深基坑连续墙围护结构监测分析

杨 青

(山西建筑职业技术学院,山西 太原 030006)

引言

随着城市建设的发展,地下铁路、地下管线、上阴渠、道路等城市的改造和扩张受到大型开挖的制约,地下连续墙经常被采用[1-2]。在城市土建工程中,常采用薄板桩支护开挖。由于在钢板桩施工中大量使用柴油锤,使得钢板桩的施工受到很大限制从而采用地下连续墙。

1 工程概况

项目由两大区域组成,分别为商务办公区和高层住宅区。商务区由东塔楼及东西塔连接体、西塔楼、酒店、酒店裙房和大底盘地下室组成。东、西塔楼为41层建筑高度184米,酒店为36层建筑高度170米。住宅区由33层住宅楼5栋和地下车库组成。

商务办公区±0.000相当于绝对标高780.000 m；住宅区±0.000相当于绝对标高779.600 m。占地面积81 758平方米，基坑总面积约79 000平方米，工程基底标高约-16.3～-18.1米，施工平面图如图1所示。

图1 施工平面图

2 工程周边环境

拟建场地的现状围墙为用地界线。地下室外墙距离现有围墙东面为7.2米、其余三面为5米。地连墙支护为地下室外墙外边线外扩2.1米,周边场地狭窄。

工程四面都为市政道路,北邻龙城大街,主要管线为市政雨水管,距离现场距离约为30米;西邻滨河东路,主要管线也是雨水管,距离现场约100米;南邻龙城南街,主要管线为市政雨水和污水管线,距离现场约7米,目前还没有和市政管线接通,未投入使用;东邻星河中路,主要管线为市政雨水和污水管线,距离现场约15米,目前还没有和市政管线接通,未投入使用[3]。

3 围护结构监测分析

工程基坑安全等级为Ⅰ级。根据相关规范及设计院的设计经验,基坑支护采用钢筋混凝土地下连续墙(兼做止水帷幕)+扩大头锚索支护方式。场地自然地坪卸土2米后再做地连墙导墙,顶部边坡采用土钉喷锚护坡,地连墙外侧分幅冷缝采用高压旋喷桩止水。

基坑监测控制值如表1所示,监测控制值如表2所示。

表1 基坑监测控制值

表2 监测控制值表

3.1 建筑物沉降分析

在基坑周边有行政楼和化粪池两个建筑,并在其周围布置了J01-J70共70个沉降测点,根据距离基坑的远近选取19个监测点的监测数据,按照基坑开挖深度分别提取沉降数据,并绘制曲线如图2和图3所示。

从图2中可以看出,当基坑开挖到4 m时，距离基坑在1 m左右，沉降位移为-4.12 mm；距基坑距离在8.45 m，沉降位移为-13.55 mm；距基坑距离在18.55 m，沉降位移为-3.35 mm。当基坑开挖到6 m时，距离基坑在1 m左右，沉降位移为-4.95 mm；距基坑距离在8.45 m，沉降位移为-17.25 mm；距基坑距离在18.55 m，沉降位移为-3.95 mm。当基坑开挖到8 m时，距离基坑在1 m左右，沉降位移为-6.25 mm；距基坑距离在8.45 m，沉降位移为-21.35 mm；距基坑距离在18.55 m，沉降位移为-4.85 mm。当基坑开挖到10 m时，距离基坑在1 m左右，沉降位移为-6.55 mm；距基坑距离在8.45 m，沉降位移为-23.25 mm；距基坑距离在18.55 m，沉降位移为-5.05 mm。当基坑开挖到12 m时，距离基坑在1 m左右，沉降位移为-7.05 mm；距基坑距离在8.45 m，沉降位移为-26.15 mm；距基坑距离在18.55 m，沉降位移为-5.35 mm。

图2 化粪池沉降位移曲线图

从图3中可以看出,当基坑开挖到4 m时,距离基坑在1m左右,沉降位移为-1.45 mm；距基坑距离在6.1 m,沉降位移为-1.85 mm；距基坑距离在19.15 m,沉降位移为-0.75 mm。当基坑开挖到6 m时,距离基坑在1 m左右,沉降位移为-2.15 mm；距基坑距离在6.1 m,沉降位移为-3.65 mm；距基坑距离在19.15 m,沉降位移为-1.05 mm。当基坑开挖到8 m时,距离基坑在1 m左右,沉降位移为-3.85 mm；距基坑距离在6.1 m,沉降位移为-5.78 mm；距基坑距离在19.15 m,沉降位移为-1.35 mm。当基坑开挖到10 m时,距离基坑在1 m左右,沉降位移为-4.85 mm；距基坑距离在6.1 m,沉降位移为-7.55 mm；距基坑距离在19.15 m,沉降位移为-1.55 mm。当基坑开挖到12 m时,距离基坑在1 m左右,沉降位移为-7.15 mm；距基坑距离在6.1 m,沉降位移为-11.25 mm；距基坑距离在19.15 m,沉降位移为-2.05 mm。

