软土地区复杂环境下某深基坑变形分析

钱 德 良

(上海强劲地基工程股份有限公司，上海　200030)



软土地区复杂环境下某深基坑变形分析

钱 德 良

(上海强劲地基工程股份有限公司，上海200030)

以处于软土地区且周边环境复杂的南京某深基坑工程为背景，采用了“两墙合一”的基坑支护方案，并对基坑开挖过程进行了监测，从周边地表、土体、坑外地下水位、支撑立柱等方面，总结出了基坑及周边环境的变形规律。

深基坑，地连墙，支护结构，竖向位移

0　引言

随着经济的发展，高层、超高层建筑不断涌现，以致基坑规模不断向深大方向发展，周边环境将越来越复杂，这些都对基坑变形控制提出了更高要求。部分基坑工程自身支护结构虽未破坏，但由于变形已超过容许值，导致周边建筑物开裂，市政管线破坏或地面沉降过大等，可能会造成无法估量的经济损失和安全问题。因此，变形控制代替当前的强度控制将是今后基坑设计发展趋势[1-4]。

本文结合南京某深度达20.05 m的基坑工程，分析基坑自身与周边环境变形规律，为今后类似工程的设计与施工提供参考。

1　工程概况

1.1工程概述

该工程位于南京市建邺区软土区域，由两座分别为34层、46层 的主楼及4层裙楼组成，主体采用框架核心筒结构，桩基础，满堂布置地下室，均为4层。基坑面积约为9 320 m2，总延长米约为515 m，开挖深度为20.05 m。

1.2水文地质条件

基坑开挖深度内土层除上部1 m～3 m杂填土外，其余为淤泥质粉质黏土，物理力学性质差，基坑开挖对周边环境影响较大。本工程土层分布及物理力学参数指标详见表1。

表1　土层物理力学参数指标

工程场地地层上部为潜水，主要赋存于①层杂填土中，稳定水位埋深为0.50 m～5.50 m，该层渗透系数k=1.2×10-7cm/s，属弱透水层，水量不大，疏干即可；承压含水层主要为③-1粉细砂、③-2层粉细砂、④层粗砾砂，稳定水位埋深在3.00 m～4.00 m,其含水层厚度大且富水性好，属透水～强透水层；⑤-1强风化岩属于不透水层。

1.3周边环境

该工程位于南京市建邺区嘉陵江东街以南,南至雨润大街,东至庐山路,西至江东中路，即河西45号地块。

1.4基坑支护设计方案

本基坑开挖深度约20.00 m。基坑四周均为城区主干道路，且有地铁二号线从场地中穿过，基坑破坏影响后果严重，经多支护方案选型，基坑采用φ1 000，深64.0 m地下连续墙作为竖向围护结构兼作止水帷幕，五道混凝土支撑作为水平支护结构，基坑支护结构平面布置图及竖向围护结构剖面图详见图1，图2。

2　基坑实测数据分析

2.1周边地表竖向位移

图3为周边地表竖向位移随施工工况的变化曲线。

由图3可知：周边地表竖向位移主要发生在开挖阶段，且随着基坑的开挖一直呈下降趋势，最大沉降点为D1测点，该点距坑边约8 m，最大沉降达18.4 mm，其余各点沉降略小于D1测点。待基坑开挖至坑底且底板浇筑完成后，周边地表竖向位移变化速率趋于平缓。从图3可以看出，周边地表竖向位移可分为3个阶段：1)竖向位移变化速率增大阶段；2)竖向位移变化速率减小；3)竖向位移变化速率趋于平缓3个阶段。由此可见，该支护方式取得较好效果。

2.2周边土体深层位移

图4为基坑北侧某测点在各个工况下的土体深层位移变化曲线。

由图4可知，基坑开挖过程中周边土体深层位移呈“大肚状”。随着土体的卸载，深层位移逐渐增大，且随着开挖加深，最大位移逐步下移。当基坑开挖至坑底时，最大深层位移值为11.8 mm，位于0.9H处(H为基坑深度)。随着第4层地下室底板的浇筑完成位移逐渐趋于稳定。

2.3坑外地下水位

图5为坑外水位随时间变化曲线。

由图5可知：随着基坑降水开挖的进行，KW9测点水位变化最大，深度约3.3 m；KW3，KW4，KW19三测点水位变化基本处于-1.5 m～0.5 m之间，水位波动较小。7月份由于受降雨影响较大，水位有所上升。从总体上分析：基坑坑内降水对坑外水位影响较小，可见地连墙隔断30 m下的承压层能很好控制因坑外水位导致基坑变形的影响。

2.4立柱竖向位移

图6为基坑在施加第一道支撑后，整个降水开挖过程中支撑立柱的竖向位移曲线。

从总体来看，立柱竖向位移较小，在-3 mm～3 mm之间，远小于容许值。施工过程中，由于外荷载的不断施加及施工的影响，导致立柱沉降；又由于坑内土体应力释放及承压水的影响，坑内土体又向上回弹。随着基坑开挖越来越深，卸载量越来越大，隔水层越来越薄，承压水对坑底向上的压力也逐渐增大，导致回弹量增大，立柱向上位移也随着上升。随着坑底底板施工的完成，立柱的竖向位移达最大值3 mm且趋于平缓。可见，承压水的存在肯定对坑底回弹有一定的影响，在施工过程中应及时施工底板，确保基坑安全。

3　结语

1)周边地表竖向位移可分为3个阶段：a.竖向位移变化速率增大阶段；b.竖向位移变化速率减小；c.竖向位移变化速率趋于平缓。

2)地连墙深层位移最大值随着坑内土体开挖逐渐下移，最大值位于0.9H处。

3)基坑坑内降水对坑外水位影响较小，可见地连墙隔断30 m下的承压层能很好控制因坑外水位导致基坑变形的影响。

4)承压水的存在肯定对坑底回弹有一定的影响，在施工过程中应及时施工底板，确保基坑安全。

[1]赵锡宏,龚剑,陈志明,等.上海的特深特大基坑工程设计与实践[J].岩土工程学报,1999,21(1):104-107.

[2]王曙光.复杂周边环境基坑工程变形控制技术[J].岩土工程学报,2013,35(S1):474-477.

[3]将冲,周科平,胡毅夫,等.深圳平安金融中心基坑围护结构变形监测分析[J].岩石力学与工程学报，2012(S1):241-250.

[4]杨有海，王建军，武进广,等.杭州地铁秋涛路车站深基坑信息化施工监测分析[J].岩土工程学报，2008,30(10):1550-1554.

[5]邓子胜.深基坑空间效应分析方法研究与应用进展[J].岩土工程界，2005,8(2):29-30.

Analysis on the deep foundation deformation of the soft soil region under complicated environment

Qian Deliang

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200030,China)

Taking the deep foundation engineering located in soft-soil foundation region with complicated surrounding environment in Nanjing city as the background, the paper applies the foundation support scheme of dual-purpose diaphragm wall, and monitors the foundation excavation process. Starting from aspects of surrounding ground surface, soil body, external foundation underground water level, vertical bearing column and so on, it summarizes deformation law of the foundation pits and surrounding environment.

deep foundation, diaphragm wall, support structure, vertical displacement

1009-6825(2016)19-0066-02

2016-04-23

钱德良(1987- )，男，硕士，助理工程师

TU447

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