郝順 梁東 邢江鵬 王安明

摘 要：鄭州某深基坑設(shè)計開挖深度為11.2m，因工程場地附近存在溝渠，地下水位埋深較淺，地下含水量豐富，對基坑開挖極為不利。因此，有必要對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的坡頂位移、深層水平位移等進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測。結(jié)果表明，隨著基坑每一段的開挖，坡頂位移與深層水平位移會發(fā)生驟然增大，地下水較豐富側(cè)的位移量更為明顯。隨著支護(hù)體系的完備位移量逐漸得到控制，在開挖至基底后，位移趨于穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：深基坑;樁錨支護(hù);高壓旋噴樁;現(xiàn)場監(jiān)測

中圖分類號：U231.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）05-0106-03

Abstract： The design excavation depth of a deep foundation pit in Zhengzhou is 11.2m， due to the existence of trenches near the project site， the groundwater level is relatively shallow， and the underground water content is rich， which is extremely unfavorable to excavation of the foundation pit. Therefore， it is necessary to continuously monitor the slope top displacement and deep horizontal displacement of the foundation pit retaining structure. The results show that with the excavation of each section of the foundation pit， the displacement of the slope top and the horizontal displacement in the deep layer will suddenly increase， and the displacement of the richer side of the groundwater will become more obvious. As the complete displacement of the supporting system is gradually controlled， the displacement tends to stabilize after excavation to the base.

Keywords： deep foundation pit;pile-anchor support;high-pressure jet grouting pile;field monitoring

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，城市中心用地愈發(fā)緊張，地下空間的開發(fā)和利用已成為必然[1]。當(dāng)前，地下空間工程朝規(guī)模大、開挖深度大、地質(zhì)條件復(fù)雜的方向發(fā)展[2]，但同時易引起基坑結(jié)構(gòu)發(fā)生大變形，引發(fā)安全事故。深基坑安全事故不僅包括基坑本身的支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、變形失穩(wěn)、坍塌、人員傷亡等直接事故，還包括其影響范圍內(nèi)所發(fā)生的鄰近建筑物開裂傾斜、公用市政設(shè)施破壞等間接的意外事故[3]。所以，保障基坑安全的課題日益重要?？紤]到實際施工中各種復(fù)雜因素的擾動，精準(zhǔn)的基坑監(jiān)測才是現(xiàn)場工程安全的保障。目前，雖常采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測兩種方法，但數(shù)值模擬方法在建立模型時的計算參數(shù)通常難以確定，模擬結(jié)果存在一定偏差[4]。因此，現(xiàn)場監(jiān)測仍為保障基坑支護(hù)安全的主流選擇。

1 工程概況

擬建建筑場地位于鄭州市中牟縣境內(nèi)，主要由高層辦公樓、酒店、高層公寓、商業(yè)樓以及兩層地下室組成，根據(jù)現(xiàn)場條件及自然地面標(biāo)高，基坑開挖深度為10.5～11.63 m。由于建筑場地位于開發(fā)區(qū)，所以周邊較為空曠。距離基坑西側(cè)10m處有兩臺變壓器，距離基坑西側(cè)和北側(cè)開挖邊線約10m位置有暗溝渠，南側(cè)距離32 m處為某擬建主干道中心線。水位埋深為1.7～3.0 m，其補給來源主要為大氣降水。本地近3～5年內(nèi)最高水位為1.0 m左右（埋深），歷史最高水位為0.5 m（埋深）。

2 支護(hù)設(shè)計

基坑設(shè)計總深度為11.2 m，坑底標(biāo)高為-12.3 m，分為兩部分開挖。設(shè)計標(biāo)高-5.6 m以上部分采用坡度比1∶0.5放坡開挖，使用復(fù)合土釘墻支護(hù)，共設(shè)有三層土釘，標(biāo)高5.6 m以下部分至坑底采用高壓旋噴樁內(nèi)插22 b型工字鋼進(jìn)行支護(hù)，并配置預(yù)應(yīng)力錨桿錨固。高壓旋噴樁具有良好的截水性，可作為止水帷幕，而工字鋼具有良好的強度與剛度，二者結(jié)合可以形成具有良好支撐力與防滲功能的地下連續(xù)墻，大大提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的承壓能力與安全性。

3 施工監(jiān)測

3.1 監(jiān)測點布設(shè)

監(jiān)測點布置如圖1所示。

一是基坑頂部水平和豎向位移觀測，在基坑周邊共計布設(shè)19個測點，間距約為26 m，依據(jù)周邊環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)整。二是圍護(hù)體深層水平位移觀測，在基坑周邊選擇位點布置測斜管，孔內(nèi)埋設(shè)PVC測斜管，并延伸至地面上半米，共設(shè)置10個測斜管。

3.2 監(jiān)測結(jié)果及分析

建筑場地視野空曠，但由于周邊地下水位較高，且北側(cè)與西側(cè)存在水渠，滲透較為嚴(yán)重，加之土釘墻支護(hù)體系屬于被動支護(hù)體系，在其施工與使用過程中對各種類型地下水的影響較為敏感[5]，所以基坑北側(cè)與西側(cè)的監(jiān)測便尤為重要。本文將重點以北側(cè)與西側(cè)支護(hù)段監(jiān)測結(jié)果為分析對象。

