軟土深基坑工程中的幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題

1、軟土深基坑工程中的幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市地上空間越來(lái)越緊迫，地下空間開(kāi)發(fā)利用逐漸成為城市建設(shè)和發(fā)展的重要組成部分。近年來(lái)，軟土深基坑工程逐漸呈現(xiàn)出基坑“深、大、密”基坑設(shè)計(jì)理念由強(qiáng)度控制趨向變形控制；計(jì)算分析從二維平面設(shè)計(jì)過(guò)渡到三維空間設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。寧波市土木建筑學(xué)會(huì)地基基礎(chǔ)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任委員吳才德結(jié)合近年來(lái)寧波地區(qū)軟土深基坑支護(hù)工程實(shí)踐， 介紹了當(dāng)前深基坑工程中的幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，引起了參會(huì)代表的廣泛關(guān)注與共鳴。吳才德，寧波市土木建筑學(xué)會(huì)地基基礎(chǔ)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任委員，浙江華展地下工程院院長(zhǎng)，教授級(jí)高級(jí)工程師熱點(diǎn)問(wèn)題一：深大基坑內(nèi)支撐體系的設(shè)計(jì)與施工寧波地區(qū)屬于典型的軟土地質(zhì)，土體具有高

2、壓縮性、高含水量、高觸變性、高靈敏性、低滲透性等顯著特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)寧波地區(qū)多個(gè)基坑工程進(jìn)行調(diào)查分析，在基坑長(zhǎng)度大于100m,基坑面積大于15000m2時(shí)，圓環(huán)內(nèi)支撐體系與傳統(tǒng)支撐體系相比，具有支撐變形更小，經(jīng)濟(jì)性及施工便利性更高的特點(diǎn)。圓環(huán)內(nèi)支撐的主要類(lèi)型有：整圓環(huán)、雙圓環(huán)、多圓環(huán)、半圓環(huán)、大半圓、橢圓（見(jiàn)圖 1）。a采用雙圓環(huán)支撐的4層地下室b采用三圓環(huán)支撐的2層地下室圖1圓環(huán)內(nèi)支撐體系典型工程：寧波國(guó)際金融中心北區(qū)工程，基坑開(kāi)挖面積約 48000 m2,支護(hù)結(jié)構(gòu)約880延米，開(kāi)挖深度17.022.0m。采用地下連續(xù)墻+ （34）道鋼筋混凝土水平內(nèi)支撐。通過(guò)對(duì)井字撐、十字撐、田字撐等支撐方案進(jìn)

3、行比選，最終采取四周角撐，中間設(shè)一橢圓內(nèi)支撐（長(zhǎng)軸直徑 240m,短軸直徑180m）,中間對(duì)撐兼做施工棧橋的支撐方案（見(jiàn)圖2）。采用這種支撐體系，基坑凈空面積大，極大地方便了施工。三維模型及 空間計(jì)算分析如3所示。圖2寧波國(guó)際金融中心北區(qū)工程基坑支護(hù)圖3三維模型及空間計(jì)算分析對(duì)于典型深大基坑內(nèi)支撐體系的設(shè)計(jì)與施工，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：必須進(jìn)行空間三 維分析；對(duì)關(guān)鍵部位應(yīng)進(jìn)行加固，如拱頂加固、拱腳加固，保證強(qiáng)拱弱撐和區(qū)塊單獨(dú) 穩(wěn)定；挖土方案的優(yōu)化須考慮對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖，拱頂后挖，強(qiáng)化整體墊層；前期方案設(shè)計(jì) 過(guò)程中必須考慮支撐拆除方案，做到分區(qū)分塊拆除，加快工程進(jìn)度。熱點(diǎn)問(wèn)題二：基坑群的設(shè)計(jì)及相互影響分析近年

