能基本成型,但事實(shí)上該樁型在這么深的土體中加固效果是不太好的。(4)基坑?xùn)|側(cè)的通惠路和北側(cè)的金城路均為蕭山的主干道,車流量十分密集,這些動荷載對基坑的影響也不容忽視。(5)軟土地區(qū)的流塑性土體的蠕變效應(yīng),致使開挖及施工時(shí)間越長,變形累計(jì)發(fā)展越大。如CX1為最先開挖的部位,而該部位施工結(jié)束時(shí)間與其余部位相差不大,所以該點(diǎn)的累計(jì)位移最高達(dá)到112mm。從土體水平位移隨時(shí)間的變化曲線來看,在開挖過程中,隨著各層土方開挖的深入,各測斜孔最大水平位移值在增大的同時(shí),其位置也在下降,表明基坑開挖的影響范圍不斷擴(kuò)大?；油练介_挖到坑底時(shí),各測斜孔最大水平位移深度在管口下12.0~14.0m,基本都在坑底附近,符合常規(guī)。圖2為其中測斜管CX1測得的深層土體位移圖。土方開挖施工期間,雖然各測斜孔的水平位移均不同程度超出控制標(biāo)準(zhǔn),坑邊地表沉降量也相對較大,但由于現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時(shí)反饋,各方重視,采取措施有效,變形穩(wěn)定較快,基坑支護(hù)體系整體處在安全、受控狀態(tài),至2008年3月30日整個(gè)地下室結(jié)構(gòu)順利完工,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全,周圍道路、管線、建筑(構(gòu))物均在正常運(yùn)行,未產(chǎn)生險(xiǎn)情。4土體條件差,開挖影響范圍大,影響周邊杭州金鷺大廈基坑開挖深度深、土質(zhì)條件差、周邊環(huán)境復(fù)雜,圍護(hù)設(shè)計(jì)采用了鉆孔灌注樁排樁結(jié)合二道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的支護(hù)方案,并通過被動區(qū)土體加固等措施保障了基坑周邊道路暢通,地下管線運(yùn)行正常,周邊建(構(gòu))筑物安全?；娱_挖未對周邊建筑、道路、地下管線造成明顯不良影響。然而我們也應(yīng)該看到,由于對基坑本身特點(diǎn)、周邊特殊條件等情況考慮得不夠深入,造成了圍護(hù)體變形過大,給業(yè)主