图3 行政楼沉降位移曲线图

从图2和图3可以看出,随着累积建造定居点在基坑的开挖逐渐增加,沉降最大值的位置不是最靠近基坑,和合并后的墙的水平位移曲线表明,基坑开挖。由此产生的表面沉降是一个凹槽形的沉降模式。化粪池的沉降比较大。最大沉降发生在距基坑8.45米,其值为-24.4 mm。行政楼整体沉降较小,相对均匀,最大沉降量为11.61 mm左右。这两幢建筑不同的沉降曲线主要是由于化粪池的浅基础和行政楼的基础形式不同。因此,基坑开挖对浅基础的影响最大。两个建筑物的最大变形位置不随工况变化而变化,最大变形位置在支撑桩后0.5 ～ 0.7倍基坑开挖深度范围内。

3.2 连续墙水平位移分析

从图4中可以看出,当工程情况为工况1时,基坑的深度为-1 m时,水平位移为1.25 mm；基坑的深度为-15 m时,水平位移为0.75 mm；基坑的深度为-35 m时,水平位移为0.25 mm。当工程情况为工况2时,基坑的深度为-1 m时,水平位移为1.55 mm；基坑的深度为-7.35 m时,水平位移为2.75 mm；基坑的深度为-35 m时,水平位移为1.85 mm。当工程情况为工况3时,基坑的深度为-1 m时,水平位移为4.15 mm；基坑的深度为-14.75 m时,水平位移为6.75 mm；基坑的深度为-35 m时,水平位移为1.91 mm。当工程情况为工况4时,基坑的深度为-1 m时,水平位移为4.25 mm；基坑的深度为-22.5 m时,水平位移为12.65 mm；基坑的深度为-35 m时,水平位移为1.95 mm。当工程情况为工况5时,基坑的深度为-1 m时,水平位移为5.25 mm；基坑的深度为-23 m时,水平位移为12.95 mm;基坑的深度为-35 m时,水平位移为1.85 mm。当工程情况为工况6时,基坑的深度为-1 m时,水平位移为6.25 mm；基坑的深度为-26.7 m时,水平位移为18.75 mm；基坑的深度为-35 m时,水平位移为4.65 mm。

图4 连续墙水平位移曲线图

由图4可知,墙体整体呈现“弓”型,连续墙的最大水平位移发生在距离墙顶2/3处,其最大值发生在第6工况。

3.3 地表沉降分析

从图5中可以看出，当工程情况为工况1时，距离基坑边的距离为1 m时，沉降值为-2.05 mm；距离基坑边的距离为5 m时，沉降值为-4.25 mm；距离基坑边的距离为41 m时，沉降值为-0.11 mm。当工程情况为工况2时，距离基坑边的距离为1 m时，沉降值为-3.15 mm；距离基坑边的距离为5 m时，沉降值为-5.35 mm；距离基坑边的距离为41 m时，沉降值为-0.11 mm。当工程情况为工况3时，距离基坑边的距离为1 m时，沉降值为-3.85 mm；距离基坑边的距离为6.2 m时，沉降值为-7.25 mm；距离基坑边的距离为41 m时，沉降值为-0.15 mm。当工程情况为工况4时，距离基坑边的距离为1 m时，沉降值为-4.15 mm；距离基坑边的距离为6.15 m时，沉降值为-8.05 mm；距离基坑边的距离为41 m时，沉降值为-0.17 mm。当工程情况为工况5时，距离基坑边的距离为1 m时，沉降值为-5.05 mm；距离基坑边的距离为8.75 m时，沉降值为-9.15 mm；距离基坑边的距离为41 m时，沉降值为-0.21 mm。当工程情况为工况6时，距离基坑边的距离为1 m时，沉降值为-5.35 mm；距离基坑边的距离为9.15 m时，沉降值为-13.25 mm；距离基坑边的距离为41 m时，沉降值为-1.35 mm。

由图5可知,地表沉降整体呈现“凹”型。随着基坑开挖,地表最大沉降以及沉降最大速率均发生在第6工况[4],均满足规范要求[5]。

4 结论

本文结合实际工程,通过分析连续墙的监测数据得出以下结论:在基坑开挖过程中,基坑周边建筑物的基础形式决定了建筑物的沉降值;连续墙墙体整体呈现“弓”型,且最大水平位移发生在距离墙顶2/3处;地表沉降整体呈现“凹”型,沉降速率符合规范要求。