張武軍

【摘 要】城市的快速發(fā)展，建設(shè)施工工藝的提高，基坑平面規(guī)模也越來越大，不同項(xiàng)目的開挖深度也越來越深，在基坑土方開挖期間，為控制基坑本身及周邊環(huán)境的變形情況，在設(shè)計(jì)階段，都會(huì)采用相對(duì)安全的圍護(hù)體系及支護(hù)形式，對(duì)于近似正方形及不規(guī)則形狀的平面基坑，多采用不同形式的圍護(hù)及支護(hù)體系，以縮短施工周期來減小對(duì)基坑本身及周邊環(huán)境所產(chǎn)生的影響及變形[1]。

【Abstract】With the rapid development of the city， the construction technology is improved， the plane scale of foundation pit is more and more bigger， the depth of excavation project is also more and more deeper， during the excavation of foundation pit， to control the deformation of the pit itself and the surrounding environment， in the design stage， we will use the relative safe retaining and supporting system， for the flat pit and approximate squares pit， and irregular shape pit， use different forms of retaining and supporting system， in order to shorten the construction period to reduce the impact and deformation of the pit itself and the surrounding environment[1].

【關(guān)鍵詞】圍護(hù)體；支護(hù)體；變形

【Keywords】retaining body； support system； deformation

【中圖分類號(hào)】TU753.8 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）02-0174-04

1 引言

一個(gè)項(xiàng)目的開展、設(shè)計(jì)根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)、變形的要求以及為業(yè)主經(jīng)濟(jì)方面的考慮，設(shè)計(jì)一套安全度較高、施工速度快的支撐體系。我們常見的支撐體系有：地下連續(xù)墻支護(hù)、圍護(hù)排樁支護(hù)、鋼筋混凝土支撐體系、鋼支撐體系、放坡支護(hù)以及簡單的水平支撐體系等等[2]。

2 寶山區(qū)淞南鎮(zhèn)N12-0102單元03-01地塊項(xiàng)目基坑監(jiān)測實(shí)例

2.1 工程概況

本工程建設(shè)場地位于寶山區(qū)國帆路、丁巷宅路、瑞吉路及淞行路合圍地塊內(nèi)，項(xiàng)目用地面積約6.7萬㎡，在建項(xiàng)目總建筑面積約13.4萬㎡，地下建筑面積約8.43萬㎡，地上建筑由1幢16層商務(wù)辦公樓、3幢11～15層小型辦公樓、4幢17～35層公寓式辦公樓，共8幢樓組成，項(xiàng)目整體設(shè)置兩層地下室。本工程平面位置示意圖如圖1。

本工程基坑安全等級(jí)：本工程開挖深度9.25～10.85m，根據(jù)上海市《基坑工程技術(shù)規(guī)范》，基坑工程安全等級(jí)劃分為二級(jí)。

本工程基坑西側(cè)原水管及工作井與基坑最小距離約11.9m，位于1倍開挖深度范圍外，基坑工程環(huán)境保護(hù)等級(jí)劃分為二級(jí)。

2.2 工程圍護(hù)及支護(hù)形式

本工程Ⅰ期基坑圍護(hù)方案：淺層卸土放坡+灌注排樁結(jié)合多軸水泥土攪拌樁止水帷幕+一道水平鋼筋混凝土支撐， 支撐平面布置以對(duì)撐+兩個(gè)半圓環(huán)+角撐+邊桁架的形式；淺層卸土2.5m，按1：1.5放坡，基坑南側(cè)設(shè)置7m平臺(tái)，基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)設(shè)置5m平臺(tái)。

Ⅱ期基坑圍護(hù)方案采用：灌注排樁結(jié)合多軸水泥土攪拌樁止水帷幕+兩道水平鋼筋混凝土支撐。

2.3 監(jiān)測項(xiàng)目及重點(diǎn)內(nèi)容

監(jiān)測工作為實(shí)時(shí)信息反饋，及時(shí)對(duì)施工及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)及驗(yàn)證，而設(shè)計(jì)及施工單位在收到監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)，又依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)施工方案及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化。通過對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的監(jiān)測，能隨時(shí)掌握土層和支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化情況，以及對(duì)坑外土體放坡位移的監(jiān)測，鄰近建筑物、地下管線和道路的變形情況，將監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比和分析，隨時(shí)采取必要的技術(shù)措施，以保證在基坑施工過程中，不會(huì)對(duì)圍護(hù)本身及環(huán)境造成不利影響[1]。

