呂 民

1 項(xiàng)目基礎(chǔ)、基坑支護(hù)及地質(zhì)概況介紹

1.1 基礎(chǔ)與地下室

本工程基地的北側(cè)為達(dá)安花園28層的帶3層裙房的商住樓，東側(cè)及東南側(cè)為達(dá)安花園3層體育館及三鑫花園的14層及16層高層住宅樓，西側(cè)為長壽路，西南側(cè)為萬航渡路及康定路，東及東南側(cè)平面布局呈現(xiàn)倒W雙直角形狀，西至西南側(cè)呈現(xiàn)按長壽路萬航渡兩路交接角平行切弧形狀，兩條主路邊位于基坑側(cè)，排布大量的市政管道布排，距離主路最近為6.6 m，距離北側(cè)裙房外墻最近為11 m，東側(cè)距離體育館最近為8 m，基坑平面外形較為復(fù)雜。

基礎(chǔ)形式:本工程基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁+厚筏板的基礎(chǔ)大底板形式并按設(shè)計(jì)有后澆帶，把整個(gè)基礎(chǔ)底板分成5大塊(A，B，C，D，E)。底板下采用鉆孔灌注樁，樁徑有600，800兩種。

1.2 基坑支護(hù)方案及概況

圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm厚、6000 mm寬(一幅，深度為33 m)的地下連續(xù)墻擋土結(jié)構(gòu)，水泥攪拌樁采用直徑650@450的雙軸深層攪拌樁及旋噴樁，坑內(nèi)局部設(shè)水泥土攪拌樁加固，實(shí)際開挖深度為15.450 m～16.350 m。

基坑底面以上采用鋼格構(gòu)柱作為三道鋼筋混凝土圈梁及支撐的坑中跨的梁下支撐。

1.3 地基及基坑土層的物理性質(zhì)及水文情況

土層物理性質(zhì)及水文情況見表1。

2 基坑開挖方案及施工安排

2.1 基坑工程總施工程序

基礎(chǔ)工程樁及圍護(hù)地下連續(xù)墻及攪拌、旋噴樁先于坑內(nèi)土方開挖及平面圍檁支撐梁施工先行完畢→井點(diǎn)降水→第一層土方開挖→第一道支撐及圈梁→棧橋(便道)→第二層土方開挖→第二道支撐→第三層土方開挖→第三道支撐→第四層土方開挖→墊層混凝土→地下室底板→第三道支撐拆除→地下三層結(jié)構(gòu)→第二道支撐拆除→地下二層結(jié)構(gòu)→第一道支撐拆除→地下一層結(jié)構(gòu)。

表1 土層物理性質(zhì)及水文情況

2.2 土方開挖方案及安排

施工順序應(yīng)遵循先撐后挖的原則。

土方開挖要求采用階梯式挖土，從西向東逐步推進(jìn)。支撐施工與挖土間的施工原則為:在支撐梁的強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)，方可進(jìn)行第二層土方的開挖。土方開挖、支撐施工應(yīng)嚴(yán)格實(shí)行“分層分段、留土護(hù)壁、限時(shí)開挖支撐、先撐后挖”，以后澆帶為分界線，共分5塊施工，整個(gè)土方開挖方向由北向西南，結(jié)合平面支撐梁的施工分層分塊進(jìn)行施工逐步推進(jìn)。開挖過程同時(shí)采用深井泵降水的方案。

3 基坑施工期間監(jiān)測

3.1 監(jiān)測總方案

施工過程的環(huán)境監(jiān)測分兩階段:第一階段為在圍護(hù)施工過程中，對場地周邊地下公用管線以及相鄰建筑物的變形影響進(jìn)行追蹤監(jiān)測;第二階段為基坑開挖后的施工監(jiān)測，重點(diǎn)對基坑周邊土體及地下水位穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測預(yù)報(bào)。

3.2 監(jiān)測內(nèi)容及實(shí)施

測試所采用的具體項(xiàng)目如下:

