某危险性深基坑开挖对周围土体的影响分析

李 磊 张 波 马 添 陈慧刚

(1.中建八局第三建设有限公司，江苏 南京 210046； 2.平湖市建筑工程管理处，浙江 平湖 314200)

某危险性深基坑开挖对周围土体的影响分析

李 磊1张 波1马 添1陈慧刚2

(1.中建八局第三建设有限公司，江苏 南京 210046； 2.平湖市建筑工程管理处，浙江 平湖 314200)

依托某危险性深基坑开挖工程，对开挖过程中引起的基坑上坎和周围路面的沉降进行了监测，监测内容包括实时高程、实时沉降和总沉降，监测结果表明：基坑上坎与基坑周围道路其总沉降均在可控范围之内，说明了该工程支护方式的合理性和可行性。

深基坑，基坑开挖，周围土体，沉降

1 工程概况

本工程位于平湖市当湖街道(曹兑路南侧、南市路西侧)，为地下2层，地上4幢25层的框、剪结构办公综合楼，总建筑面积约为19万m2，其中，地上约13.5万m2，地下约5.5万m2。建筑总高度99.95 m。场地自然地面高程在2.10 m～2.40 m之间，平整后高程约为2.30 m，即相对标高-1.50 m左右。综合该地下室标高(-10.80 m)情况，基坑主要的开挖深度为自然地面下约10.5 m，属于深基坑开挖范畴[1]。该基坑平面形状基本为一字矩形，地下室周长约731.6 m，东西长约260.8 m，南北宽约105 m，根据建筑施工图纸及本工程现场实际测量情况，基坑开挖面积约为2.7万m2，开挖深度按10.8 m，开挖土方量约为29.6万m3。

2 场地工程地质情况

在基坑开挖影响深度范围内的地基土层分布依次为：第①层素填土、第②层粉质粘土、第③-1层淤泥质粉质粘土、第③-2层淤泥质粘质粉土、第③-3层砂质粉土、第③-4层粉质粘土、第④-1层粉质粘土、第④-2层粉砂、第⑤-1层粉质粘土夹粘质粉土、第⑤-2层粉砂、第⑤-3层粉质粘土、第⑥-1层粘质粉土、第⑥-2层粉质粘土夹粘质粉土、第⑦层粉质粘土、第⑦-夹层砂质粉土、第⑧-1层粘土、第⑧-2层粉砂、第⑨层粉质粘土、第⑩层细砂。各土层的物理力学参数见表1。

表1 各土层主要物理力学性质指标

该地区地下水位主要受大气降水和地表水控制，水位随季节变化而升降。勘察期间，本场地地下水位埋深在-1.50 m～-1.70 m左右，年度地下水位变幅一般在1.00 m左右。本场地地下水及地基土对建筑材料具微腐蚀性。

综合基坑开挖规模、场地土层特性、地下水分布及周边环境可知，该工程开挖面积较大，开挖深度较深；地基土质较复杂，在开挖影响范围内存在淤泥质粉质粘土，土体物理力学指标较差；且地下水位相对较高；基坑东、西周边环境较好，南、北周边环境较为复杂，是整个基坑施工重点。

根据JGJ 120—2012建筑基坑工程技术规程[2]及相关技术标准，本工程基坑等级为一级，为危险性较大的基坑工程。基坑主要支护形式为放坡面喷射80厚混凝土内配钢筋网、钻孔灌注桩、长预应力锚杆以及冠梁加支撑等。

由于基坑开挖较深，对地下水较浅处采用深井管排水，设计采用φ300简易深井降排水措施，以降低地下水位，有利于土方开挖。而在主楼核心筒部位，基坑开挖深度达-15.47 m，故围护设计在该电梯井部位四周另增设轻型井点降排水措施。轻型井点φ48钢管，长6.0 m，间距1.0 m，管底标高17.80 m。除此，开挖过程中，在放坡支护面层背部插入长度为500 mm，直径48 mm的PVC管(间距2.5 m)，其外端伸出支护面层约50 mm，以便将混凝土面层背后的积水引出。通过在基坑上坎四周和坑底四周砖砌排水沟对地表和坑内进行排水[3]。

