浙江省省直建设工程监理有限公司 310000
摘要：对工程及水文地质情况进行了专门介绍；然后结合基坑开挖阶段的监测数据对基坑变形的情况进行分析，主要是立柱沉降、支撑轴力、坑外水位、墙体测斜；最后根据监测分析进行基坑变形控制及管理总结。
关键词：地质 水文 监测数据 基坑变形
随着社会的进步，经济的发展，目前“寸土寸金”在我国各大城市体现的淋漓尽致,建筑结构主体越来越高,建筑基坑越来越深，随着建筑的不断建设，深基坑施工施工技术就越加凸显其重要性。
一、工程地质及水文状况
1、工程地质概况
施工场地，地貌类型位属海相沉积平原。地势平坦，现状标高为＋2.6～＋3.0m。场地地层均为第四纪沉积地层，成因类型以海相沉积为主，地层主要为粘土、淤泥质土、粉性土、深层的砂质土组成。
2、水文状况
施工场区地下水由浅部土层中的潜水及深部粉(砂)性土层中的承压水组成，其补给来源主要为大气降水与地表泾流，其排泄方式主要以蒸发形式排泄。根据地下水水质分析成果：场地地下水为低矿化度淡水，水化学类型以HCO3－Cl－Ca型为主。
1）潜水 潜水主要赋存于浅部淤泥质土、粘性土、粉性土中，地下水位随降雨、潮汛影响而略有变化，根据区域地质资料，地下水位变化幅度不大，一般在0.5～1.0m 之间。勘察期间测得的地下水初见水位埋深为1.00~4.00m，相对应的高程为-1.82～2.93m；稳定水位埋深为0.20～2.65m，相对应的高程为-0.47～3.12m。
2）承压水 根据勘察报告及抽水试验报告知，本工程微承压含水层③1粉砂层、③2粉质粘土夹粉砂层初始水位埋深约2.0m，试验期间，抽水24小时后的稳定流量约为2～3m3/d，见流量变化曲线表2-2。针对承压含水层⑤3和⑥2-T砂质粉土层，试验期间实测初始水位埋深约2～3m，针对该层前期出水量约16m3/d，21小时平均流量11.2m3/d。2.3 不良地质状况
3、不良地质分析
该场地不良地质主要为地面沉降、厚层填土及流砂，特殊性岩土为软土，其具"天然含水量大于或等于液限，天然孔隙比大于或等于1.0，压缩性高，强度低，灵敏度高，透水性低"等特点。拟建场地软土层由①3层灰色淤泥质粘土、②2-1层灰色淤泥、②2-2层灰色淤泥质粘土组成。
大面积厚层软土分布对本工程建设会带来一系列岩土工程问题，主要表现为：由于软土广泛分布，其引发的区域性地面沉降将可能导致地铁结构长期处于沉降状态；车站基坑开挖时，施工风险也随之增大。
在初勘和详勘过程中均未发现有浅层沼气逸出，结合区域地质和调查资料：拟建场地无浅层沼气分布。
二、施工监测数据分析
1、立柱沉降
由下表可知所有立柱均为上浮，且上浮量与开挖深度基本成正比例关系。中LZ2在6月30日底板浇筑前上浮量为25.38mm，至7月28日变化量为1.58mm，变形趋于稳定。
2、支撑轴力
砼支撑轴力根据开挖的情况总体为增大趋势，现场监测情况轴力基本位于600~2000KN，个别情况下达3000KN。
根据现场测得的钢支撑轴力来看，标准段第一层支撑轴力在320~920KN之间，第二层在728～1614KN之间，第三层在1064~1864KN之间；第四层为989～1695 KN之间。
钢支撑设计轴力第一层至第三层约为1600KN,第四层为1800KN，根据监测情况可见在基坑开挖到底后，支撑轴力以三、四层最大，基本每道支撑轴力都在1000KN以上，与设计情况基本相符，而第一、二层支撑轴力绝大多数远远小于设计值。
3、坑外水位
海晏北路站基坑既进行疏干降水，又进行减压降水，坑内疏干降水水位在基底下1m，承压水头下降12.7～19.5m。根据坑外的水位观测孔数据，潜水水位下降在40～210cm不等，承压水位未进行观测。
根据监测情况发现，潜水水位下降主要发生在基坑降水期间，说明连续墙接缝局部存在渗漏现象，在开挖过程中我部对接缝特别关注，在基坑开挖到③1层后，发现接缝存在轻微渗漏，采用双快水泥进行封堵，潜水水位逐步回升。
在6月16日基坑落底，附近SW10孔水位下降达210.9cm，对接缝进行处理后，水位逐步回升，截止7月28日已恢复到正常潜水水位。
4、墙体测斜
根据下表可知目前已开挖到基底的范围共有墙体测斜管9根，未挖到基底的墙体测斜管9根，经分析，其变形有以下规律：
①所有变形最大的位置均在基坑开挖面以下，最大变形位于16.5～20米，最大变形位置与开挖深度没有太直接的关系；
②CX5、CX6、CX21为盾构井范围内测斜管，其变形量明显小于标准段，标准段的长边效应明显；