3.2.1 基坑頂部水平位移。如圖2所示，基坑頂部水平位移集中在2015年4月初期，此時高壓旋噴樁布置完畢，基坑開始二階段開挖。在開挖至9 m深度時，由于尚未配置錨桿，支護(hù)對土體的約束主要用高壓旋噴樁與上部分的土釘墻承擔(dān)，此時的旋噴樁為單支點支護(hù)結(jié)構(gòu)，依靠上端的冠梁與底部的嵌固端來平衡土體帶來的側(cè)壓力。但是，地下潛水的滲透作用較為嚴(yán)重，對土體參數(shù)影響較大，同時土中水的重力作用和滲透力增加了不穩(wěn)定土體的下滑力，加大了邊坡的支護(hù)荷載等一系列影響[6]，導(dǎo)致坡頂在較短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的位移。從圖2可知，產(chǎn)生水平位移最大的三個監(jiān)測點均位于基坑北側(cè)與西側(cè)，且水平位移超過10 mm的監(jiān)測點也均位于基坑北側(cè)與西側(cè)，最大值點位于B17，位移量為66.5 mm，已大大超過報警值。由于位移過大，原先設(shè)計的錨桿變更為錨索，且預(yù)應(yīng)力增加至80 kN。在后續(xù)的監(jiān)測中，水平位移并未再發(fā)生較大波動。由此可以看出，樁錨支護(hù)仍然發(fā)揮了良好的功效。這表明，溝渠帶來的地下水滲透對支護(hù)影響明顯。在錨索配置之后，支護(hù)樁逐漸變?yōu)槎嘀c支護(hù)結(jié)構(gòu)，錨索的主動約束作用大大增強了下部支護(hù)的穩(wěn)定性，同時提高了支護(hù)樁對土體的抵推作用，支護(hù)逐漸趨于穩(wěn)定，監(jiān)測數(shù)據(jù)未再發(fā)生大范圍變化。

3.2.2 深層水平位移?；又車苍O(shè)置10個測斜孔，北側(cè)兩個，西側(cè)三個，測斜孔埋置于樁錨支護(hù)的冠梁上方，監(jiān)測深度為8 m。下面從中選取1號、8號測斜孔數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。1號測斜孔位于基坑北側(cè)，詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖3所示。隨著開挖的進(jìn)行，開挖段的深層水平位移有明顯增加，未開挖段的位移量較小。由圖3可以看出，4月2日的位移量有較大變化，這是因為采用樁錨支護(hù)部分的土體初步開挖而冠梁尚未設(shè)置，上半部分土體的荷載對支護(hù)樁影響較大。此時，支護(hù)樁相當(dāng)于懸臂梁受力結(jié)構(gòu)，對上部土壓力的抵抗較為薄弱。隨著錨索與面層的配置，支護(hù)體系得到錨固力補足，深層水平位移變化趨勢漸緩，5月22日又一次較大程度的開挖，出現(xiàn)了明顯位移，此后位移變化平穩(wěn)。7～8 m監(jiān)測段靠近主動土壓力與被動土壓力的凈土壓力零點位置，故位移趨于0。最大位移為深度1 m處，位移為13.3 mm，并未超過報警值（累計位移40 mm）。

基坑西側(cè)8#監(jiān)測點處臨近溝渠，存在較為豐富的地下水，對支護(hù)體系影響較大。由圖4可以看出，4月4日，初步開挖期間便出現(xiàn)了超過報警值的位移量，最大位移量為85.65 mm，位于深度1 m處。此后，位移的增速并未減緩，直到4月29日達(dá)到最大位移量的221.85 mm，日均位移量超過4 mm/d。此時采取了一定安全措施，深層水平位移略有收縮，最大位移量收縮為185.6 mm，位于深度2 m處。此后，位移增速明顯收斂，自5月2日至10月20日，日均位移量小于0.1 mm/d，表明位移已得到控制。隨著基坑開挖至基底，支護(hù)施工完畢后，深層水平位移有“兩頭小，中間大”的趨勢，逐漸發(fā)展為“鼓腹?fàn)睢盵7]，且由于上部土體的影響，最大位移點較為偏向上方。

4 結(jié)論

本文通過對鄭州某深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。土釘墻支護(hù)體系屬于被動柔性支護(hù)體系，在其施工與使用過程中對各種類型地下水的影響較為敏感。例如，對各類型地下水不進(jìn)行有效的控制，將對邊坡支護(hù)的整體穩(wěn)定性形成極大的隱患。深層水平位移隨著基坑的開挖整體呈現(xiàn)增長態(tài)勢，但不同深度的位移增加并不呈線性變化。在支護(hù)完全施工完畢后，深層水平位移最終發(fā)展為“兩端小，中間大”的形狀。高壓旋噴樁有較好的截水、止水性能，工字鋼則具有較高的強度和剛度，將兩者相結(jié)合形成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，對于具有類似工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的基坑支護(hù)工程具有參考價值。

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