1 引言
在基坑變形控製設計中，變形預測分析是其中一項很重要的內(nei) 容，由於(yu) 基坑開挖工程的複雜性，現有理論不能同時考慮複雜地層、複雜環境、地下水變化等因素對變形的影響。現場實測變形數據是施工過程中各種影響結果的集中體(ti) 現，分析研究現場監測數據成為(wei) 人們(men) 認識基坑變形特性的有效途徑。同時基坑工程具有明顯的區域性和個(ge) 性，上海地區軟土具有明顯的“含水量高、靈敏度高、壓縮性高、密度低、強度低、滲透性低”等特性，對位於(yu) 上海的基坑開挖的實施造成很大的影響。
2 工程概況
2.1 基坑概況
上海軌交16號線6標惠浦中間風井基坑位於(yu) 浦東(dong) 新區，周邊環境複雜，基坑南側(ce) 為(wei) 1幢8層中學教學樓，距離基坑30m；基坑東(dong) 側(ce) 、北側(ce) 為(wei) 行車道路，分別距離基坑20m和25m；基坑西側(ce) 是腰溝河，距離基坑15m。施工場地布置見圖1。
圖1 施工場地布置圖
基坑平麵尺寸為(wei) 39m×22.5m，圍護采用了厚1200mm的地下連續牆，地下連續牆深48m，基坑開挖深度為(wei) 28m；坑內(nei) 共設8道支撐，第一道為(wei) 1000mm×800mm的鋼筋混凝土支撐，第四道采用1000mm×1000mm鋼筋混凝土支撐，第二、三、五、六、八道采用直徑為(wei) 609mm的鋼管支撐，第七道鋼管支撐為(wei) 雙榀，見圖2。
平麵圖剖麵圖
圖2 風井基坑圍護支撐圖
2.2 工程地質與(yu) 水文條件
1)工程自地表向下2.7m為(wei) ①填土層，填土以下1.7m為(wei) ②粉質黏土層，粉質黏土以下2.3m為(wei) ③砂質粉土層，該層土滲透係數較大；砂質粉土以下12.1m為(wei) 淤泥質黏土，該層土為(wei) 流塑狀態。開挖麵位於(yu) ⑦粉質黏土層，各土層性質見表1。
表1 土層性質
2)擬建場地地下水類型有淺部土層的潛水和深部粉砂層的承壓水。淺部地下水埋深一般為(wei) 2m左右，承壓水埋深為(wei) 10m左右。
3 基坑施工
3.1 降水
1)③砂質粉土層是主要的潛水含水層，⑤淤泥質黏土層為(wei) 軟弱土層，疏幹降水重點考慮這2個(ge) 土層。為(wei) 避免疏幹井揭穿承壓含水層，設計疏幹井井底距⑦粉質黏土層層頂3m左右。
2)由於(yu) 基坑圍護深度為(wei) 48m，插入含水層深度較大，圍護對承壓水有明顯隔水作用，坑外降水對坑內(nei) 影響較小，故隻需在坑內(nei) 將承壓水水位降至基坑防突湧穩定時的水位值，即控製水位埋深約為(wei) 29.3m。
3)在基坑開挖前1個(ge) 月進行疏幹降水。承壓井降水時，為(wei) 了減少對周圍環境的影響，遵循“按時、按需”的降水原則，根據觀察井的水位數據及時調整承壓井降水方案,當水位較高時，要不間斷地進行降水，並且根據需要增加相鄰承壓井的降水強度，觀察井水位較低時，可以適當地減少相鄰降壓井的降水強度，以最大限度減少對周圍環境的影響。
3.2 開挖
基坑開挖采用明挖法分層分塊、放坡、對稱進行，嚴(yan) 格遵循“時空效應”原理。
1)及時對地下連續牆有滲漏處進行堵漏處理；
2)開挖前，在基坑底部進行注漿加固，加固質量檢測合格後方可進行開挖。
4施工監測
4.1監測內(nei) 容
基坑開挖過程中，必須保證支護結構的穩定性，為(wei) 了及時收集、反饋和分析周圍環境及圍護結構在施工中的變形信息，實現信息化施工，確保施工安全，確定了以下監測內(nei) 容：