2.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

本工程監(jiān)測周期歷時(shí)17個(gè)月左右。根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將工程劃分為三個(gè)周期：第一周期為樁基施工至首層土方開挖完成；第二周期為土方開挖至底板混凝土澆搗完成；第三周期為地下結(jié)構(gòu)施工至土體回填完成。

2.4.1 墻體測斜監(jiān)測數(shù)據(jù)分析 （圖2，圖3）

本項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容于2017年2月10日開始，至2017年7月10日大底板混凝土完成施工。從歷時(shí)曲線圖上可以看出，土方開挖打破坑內(nèi)外荷載平衡而引起圍護(hù)體系向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生位移，土方在開挖初期，坑外土壓力的突然釋放，致使各測點(diǎn)均產(chǎn)生了相對(duì)較大的變形趨勢，局部點(diǎn)位已達(dá)設(shè)計(jì)累計(jì)報(bào)警值，我方已在第一時(shí)間通知各方，加快施工進(jìn)度，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，最大程度地減小對(duì)圍護(hù)體系的影響。隨著土方開挖的不斷加深，各測點(diǎn)的最大位移點(diǎn)逐漸下移，位于開挖面以下3～5米，說明基坑開挖過程中隨著深度的不斷加深，墻后主動(dòng)土壓力在縱深方向也在不斷增大。至大底板混凝土澆搗完成，各測點(diǎn)基本上趨于穩(wěn)定。

至2017年11月11日，本項(xiàng)監(jiān)測工作完成，從歷時(shí)曲線圖上可以得出，在地下結(jié)構(gòu)施工期間，各測點(diǎn)均變化不大；在支撐拆除過程中，坑內(nèi)支撐體系力度的釋放，坑外土壓力向坑內(nèi)位移，產(chǎn)生一定的變形趨勢，待支撐拆除完成，受擾動(dòng)的土體重新固結(jié)，各測點(diǎn)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定值。

2.4.2 圍護(hù)樁頂位移監(jiān)測數(shù)據(jù)分析（圖4，圖5）

從歷時(shí)曲線圖上可以看出，基坑開挖卸荷打破圍護(hù)墻前后土壓力平衡后，在墻后土壓力作用下，圍護(hù)墻向基坑內(nèi)側(cè)移動(dòng)，圍護(hù)墻頂產(chǎn)生水平位移，這是土壓力載荷作用下的正常反應(yīng)；另一方面，隨著坑內(nèi)土體的回彈，圍護(hù)體系也會(huì)出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。由于本基坑開挖面積大、圍護(hù)延伸長、支撐跨度大、土方開挖較深等因素的影響，圍護(hù)墻頂水平位移在土開挖過程中產(chǎn)生了較大的變形趨勢，與墻體測斜監(jiān)測數(shù)據(jù)相符。進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工過程中，因上部荷載的加大，墻項(xiàng)垂直位移整體處于下降趨勢。在支撐拆除過程中，樁頂水平位移均產(chǎn)生了較大的變形趨勢，整體向坑內(nèi)位移，與測斜數(shù)據(jù)相符，待土體重新固結(jié)，各測點(diǎn)已相對(duì)穩(wěn)定。

2.4.3 立柱、環(huán)撐監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

在土方在開挖期間，坑內(nèi)大量土方卸載，勢必會(huì)引起坑底土體的回彈，進(jìn)而帶動(dòng)立柱樁抬升。通過立柱頂部的垂直位移監(jiān)測，間接掌握坑內(nèi)隆起情況。土方在開挖初期，下方土體會(huì)產(chǎn)生較大的力度釋放，變形趨勢較為明顯。隨著土方開挖完成，墊層澆筑后，各測點(diǎn)已相對(duì)穩(wěn)定；在地下結(jié)構(gòu)施工過程中，受上部荷載的加大，各測點(diǎn)處于穩(wěn)定的下降趨勢，均變化不大。

2.4.4 支撐軸力監(jiān)測數(shù)據(jù)分析（圖6，圖7）

從數(shù)據(jù)及曲線圖上可以得出：①兩個(gè)半圓環(huán)內(nèi)徑環(huán)整體處于受壓趨勢，并且軸力值接近，受力均勻。②半圓環(huán)外徑因支撐的跨度，施工的進(jìn)度以及施工面的影響，受力不同。③對(duì)撐在整個(gè)施工期間，受力均勻，未出現(xiàn)不正常的監(jiān)測數(shù)據(jù)。④變化趨勢為土方開始施工，軸力值迅速增大，并且隨著土方面積的擴(kuò)大，深度的加深，變化趨勢持續(xù)增大，待土方開挖完成，軸力達(dá)到最高峰值，趨于穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)施工過程中，軸力值較為平穩(wěn)，變化不大。