1)圍護(hù)樁墻頂水平垂直位移的量測;

2)測斜(基坑圍護(hù)墻體樁身位移檢測);

3)地下水位的觀測。

3.3 監(jiān)測過程

土方開挖2007年12月開始，至2008年5月15日大底板全部澆完，其后按結(jié)構(gòu)層的施工繼續(xù)監(jiān)測至7月份。

3.4 監(jiān)測測量結(jié)果的特點(diǎn)及特征

1)通過實(shí)測的四周建筑物的沉降結(jié)果:東側(cè)的外圍小區(qū)的體育館路面近基坑測(離坑近點(diǎn)8 m)得累計(jì)沉降－72.84 mm，遠(yuǎn)基坑測(離坑近點(diǎn)34 m)得累計(jì)沉降－14.89 mm;東南側(cè)17層高的住宅樓路面近基坑測(離坑近點(diǎn)46 m)得累計(jì)沉降－16.4 mm，遠(yuǎn)基坑測(離坑近點(diǎn)72 m)得累計(jì)沉降－19.3 mm;周邊建筑物的沉降按距坑邊的近遠(yuǎn)而呈現(xiàn)沉降由大至小的特點(diǎn)，說明因沉降而引起的應(yīng)力疊加效應(yīng)較為明顯。

2)連續(xù)墻頂圈梁的沉降點(diǎn)觀測中，位于坑北側(cè)邊的W5點(diǎn)沉降值為最大:－20.21 mm，而此位置區(qū)域下存在較軟弱暗浜層，表明了地質(zhì)較差及最開始開挖的地段存在沉降較大的可能性。

3)坑外土體沉降觀測值中測得T10點(diǎn)位最大值為:－49.14 mm，此點(diǎn)位于長壽路及萬航渡路結(jié)合的位置，受行車動(dòng)荷重及市政管線密集布設(shè)影響及兩個(gè)方向的土體沉降變形的重疊影響較大，故在沉降測量值上有所反應(yīng)，位于此弧形基坑邊的T7點(diǎn)～T13點(diǎn)位，測得的累計(jì)沉降值明顯大于其他邊位的點(diǎn)，更進(jìn)一步反映了沉降值受外在動(dòng)荷影響較大。

4 理論計(jì)算連續(xù)墻最終沉降值(分層法)與實(shí)測沉降觀測值、規(guī)范許可值范圍之間的比較及結(jié)論

1)按GB 50202-2002建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的規(guī)范性要求:本案例為一級基坑要求地面沉降值在3 cm范圍內(nèi)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂為3 cm，同時(shí)設(shè)計(jì)說明中要求支護(hù)圈梁頂報(bào)警值為:“垂直位移大于3 mm/d或累計(jì)沉降值大于35 cm(或水位大于500 mm/d(累計(jì)))”。

2)由于地下連續(xù)墻在施工過程中存在獨(dú)立受力體系狀態(tài)，如支撐梁強(qiáng)度未完成前進(jìn)入開挖或基坑不存在大面積完整分層分區(qū)的支撐狀態(tài)，就會(huì)在開挖的過程中存在一定的沉降，而對于連續(xù)墻的最終沉降值在地下室結(jié)構(gòu)的施工過程中有何具體的區(qū)間體現(xiàn)，僅能按上述現(xiàn)行規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的報(bào)警值進(jìn)行約束，若采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》分層法進(jìn)行計(jì)算最不利狀態(tài)下的連續(xù)墻(即假定連續(xù)墻為獨(dú)立受力結(jié)構(gòu)基礎(chǔ))的最終沉降值，可以提供進(jìn)一步的參考。按8 m單元連續(xù)墻進(jìn)行最終沉降值的計(jì)算過程如下(支撐梁的跨度主要在8 m區(qū)間):