1)圍護牆體(ti) 在深度方向上的水平位移(測斜)監測；
2)支撐軸力監測；
3)基坑外地下水位監測；
4)支撐立柱隆沉監測；
5)周邊建築物沉降監測。
4.2 監測點布置
由於(yu) 測點多，圖3僅(jin) 標出牆頂沉降、測斜、立柱(LZ1)監測點。Q代表地下連續牆牆頂沉降監測點，CX代表測斜監測點。
圖3 基坑地表沉降、測斜監測點布置圖
4.3 監測頻率
基坑開挖是從(cong) 2010年12月15日開始，至2011年4月15日結束。基坑監測頻率根據基坑施工進程來安排。在開挖初期，由於(yu) 開挖深度較淺，土體(ti) 含水量較小，監測的周期為(wei) 每天1次，開挖至5m以下時，監測周期為(wei) 每天2次。
4.4 監測結果
1)圖4為(wei) 地下連續牆牆頂沉降曲線圖。
圖4 地下連續牆牆頂沉降曲線
從(cong) 圖4可以看出：基坑開挖初期，牆頂沉降處於(yu) 逐漸增大的趨勢，隨著基坑開挖深度增大，牆頂沉降出現快速的反彈，由沉降變為(wei) 上浮，在10d內(nei) 上浮量達到6mm左右；隨著承壓井的抽水力度的加大，牆頂開始緩慢沉降，最終牆頂最大沉降達到8mm。
地下連續牆產(chan) 生上浮的原因是：基坑開挖時段恰遇陰雨天，地下水水位上升。
2)圖5為(wei) CX1測斜曲線圖(CX2、CX3及CX4測斜曲線圖形類似)。
圖 5CX1不同時期變形圖
從(cong) 圖5可以看出，測斜位移與(yu) 基坑深度呈拋物線關(guan) 係，位於(yu) 地下連續牆頂部和端部的變形較小，位於(yu) 地下連續牆牆中部水平位移變化明顯。
(1)開挖至第一道圈梁位置時，CX1孔不同深度變化均較小，其中在24m深處水平位移是朝向基坑外側(ce) ，隨著開挖深度的增大，各點位移值逐漸變大，並且都朝向基坑內(nei) 側(ce) 。
(2)CX1、CX2、CX3及CX4最大水平位移都位於(yu) 地下連續牆深度20m左右的位置，最大水平位移為(wei) 58mm。
(3)在開挖至第二道圈梁時，變形量約為(wei) 最大變形量的1/2。隨著基坑開挖深度的不斷增大，測斜變形量逐漸增大，變形速度越來越快。
根據設計規定，測斜孔觀測值的報警值：日變化量為(wei) 3mm，累積變化量為(wei) 62mm。
3)圖6為(wei) 立柱沉降曲線圖。
圖6 立柱沉降曲線圖
立柱沉降或回彈量過大會(hui) 使支撐體(ti) 係失穩，在影響立柱豎向位移的所有因素中，基坑隆起和豎向載荷是2個(ge) 最主要的方麵。隨著基坑開挖的不斷加深，立柱沉降逐漸增大，在2011年3月10日前後，立柱發生了向上的隆起，而在此期間，地下連續牆也發生了上浮。兩(liang) 者上浮幅度相當，時間節點也幾乎相同，可以肯定，地下連續牆的上浮對立柱隆起產(chan) 生一定的作用。
5結語
通過上海軌交16號線風井基坑開挖時對地下連續牆牆頂沉降、地下連續牆水平位移及立柱沉降的監測，可以得出以下結論：
1)深基坑開挖對圍護結構變形有較大影響。開挖深度是影響地麵沉降的重要因素，隨著開挖深度的增大，基坑變形越大，變形速度越快。
2)圍護結構水平變形是兩(liang) 頭小、中間大的拋物線形。最大水平變形出現在圍護結構深度的一半處。
3)圍護結構在開挖過程中還會(hui) 出現上浮的現象，該現象會(hui) 影響鋼支撐體(ti) 係的穩定性，甚至會(hui) 影響基坑的安全，要引起足夠的重視。
作者：丁貞東(dong)
轉自：《上海隧道》