某第一道支撑下放式深基坑监测分析研究

王 瑞 科

(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海 200438)



某第一道支撑下放式深基坑监测分析研究

王 瑞 科

(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海 200438)

结合工程实例，对明挖基坑采用第一道混凝土支撑低于围护顶部4 m的支护形式作了研究，并对施工过程中地表沉降、地下连续墙的位移变形、立柱沉降等监测项目数据进行了整理分析，以供类似工程参考借鉴。

深基坑，地下连续墙，混凝土支撑轴力，位移变形，地表沉降

0 引言

基坑支护结构的安全性被得到广泛的重视，同时支护结构的经济性也是业主单位关心的重要问题[1-3]，本项目周边环境较为宽松，采用了第一道支撑低于围护顶部4 m的支护形式，取得了较好的效果。

本文在该深基坑工程实例的基础上，对施工过程中的地下连续墙变形、立柱沉降等监测数据进行统计分析，总结了天津软土地区第一道支撑低于围护顶部支护形式下地下连续墙变形及立柱沉降的变化规律。

1 工程概况

本深基坑为某交通枢纽配套市政公用工程的控制中心，该控制中心通过地下管廊与枢纽地下结构连接。本项目主体结构为地下结构，共2层，采用筏板形式，主体结构宽33.6 m，长112 m，基坑开挖深度为13.4 m，采用地下连续墙+两道钢筋混凝土支撑的支护结构。围护墙采用800 mm厚地下连续墙，一般设计深度为25.4 m(从现地面起算)，局部28.40 m和26.90 m，墙顶设构造冠梁，冠梁顶标高为+1.50 m，冠梁顶后接地连墙与主体结构抗浮梁连接，第一道支撑中心标高-2.50 m，第二道支撑中心标高-8.00 m。本工程地连墙兼作止水帷幕。坑内降水采用管井降水，坑外设降压井以防承压水突涌。

本工程施工时周围环境以空地为主，地势比较平坦。场地北侧和西侧紧邻地块红线，主体结构外边线距红线最小距离1.8 m。场地东侧距基坑边缘约27 m处为枢纽西南部地下结构，本项目施工时该地下结构顶板已完成。

2 工程地质与水文情况

2.1 场地工程地质情况

根据本场区勘察资料，该场地埋深40.00 m深度范围内，地基土按成因年代可分为7层，详见表1。

表1 场地工程地质情况 m

2.2 场地水文地质情况

在勘察期间测得场地地下潜水水位如下：初见水位埋深1.00 m～2.00 m，相当于标高0.71 m～0.18 m。静止水位埋深0.40 m～1.50 m，相当于标高1.29 m～0.99 m。表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化。一般年变幅在0.50 m～1.00 m左右。

3 监测项目设置

因本基坑开挖深度深，地质条件较差，根据《建筑基坑工程监测技术规范》、设计单位要求、本项目特点，设置了坑外地表沉降、坑外水位、地下连续墙变形、支撑轴力、立柱沉降等监测项目，均进行严密的监测。

4 基坑开挖主要工程节点统计

本基坑的主要工程节点工况如表2所示。

表2 基坑的主要工程节点工况

5 基坑开挖监测数据分析

5.1 坑外地表垂直位移监测

将坑外周边地表沉降监测点垂直位移数据绘制成历时曲线，如图1所示。从图1中可以看出，在基坑开挖阶段，监测点沉降速率较大，5月18日监测点D2- 4沉降量达22.9 mm，分析原因与基坑变形、车辆碾压及土方堆载等各种因素有关。在-3层土方开挖时，基坑边进行了土体堆载，使得部分监测点被压埋无法监测，待土体转运后，监测点出现明显下沉，D2-1～D2- 4各监测点沉降范围达25.53 mm～49.30 mm。在底板浇筑后，测点变化速率趋于平缓。

5.2 地下连续墙围护顶部垂直位移监测

将地下连续墙围护顶部垂直位移监测数据绘制成曲线，如图2所示。

由图2可以看出围护顶部在开挖过程中随着土方卸载有一个缓慢上抬的变形过程，2014年5月27日监测点Q10上抬量达14.71 mm；测点在底板浇筑后由于底板压重作用产生了小幅度的下沉，监测点Q10在6月15日上抬量为10.72 mm，回落了3.99 mm；随后支撑拆除后有一定幅度的上抬，监测点Q10在8月17日上抬量为18.53 mm；随后在顶板施工阶段监测点重新开始回落。