4、來(lái)，城市各類(lèi)新區(qū)的集群開(kāi)發(fā)日益興起，相鄰的幾個(gè)甚至幾十個(gè)深基坑同期施工的案例不斷涌現(xiàn)，從而提出了基坑群設(shè)計(jì)、施工、管理的新課題。隨著地下空間的不 斷開(kāi)發(fā)，基坑群的數(shù)量將持續(xù)上升，規(guī)模也將進(jìn)一步擴(kuò)大。典型實(shí)例：南部商務(wù)區(qū)基坑群工程（見(jiàn)圖 4）。在本工程基坑群設(shè)計(jì)過(guò)程中，采取了三維建模和空間計(jì)算分析，對(duì)基坑之間的相互影響、支撐拆除、基坑施工對(duì)周邊道路、管線(xiàn)、過(guò)街隧道的影響，圍護(hù)樁、墻施工，底板、墊層施工等都進(jìn)行了模擬分析。圖4南部商務(wù)區(qū)基坑群平面示意基坑群設(shè)計(jì)、施工、管理的主要難點(diǎn)體現(xiàn)在：土壓力、支撐力不平衡；基坑多道支撐標(biāo)高不一致帶來(lái)相互影響；樁基、開(kāi)挖施工時(shí)對(duì)鄰近已開(kāi)挖基坑造成影響； 各基坑不

5、同步拆撐帶來(lái)的二次不平衡問(wèn)題；各區(qū)域施工堆場(chǎng)布置對(duì)基坑群安全的影響；基坑群區(qū)域內(nèi)施工通道的整體規(guī)劃；相鄰地下室之間地下通道的圍護(hù)銜接；基坑的整體漂移問(wèn)題；區(qū)域內(nèi)基坑開(kāi)挖和降水帶來(lái)超沉問(wèn)題。針對(duì)以上難點(diǎn)，建議采取以下措施：各單位派技術(shù)人員組成統(tǒng)一的基坑群管理指揮部，統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度，同時(shí)邀請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)家參加； 盡量統(tǒng)一相鄰基坑的支撐標(biāo)高； 對(duì)基坑周邊施工道路的使用進(jìn)行統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)，嚴(yán)格控制各基坑之間的道路荷載，若臨近基坑邊行走則需對(duì)行車(chē)道路進(jìn)行加固；加強(qiáng)各施工單位的統(tǒng)一場(chǎng)平布置，合理布置堆載區(qū)間，將荷載對(duì)相鄰基坑的影響控制在安全范圍內(nèi)；相鄰基坑間適當(dāng)采取主被動(dòng)區(qū)加固，止水帷幕最好切斷透水層；相鄰基坑頂部

6、最好采用剛性連接；統(tǒng)一協(xié)調(diào)安排支撐體系拆撐，避免支撐拆除過(guò)程中土壓力不平衡帶來(lái)的相互影響；嚴(yán)格按照通過(guò)專(zhuān)家論證的挖土方案進(jìn)行挖土施工，同時(shí)挖土過(guò)程中應(yīng)征求相鄰基坑的意見(jiàn)，必要時(shí)需停止挖土或改變挖土線(xiàn)路，并及時(shí)采取加固措施；明確相鄰地下室之間地下通道的施工范圍劃分，并做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的銜接；加強(qiáng)各基坑和周邊的監(jiān)測(cè)，各家監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享，引入第三方監(jiān)測(cè)，做到整體施工動(dòng)態(tài)控制。熱點(diǎn)問(wèn)題三：深基坑周邊重要建（構(gòu)）筑物的保護(hù)和基坑開(kāi)挖的沉降控制當(dāng)前城市項(xiàng)目開(kāi)發(fā)多集中在密集的建筑群內(nèi)和地鐵路網(wǎng)間，且地下室開(kāi)挖深度越來(lái)越深，在這種背景下，對(duì)于一些古建筑和地鐵區(qū)間等非樁基礎(chǔ)的保護(hù)，水平和沉降變形 的控制顯得尤為重

