李朋飞 李权达
天津华北地质勘查局核工业二四七大队 天津市 301800
摘要：本文主要结合工程案例分析了框架逆作超大基坑施工对周边环境所造成的影响，且根据分析可了解到在施工中采取框架逆作施工的方式可以将围护结构变形的情况加以改善，且围护变形的规律与常规施工方式相一致，可以对周围环境起到一定的控制与保护作用。
关键词：框架逆作；超大基坑；周边环境；影响
在近几年伴随着社会经济的不断发展，城市化进程越来越大，其中城市超大深基坑也较为常见，就目前而言，对于超大面积深基坑工程主要采取的方式有顺作法与逆作法，对于前者而言，需要设置临时支撑，从而导致资源浪费严重，后者则对施工工期与质量有所影响，所以在当前的发展背景下可以将顺作法与逆作法的施工优点加以整合，采取框架逆作的方式，以此满足当前的施工要求。
从理论上分析，框架逆作法是当前较为新颖的一种方式，但是没有太多的经验可以借鉴，尤其对周边环境以及建筑物所造成的影响还需要进行研究，为进一步保证工程施工的有效性，在基坑开挖期间需要进行全方位监测，了解围护结构变形、地表沉降、建筑物沉降等等，为日后框架逆作法的推广提供保障。
1、工程概述
1.1 工程简述
本次研究选择单位所经受的xxx工程为主，其中建筑物有5栋，地上主楼为框筒结构，地下裙房则为框架结构，塔楼区基坑开挖深度设定在14—15.5m，裙房区内基坑开挖深度设定在13.7m，并且该项工程为长方形，基坑总面积为46241m2，属于超大型深基坑。
1.2 周边环境
严格意义上分析，该项工程周边环境比较复杂，周边有城市绿化带、在建建筑物，尤其是在基坑的周围有大量的管线。
2、支护与降水策略
2.1 支护策略
在本次工程中，主要采取了框架逆作法施工，简而言之便是利用主体结构梁作为水平支撑，与临时围护体相互结合的一种方式，对于围护结构而言主要采取了钻孔灌注桩排桩，外侧是利用三轴水泥土搅拌桩作为主要的个水位幕墙，对于竖向支撑系统而言则选择一柱一桩的结构形式，当然为从根本上避免围护结构发生变形，坑内被动区土体主要采取了混凝土搅拌桩加固，其中混凝土搅拌桩中水泥的掺量为8%。
2.2 承压降水策略
在本基坑中主要采取的降水策略为坑内减压降水对策，主要是在基坑内布置降压管井以及备用管井，其中在本次施工中设置了18口降压管井，6口备用管井，并且在施工过程中结合多年的施工经验，还在滤管的上部设置了接近30m的井管，且所选择的过滤器为圆孔过滤性，对于承压将封闭工作则是在基础底板施工完成之后进行。
3、施工流程与监测
在本次施工中监测内容以及仪器布置需要从本质上出发加以完善，第一是做好围护结构侧向位移监测，主要是在基坑四周钻孔灌注桩内设置多个测点，通过测点分析围护结构的侧向位移。第二是进行周边建筑物垂直位移，要沿着基坑周边建筑布设多个垂直位移监测点，在本次工程中设置10个监测点，并且分为六组，每组10点，共计60点。第三是进行管线沉降监测，所设置的监测点包括煤气管线、上水管线、电力管线等等。
4、实测分析
4.1 围护结构侧移
在本次施工中维护结构侧移的变化趋势见图1.且通过对图1 的分析可以清楚的了解到，因为在基坑不同施工阶段，其部分测点的侧向位移往往会伴随着开挖的深度而不断增大，甚至在挖到底的时候，最大变形为35mm，这种变形规律与传统开挖方式相一致。还有一点是在底板浇筑的时候，因为受到诸多因素的影响，围护桩顶部与底部容易产生位移，且根据调查分析得知，桩顶部位移比较大的主要原因是因为混凝土结构梁收缩以及徐变，桩底产生位移的原因则具有复杂性，会受到土质的影响，也因为围护桩插入深入不够等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
图1 围护桩侧向位移变化趋势图