2.4.5 坑外水位監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

水位變化主要與外圍地下水補(bǔ)給及圍護(hù)止水效果有關(guān)，在止水效果固定的情況下，雨天地下水位會(huì)有明顯上升；在相同天氣條件下，若止水帷幕出現(xiàn)滲漏或徑流，坑外水位就會(huì)處于下降趨勢。在施工期間局部點(diǎn)位下降速率過大，主要因圍護(hù)體系產(chǎn)生了滲漏及徑流有關(guān)，待堵漏及時(shí)形成后，各測點(diǎn)均已穩(wěn)定。

2.4.6 坡頂位移監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

在土方開挖初期，各測點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定，變化不大；隨著開挖深度的加深，施工周期的延長，各測點(diǎn)均產(chǎn)生了明顯的下降趨勢；隨著后續(xù)施工的進(jìn)行，土方開挖的不斷加深，外側(cè)土壓力的增大，圍護(hù)體系向坑內(nèi)產(chǎn)生了相對(duì)較大的位移，致使坑外坡頂垂直及水平位移均產(chǎn)生了一定的變形趨勢，待底板混凝土澆搗完成，各測點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定。

2.4.7 地表、管線垂直位移監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

2016年8月26日至2016年10月15日本工程進(jìn)行樁基施工，局部點(diǎn)位因土體加固的影響，監(jiān)測點(diǎn)位整體處于上升趨勢，變化速率正常。

2016年10月15日至2017年2月10日進(jìn)行首層土方開挖施工，隨著土方開挖的進(jìn)行，外側(cè)土壓力的增大，并且因重載車載的碾壓，各監(jiān)測點(diǎn)位產(chǎn)生了明顯的下降趨勢，局部點(diǎn)位下降速率過大，致使在較短的時(shí)間內(nèi)局部點(diǎn)位達(dá)到累計(jì)報(bào)警值，我方已在第一時(shí)間通知各方對(duì)周邊重荷載區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。

2017年2月10日至7月10日進(jìn)行第二層土方開挖施工，從曲線圖得出，土方開挖打破坑內(nèi)外荷載平衡而引起圍護(hù)體系向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生位移，致使外側(cè)土體產(chǎn)生一定的位移量，各測點(diǎn)趨于下降趨勢，并且隨著土方開挖深度的不斷加深，圍護(hù)墻體變形繼續(xù)增大，外側(cè)土體向坑內(nèi)位移，位置大致在管口以下5～8米左右，因位移的深度距±0.00地面有一定的距離，致使在前期施工過程中，管線、地表位移的變形未能全部反映到監(jiān)測數(shù)據(jù)中。隨著施工的進(jìn)行、時(shí)間的推移，下方的位移量慢慢延續(xù)至頂部，致使在后續(xù)的施工過程中各測點(diǎn)的日變化及累計(jì)變化繼續(xù)增大。

在地下結(jié)構(gòu)施工期間，各測點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定，主要變形因施工周期的延長而產(chǎn)生平穩(wěn)下降趨勢。

2.4.8 建筑垂直位移監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

北側(cè)公交車站建筑主體在本工程施工過程中，各監(jiān)測點(diǎn)位影響不大。西南角業(yè)主辦公室受土體的擾動(dòng)，在施工期間，出現(xiàn)了較大的下降趨勢，變化速率正常。

3 結(jié)論

通過對(duì)本工程的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，可以認(rèn)為：

①環(huán)形支撐體系在深基坑施工過程中對(duì)圍護(hù)體本身及環(huán)境的影響并不大，所產(chǎn)生的變形和影響，尚屬正常。②監(jiān)測為施工提供了必要的信息，起到了施工“眼睛”的作用，為施工的順利進(jìn)行和工程的安全提供了保證。③監(jiān)測成果表明，應(yīng)用先進(jìn)的監(jiān)測儀器及時(shí)獲取信息（監(jiān)測數(shù)據(jù)），對(duì)信息進(jìn)行科學(xué)的管理和使用為施工提供了有力的保障。④本工程的各種原始記錄和計(jì)算成果均經(jīng)檢查和校核，所提供的各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)均真實(shí)準(zhǔn)確，因而可供設(shè)計(jì)和施工參考之用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】蔣波，樓東浩，郭躍.環(huán)形支撐體系在深基坑工程的應(yīng)用與研究[J].工程應(yīng)用研究，2012（02）：45-48.

【2】姚儉文，金雷，孔巖，等.深基坑環(huán)形支撐體系監(jiān)測與分析[J].監(jiān)測與分析，2016（33）：19.