連續(xù)墻底(按800 mm寬度)經(jīng)計(jì)算基底應(yīng)力P=1199 kPa，基底對應(yīng)以上土層各層自重的應(yīng)力Pc=530 kPa，則基底的附加應(yīng)力為:

則按規(guī)范法計(jì)算單元連續(xù)墻最終沉降量為89.721 mm。

3)實(shí)測現(xiàn)場連續(xù)墻最大沉降為20.21 mm，土體最大沉降值為49.59 mm;并通過理論上的規(guī)范法計(jì)算得最終沉降量為89.721 mm，從而說明了規(guī)范要求的30 mm的監(jiān)控值的規(guī)定，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、合理性;并從另一側(cè)面說明了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空間完整性及隨著地下室箱體結(jié)構(gòu)及與樁基完整結(jié)合，從而阻止了單一圍護(hù)連續(xù)墻進(jìn)一步沉降的進(jìn)展。

5 對應(yīng)各變形沉降監(jiān)測指導(dǎo)時(shí)，開挖施工中的結(jié)構(gòu)加固及變形較大情形下的應(yīng)對措施

1)如在基坑的北面發(fā)生支護(hù)連續(xù)墻體連接處滲水較大，通過測斜記錄觀察向坑內(nèi)傾斜度加大，在其背后土體進(jìn)行高壓注漿封閉，加打高壓旋噴樁制止變形增加，同時(shí)由于不規(guī)則平面在基坑平面轉(zhuǎn)角處，支撐軸力較大處，兩塊連續(xù)墻間變形較大處，采取粘鋼加固鋼板，以共同約束多塊墻體的共同變形。而局部墻體及土體變形較大處，減輕施工荷載及移除臨時(shí)設(shè)施及材料堆場亦為常用的調(diào)整手段。而基坑底墊層作為一道坑底暗支撐，在深坑上口四周的墊層中加設(shè)配筋暗梁，作為常規(guī)的加固措施。

2)通過先撐后挖，分層分段施工，及時(shí)澆混凝土大底板，組織結(jié)構(gòu)水平梁板體系的施工，保證支撐體系向結(jié)構(gòu)自身體系的轉(zhuǎn)換，保證了結(jié)構(gòu)箱體的整體形成。

6 結(jié)語

通過本案例結(jié)合不規(guī)則基坑開挖地下室結(jié)構(gòu)施工流水組織，支撐結(jié)構(gòu)的體系設(shè)計(jì)，施工過程中的主要監(jiān)測指標(biāo)的實(shí)際測量結(jié)果的簡述及匯總分析，在不利條件下，對未形成剛度整體的地下連續(xù)墻單元墻體按規(guī)范公式計(jì)算其最終的沉降量，并進(jìn)行與實(shí)際測量結(jié)果對比，揭示了規(guī)范中對于沉降控制值要求的合理性，而由于不規(guī)則基坑及周邊環(huán)境復(fù)雜性，揭示了不規(guī)則基坑變形復(fù)雜的平面轉(zhuǎn)角變形應(yīng)力較為集中而導(dǎo)致變形較大，有效的坑內(nèi)坑外的各變形監(jiān)測信息化手段，亦從另一個(gè)方面真實(shí)反映了不規(guī)則基坑變形的規(guī)律，并進(jìn)一步指導(dǎo)施工流水段的劃分，從而保障了工程的順利進(jìn)展，創(chuàng)造項(xiàng)目施工實(shí)施的社會(huì)效益。通過本案例的綜合分析，其中設(shè)計(jì)、施工監(jiān)測的成功實(shí)施，對同類型工程施工具有現(xiàn)實(shí)的借鑒指導(dǎo)意義，借助于信息化施工測量監(jiān)測手段，亦揭示設(shè)計(jì)、施工各信息化手段互相結(jié)合、互相督導(dǎo)的一系列的成功環(huán)節(jié)。

[1]陳創(chuàng)堅(jiān)，吳建軍，李森森.深基坑開挖支護(hù)方案比選[J].山西建筑，2010，36(17):97-98.