5.3 地下连续墙围护顶部水平位移监测

将地下连续墙围护顶部水平位移监测数据汇总于表3。

表3 基坑围护顶部水平位移量统计 mm

由表3可以看出，第1层土方开挖时，地下连续墙围护顶部水平位移量普遍较大，位移量范围为12.0 mm～23.5 mm,分析原因是本基坑第一道支撑下放围护顶部4 m，第1层土方开挖时地下连续墙为悬臂开挖；而第2层、第3层土方开挖时由于有第一、二道支撑，故围护顶部水平位移量变化较小；在支撑拆除阶段，围护顶部监测点水平位移量又有一个较为明显的发展，本阶段位移量变化范围为5.5 mm～16.5 mm，分析原因是支撑拆除后地下连续墙又短暂出现悬臂状态。

5.4 立柱垂直位移监测

基坑立柱监测点的沉降历时曲线图如图3所示。从图3看出大部分立柱在基坑开挖施工过程中均有较明显的隆起变形现象，这说明基坑开挖土体卸载导致了坑底的回弹，这种变化趋势与基坑圈梁监测点的变化趋势相一致。底板浇筑后各监测有小幅度沉降，随后在第二道支撑拆除后有一定幅度的上抬，监测点随第一道支撑的拆除而消亡。

5.5 支撑轴力监测

基坑第一道混凝土支撑监测点轴力变化历时曲线如图4所示，从图4看出随着基坑开挖施工的逐步进行，由于土体卸载，坑内外土压力失衡，土体向坑内移动，重新平衡压力分布，因此支撑轴力处于一个明显增大的变化过程，底板施工完成后，支撑轴力有小幅减小，但随即开始拆除第二道混凝土支撑，所以支撑轴力又开始小幅度增加。

5.6 围护结构深层侧向位移监测

将测斜孔在基坑开挖前期、基坑开挖结束和地下结构施工时的数据汇总于图5。从图5可以看出，在基坑土方开挖阶段，监测孔的侧向位移随着坑内土体开挖，数据逐渐变大，至基坑底板施工后，监测孔侧向位移速率趋于收敛。从图5还可以看出，因本项目基坑第一道支撑低于地面4 m，故-1层土方开挖时地下连续墙处于悬臂状态，变形最大值在圈梁处，并且变形明显，此阶段地下连续墙监测孔向基坑内位移量为21 mm，而-2层土方开挖时则有支撑作用，发生最大位移的位置开始向基坑下位移。从图5可以看出，围护体侧向变形量主要发生在基坑的开挖阶段，地下结构施工阶段的侧向变形相对较小，因此合理加快基坑开挖速度、及时架设支撑平衡基坑内外压力，对减小基坑围护的变形是十分有效的一种措施。

6 结语

1)本项目周边环境宽松，采用了第一道混凝土支撑低于围护顶部4 m的支撑形式，经济性较好，对减少施工工期有利；2)开挖-1层土方时，因地下连续墙处于悬臂状态，故应尽量分层分块进行土方开挖，减小地下连续墙变形；3)采用这种支撑支护形式时，由于会出现地下连续墙再次悬臂状态，在支撑拆除阶段要加强监测；4)基坑开挖完毕时应尽早浇筑垫层，尽快形成基坑底板，这对减小地下连续墙变形有利。

[1]刘建航,侯学渊.基础工程手册.北京：中国建筑工业出版社,1997.

[2]罗战友,夏建中，罗 薇.基坑内土体加固对悬臂式支护结构的影响分析.岩土力学，2006(4)：26.

[]3李俊才,张倬元，罗国煜.深基坑支护结构的时空效应研究.岩土力学，2003(27)：396-398.

[4]GB 50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范.

The monitoring analysis of a deep foundation pit with a special type concrete bracing

Wang Ruike

(ShanghaiGeotechnicalEngineeringInvestigationDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd,Shanghai200438,China)

Combining with the engineering examples, the paper researches the support form with the first-line concrete support 4 meters lower than the enclosure top for the open cut foundation pit, and undertakes the compilation analysis of the ground settlement, the displacement deformation of underground continuous walls and column settlement in the construction process, so as to provide reference for similar projects.

deep foundation pit, underground continuous wall, concrete support axial force, displacement deformation, ground settlement

1009-6825(2015)18-0056-03

2015-04-10

王瑞科(1981- )，男，工程师

TU463

A