3 监测方案及结果分析

结合上述施工措施，对基坑开挖过程中支护结构的轴力及基坑周边的位移、水位变化进行实时监测，主要有：

1)布置测斜管23只，对基坑周围水平位移进行监测；

2)布置沉降观测点53个，对基坑上坎和四周道路的沉降进行监测；

3)支撑结构的轴力监测点为4个，锚索轴力监测点每隔40 m布置上下2个，共40个；

4)水位监测孔30个用于检测基坑开挖过程中周围水位的变化；

5)立柱监测点6个，用于监测立柱沉降[3，4]。

4 结果分析

鉴于篇幅，文章仅对基坑上坎和周围道路的沉降监测结果进行分析。其中，基坑上坎布置沉降测点23个，分别为CJ01～CJ23。周围道路布置沉降监测点30个，分别为CJ24～CJ53。

4.1 基坑上坎沉降

图1为基坑上坎沉降监测结果，选取CJ08，CJ15和CJ22 3个测点进行分析。图1a)为3个测点的高程，从测量结果可知，3个测点高程在基坑开挖过程中没有大的变化，说明开挖过程中基坑整体稳定。图1b)为每次监测的沉降增量，CJ08沉降增量相对稳定，CJ22沉降增量分布在-0.4 mm～0.1 mm之间，说明开挖过程中该点可能出现轻微的隆起。图1c)为总沉降，从图中可知，3个测点的总沉降相差不大，在监测期间最大沉降为4.5 mm。

4.2 基坑周围道路沉降

图2为基坑周围道路的沉降监测结果，选取CJ24，CJ35，CJ45和CJ53 4个测点进行分析。图2a)为4个测点的高程，在基坑开挖过程中高程仍没有大的变化，说明开挖过程中周围道路基本稳定。图2b)为每次监测的沉降增量，从图中可知，监测初期，沉降增量波动较大，表明周围道路受到基坑开挖的影响而出现一定的下沉或上浮。4个测点测得的沉降随时间的分布规律基本一致，监测后期沉降基本稳定在0.1 mm附近。图2c)为总沉降，4个测点的总沉降有明显差异，CJ53的沉降最小，CJ45的沉降最大，最大沉降约为5 mm。根据测点沉降规律可实时分析周围道路的变形情况。通过对比基坑上坎沉降结果和基坑周围道路沉降结果可知，基坑上坎的实时沉降和总沉降较基坑周围道路稍小，无论基坑上坎或是基坑周围道路总沉降都控制在5 mm以内，表明开挖过程对周围土体的影响在可控范围之内，也表明了该工程支护方式的合理性和可行性。

5 结果分析

文章依托某危险性深基坑开挖工程，对该工程的水文地质情况进行介绍，得出该工程为危险性深基坑工程的结论。针对该危险性深基坑工程，给出了基坑开挖支护方案和监测方案。

对开挖过程中引起的基坑上坎和周围道路的高程、实时沉降和总沉降进行了监测。监测结果表明基坑开挖过程中，基坑上坎的实时沉降和总沉降较基坑周围道路稍小，无论基坑上坎或是基坑周围道路总沉降都控制在5 mm以内，表明开挖过程对周围土体的影响在可控范围之内。监测结果不仅反映了基坑开挖对周围土体的影响，也反映了工程支护方式的合理性和可行性。

[1] 建质[2009]87号,危险性较大的分部分项工程安全管理办法[S].

[2] JGJ 120—2012，建筑基坑工程技术规程[S].

[3] 刘 新,林 源,张 军,等.某地铁车站深基坑施工期围护结构及邻近建筑变形监测与分析[J].施工技术,2014,43(13):55-58.

[4] 张治国,张孟喜,王卫东.基坑开挖对临近地铁隧道影响的两阶段分析方法[J].岩土力学,2011,32(7):2085-2092.

Influences of large deep excavation in precarious situation on surrounding soil

Li Lei1Zhang Bo1Ma Tian1Chen Huigang2

(1.TheThirdConstructionCorp.,LtdofChinaConstructionEighthEngineeringDivision，Nanjing210046,China;

2.DepartmentofEngineeringManagementofPinghu,Pinghu314200,China)

Based on a large deep excavation in precarious situation, the settlement of the ground surface and surrounding road adjacent to the excavation was measured, including the elevation, increment and total settlement. The results show that the maximum settlement is controlled. The measurement demonstrates the feasibility of the adopted retaining and protecting technologies.

deep foundation, excavation, surrounding soil, settlement

1009-6825(2015)02-0059-02

2014-11-03

李 磊(1985- )，男，工程师; 张 波(1981- ),男，工程师; 马 添(1987- )，男，助理工程师; 陈慧刚(1982- )，男，工程师

TU753.1

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