③所有相互对应的测斜管，其变形量基本一致；
④开挖深度在7米时，基坑变形量较小，为4.28～7.2mm；开挖深度在10米时，基坑变形量增加较明显，为18.78～31.44mm；开挖深度在13.5米至16.5米时，变形量大大增加，为37.2～76.43mm；可以说绝大部分变形发生在开挖10米至16.5米的时候，也就是说基坑开挖深度越深，其变形越大；
⑤基坑开挖到底时，基坑最大变形发生在基底以下1.5～3.5m，说明基底土层较差，所提供的被动土压力不足，设计在基底进行搅拌桩加固是相当有必要的；
⑥基坑开挖到基底时变形较大，只有在垫层浇筑后，达到一定强度方能形成支撑作用，变形速率减少。
三、基坑变形控制及管理总结
针对土方开挖过程中暴露出来的问题及对监测数据的分析，对基坑施工进行总结，并提出一些设计和施工方面的建议，以供类似工程参考。
1、设计方面
基坑施工变形控制要从根源上采取措施，那么必须在基坑设计的时候充分考虑各种不利因素，从设计上将风险消除到最小。
1）加强围护结构刚度，同时充分考虑到下翻梁的影响，设计足够的插入比，以增强围护结构抵抗变形的能力；
2）原设计加固深度为基底下3m，根据监测情况分析，3m范围内加固土体还不足以提供被动土压力，导致基底以下3m范围内变形最大，因此需要加深加固体深度，建议加固5m，同时设计时尽量减少下翻梁的数量，对于底板结构有下翻梁处的坑内地基加固可考虑适当加深，否则开挖下翻梁后，会减弱加固的支撑作用。
3）软弱土层中的深基坑从开挖到结构施工完毕均在发生变形，所以必须快速将基坑施工完毕，那就必须提高挖土的作业效率，在开挖过程中经常发生挖机陷入淤泥的情况，导致开挖速度减慢，因此建议将每隔3米的抽条加固改为网格式的加固方式，以方便现场作业；
4）提高垫层砼标号并加入早强剂。垫层采用25cm厚C30砼，防水保护层为5cm厚细石砼，垫层和防水保护层均需掺早强剂，使其尽快达到设计强度，起到支撑的作用；
5）由于基坑从开挖到结束，每天都在发生变形，因此，所有设计都应在符合设计规范及受力需要的前提下尽量方便现场施工，提高挖土及支撑架设的效率，缩短基坑工期，减少基坑变形。
2、施工方面
1）开挖前应编制详细的无支撑暴露时间的专项方案，对机械选型、每一层土方开挖的方法进行详细考虑，尤其是机械选型上，将直接影响到基坑无支撑暴露时间的大小，必须足够重视，考虑到现场方方面面的情况，选择最适合现场作业的设备。
2）钢支撑预加轴力按设计轴力的60％～70％进行施加，跟踪监测轴力变化，对有轴力损失的再次复加，必要时可以加大预加轴力，确保轴力损失后仍能满足设计要求。3）确保钢支撑架设质量对基坑变形有相当重要的意义，尤其是支撑与连续墙之间的平整度必须保证，一方面可以减少轴力的损失，限制基坑变形；另一方面可以确保支撑受力为一条直线。
4）垫层浇注应根据开挖情况分段分块及时浇注，减少基底暴露时间。
5）对坑边的堆载和车辆分布情况，要严格进行管理，坑边不得大量堆放钢支撑，土方机械和吊车在停止作业后要远离基坑停放。
6）三轴深搅加固与地连墙之间的加固盲区用旋喷桩进行补充加固。
7）软土地层土体灵敏度高，应及时架设钢支撑，减短无支撑的暴漏时间。
8）对地下连续墙渗漏处应及时进行透漏，以免后期侧墙出现渗漏水现象。
9）按“分层、分步、对称、平衡”的原则进行开挖。
四、结语
深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程，施工单位应按先设计、后施工的程序施工，并尽量做到边施工、边监测，还要遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的原则，杜绝盲目施工和野蛮施工的现象，加强对整个深基坑施工过程的控制，保证工程顺利、安全地完成。
参考文献
[1] 刘建航，侯学渊.基坑工程手册（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.
[2] 侯学渊，杨敏.软土地基变形控制设计理论和工程实践[M].上海: 同济大学出版社, 1996.
论文作者:俞又利
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/21
标签：基坑论文; 水位论文; 基底论文; 情况论文; 土层论文; 淤泥论文; 深度论文; 《防护工程》2017年第7期论文;