7、要。典型實(shí)例：和豐創(chuàng)意廣場(chǎng)工程，分南北兩個(gè)地下室，南區(qū)基坑開(kāi)挖面積31000n2 ,北區(qū)基坑開(kāi)挖面積28500m ,開(kāi)挖深度1012mt基坑采用鉆孔樁+2道鋼筋混凝土水平內(nèi) 支撐、高壓旋噴樁和三軸攪拌樁作為止水帷幕。需原地保護(hù)的小洋房位于基坑中部，已有100年歷史，淺基礎(chǔ)，2層磚木結(jié)構(gòu)，具有較高的歷史和藝術(shù)價(jià)值（見(jiàn)圖 5）。為保護(hù)小 洋房，采取了以下技術(shù)措施：對(duì)古建筑采取SMM法樁+5道圈梁，隨著基坑的開(kāi)挖，層層設(shè)置圈梁體系（見(jiàn)圖6）;為防止古建筑由于挖土不均勻引起整體側(cè)移，在第1和第3道圈梁位置設(shè)置連系梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)相連；采用高壓旋噴樁進(jìn)行坑底加固；加強(qiáng)古建筑本身的整體剛度以及加強(qiáng)屋蓋系統(tǒng)同承

8、重墻之間的節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造，使其成為一個(gè)完整的受力整體；四周土體均勻開(kāi)挖，及時(shí)做好圈梁施工，確保結(jié)構(gòu)均勻受力； 島內(nèi)水位實(shí)時(shí)補(bǔ)充；島邊基礎(chǔ)墊層適當(dāng)加強(qiáng)。通過(guò)采取以上措施，施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 顯示：實(shí)測(cè)沉降均勻，為4244mm小洋房無(wú)明顯開(kāi)裂；通過(guò)實(shí)時(shí)回灌，地下水位 下降量控制在2m以?xún)?nèi)；SMVW：法樁+5道圈梁體系深層土體位移控制良好，總量在30mm以?xún)?nèi)。圖5和豐創(chuàng)意廣場(chǎng)基坑及小洋房位置圖6 小洋房保護(hù)措施在深基坑周邊有重要建（構(gòu)）筑物的情況下，設(shè)計(jì)與施工時(shí)應(yīng)做到：詳盡調(diào)查建筑 結(jié)構(gòu)狀況；采用空間計(jì)算方法對(duì)所有工況進(jìn)行預(yù)分析；支護(hù)體系加固與周邊建筑自身加 固相結(jié)合；圍護(hù)設(shè)計(jì)與挖土施工緊密配合；動(dòng)態(tài)監(jiān)

9、控、設(shè)計(jì)與施工緊密結(jié)合。通過(guò)對(duì)多個(gè)工程實(shí)踐進(jìn)行分析，總結(jié)歸納出基坑周邊沉降的主要原因有：支護(hù)樁樁身（地連墻墻身）變形；基坑坑底隆起；支撐桿件變形；樁縫（墻縫）間水土流失；地下水位下降；基坑邊重型車(chē)輛頻繁行走導(dǎo)致主動(dòng)力學(xué)指標(biāo)下降；基坑邊大量堆載引起土的二次固結(jié)；基坑坑底無(wú)支撐暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；多道支撐體系 支撐設(shè)置不及時(shí)； 受惡劣天氣影響?；娱_(kāi)挖對(duì)周邊沉降的控制技術(shù)要點(diǎn)：增加支護(hù)樁樁徑（地連墻墻厚），提高其剛度；增加支護(hù)樁（地連墻）長(zhǎng)度；主被動(dòng)區(qū)土體加固；增加支撐桿件截面或增加預(yù)加載措施、增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨桿；支護(hù)樁（地連墻）外側(cè)設(shè)置可靠的止水（擋土）帷幕；采用切斷透水層的措施防止地下水位下降，必要時(shí)采取實(shí)時(shí)回灌，控制水位下降；基坑邊嚴(yán)禁重型車(chē)輛頻繁行走，重