在分析围护结构最大侧向位移位置与开挖深度之间关系的时候，同样需要多角度的分析与研究，其中在本次研究中，其关系图见图2，在图2中Hm是最大侧移深度位置，并且在开挖的时候，需要从本质上掌握墙体位移，只有真正做到这一点才能便于施工方采取相应的措施，并且还可以避免墙体发生位移。根据相关文献得知，在其它工程中基坑开挖的时候，墙体最大位移主要发生在基坑开挖面附近，并且根据调查分析，在本次工程中围护结构最大侧移的深度位置与开挖深度之间的关系符合以上规律。
图2 围护结构最大侧向位移位置与开挖深度之间关系图
4.2 墙后地表沉降
根据分析得知，地表沉降往往会伴随着开挖深度而不断增大，并且海域连续墙变形相互对应，作为当前工程师所面临的主要工作之一，地表沉降预测是十分重要的，且通过对相关文献的分析了解到，大多数国外学者在探究地表沉降形态以及沉降大小的时候，需要从物理力学角度出发，针对性的制定经验预测方法。一般而言，在对基坑周围环境加以考虑的同时，也需要选择切实有效的施工方法，对于施工条件、水文地质、隔水帷幕等加以研究，选择切实有效的降水方案。
4.3 周边建筑物沉降
毋庸置疑，在施工期间会导致周围建筑物发生沉降，其中据了解，维护结构与桩基施工中，建筑物沉降是不稳定，一般会稳定在3—4mm，在土体加固的时候，房屋沉降稳定，还有便是在施工阶段1的时候，因为是第一次开挖，沉降值不会发生重大变化，但是在2—4阶段施工过程中，房屋沉降往往会伴随着开挖的深度而不断增大，在进入到底板浇筑的时候，房屋沉降的速度则会有所放缓。
4.4 周边管线沉降
周边管线沉降也是需要加以重视的，且围护结构与桩基施工则对地下管线沉降有所影响，但是土体加固所造成的沉降影响比较小，伴随着开挖深度的不断增大，其地下管线沉降会有所增加，但是在本次研究中，其基坑地下管线沉降主要是均匀沉降，并且施工期间管线能够正常运行，这在一定程度上说明，这种施工缝昂发能够对基坑周边管线加以保护与控制。
5、结论
通过本次研究得知，本基坑维护最大侧移在规定范围之内，这则说明本工程围护侧移被有效控制；围护结构的最大侧移位置与开挖深度的关系符合基本的统计要求。本工程的最大地表沉降被控制在0.2%He以内，但它的影响范围却超过 4.5 倍开挖深度，这与现有的经验预测结果有较大不同，降水是其影响范围大的主要原因。围护结构和桩基施工对周围建筑物和地下管线沉降有一定影响，但土体加固对沉降影响不大，沉降随开挖深度增大而迅速增大，且管线沉降受角部效应影响；本基坑监测的 2 栋建筑物均为纯桩基础，整体性强，差异沉降较小，地下管线沉降也主要是均匀沉降。本基坑围护结构侧移、地表沉降、周围建筑物和地下管线沉降均被控制在允许范围内，说明本方案能有效控制基坑的变形和保护周围环境，框架逆作法可作为超大型基坑施工工法之一。
参考文献：
[1]陈衡. 超大深基坑中的框架逆作工艺应用及经济分析[J]. 建筑施工,2016,38(06):706-709.
[2]柏挺,李镜培,丁鼎,徐中华. 框架逆作的超大基坑监测分析[J]. 地下空间与工程学报,2012,8(06):1302-1310.
[3]柏挺,陈仕洋,李文翔. 框架逆作与顺作超大深基坑变形特性对比研究[J]. 水利与建筑工程学报,2017,15(02):116-120.
[4]WANG Z W，NG C W W，LIU G B. Characteristics of wall deflections and ground surface settlements in Shanghai[J]. Canadian Geotechnical Journal，2005，42(5)：1 243–1 254.
论文作者:李朋飞,李权达
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/6
标签：基坑论文; 管线论文; 位移论文; 结构论文; 深度论文; 建筑物论文; 框架论文; 《防护工程》2018年第18期论文;