1.浙江荣腾建设有限公司 321025；2.浙江正方交通建设有限公司 321025
摘要：因为地下连续墙结合内支撑围护结构的系统刚度较大，所以它的变异特性与柔性支撑围护存在差异。基于此，本文结合杭州某地铁车站的实测数据，分别从基坑的侧向变形、地下连续墙系统刚度对基坑侧向变形的影响、墙后土体的沉降特点以及墙身侧向位移带来的空间效应等方面，分析软土地基中地下连续墙用作基坑围护的变形特性，以此来提高工程施工的安全系数。
关键词：软土地基；地下连续墙；土体沉降
前言
随着城市建设规模的不断扩大，近年来，我国地下开发范围也在逐渐增大，越来越多的研究人员开始重视基坑开挖过程中基坑围护结构的研究工作。基坑的设计逐渐转换为变形设计，这种设计方法提高了施工人员对软土地基中地下连续墙用作基坑围护的变形特性的认识要求。
1.施工现场概述
该施工现场属于典型的软土地基，地表覆盖着厚度为2~4m的淤泥质填土，淤泥质填土下层是淤泥质粉质黏土层。基坑的长度为206m，深度在14.2m与17.6m之间，为保证施工质量，工作人员在基坑施工20天前，对基坑进行降水处理。基坑运用内支撑结构，3道支撑应用于开挖深度较小的位置，在其他位置使用4道支撑，其中，1、2道为混凝土支撑，3、4道为钢管支撑，这四道支撑的深度分别为：0.8m、4.8m、8.8m、12.8m。为了观察墙身应力与墙身侧向位移的变化，工作人员将墙身应力计与测斜孔安装在钢筋笼附近，测斜孔间的距离在15m和20m之间，在整个基坑内，共设置了18个监测点，通过换算应力计的数值可以得出基坑的支撑轴力[1]。
2.软土地基中地下连续墙用作基坑围护的变形特性分析
2.1基坑的侧向变形
在施工过程中，工作人员在测量墙顶的侧向位移时，利用全站仪测得位移数值的大小，然后将测得的数值作为测试基点，经过数据分析得出基坑深度与墙身侧向位移的关系。工作人员经过分析发现，墙身的侧向位移会随着基坑深度的增大而不断增加，侧向位移数值呈现出“中间大、两端小”的特点。工作人员统计地下连续墙侧向位移的最大数值时发现，连续墙的侧向位移在Hc-3m与Hc+1m范围内，在开挖面附近侧向位移的深度值最大，处于Hc-5与Hc+5之间。在墙身的侧向位移数值为7.1mm、11.7mm、18.5mm与31.9mm时，对应的基坑深度分别为：5.8m、8.8m、11.8m、与14.8m，由此可以看出，墙身的侧向位移在连续墙两端处较小，当基坑的深度为14.8m时，墙端的位移为2.62mm，虽然墙端所处的位置地质性能差，但加大的插入比可以保证墙身的侧向位移大小符合相应标准。
2.2地下连续墙系统刚度对基坑侧向变形的影响
地下连续墙的系统刚度可以由公式Ks=EwI/ wh4计算得出，在该公式中，混凝土与钢筋的弹性模量用Ew表示，水的重度用 w表示，h代表竖向支撑结构间的距离。通过专业人员对施工现场的数据进行运算，发现地下连续墙系统的刚度变大时，dhm/Hc的数值逐渐减小，系统刚度大小为484时，dhm/Hc的值为0.38，当系统刚度大小为822时，dhm/Hc的值为0.14。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于连续墙所处的位置、支撑结构的用力大小、地质条件变化以及施工工艺都会对基坑围护结构产生影响，所以dhm/Hc数值大小具有离散性特点，且变化幅度较大，但值得肯定的是，系统刚度的增加会使dhm/Hc数值逐渐减小。
2.3墙后土体的沉降特点
工作人员经过分析，得出随着x/HC增加，土体沉降与最大沉降比值之间的关系，并将得到的结果与GW•Clough研究结果进行对比。实验结果表明，随着墙身侧向位移逐渐增大，土体的墙后沉降呈现先增大后减小的趋势，当dhm/Hc的值分别为：0.33、0.67、1.0、1.67、2.67时，对应的土体沉降值分别为：33.8mm、46.1mm、43.8mm、20.6mm、6.9mm。土体沉降值在dhm/Hc的值约为0.67时最大，当dhm/Hc的值大于2.67时，dv/dvm的数值较小，且相对集中；当dhm/Hc的值小于1.67时，土体的沉降变化幅度较大。除此之外，研究人员还发现工程中的土体沉降曲线呈多边形，dhm/Hc的数值从0增大到0.67时，dv/dvm的值从0.5上升到1.0，当0.7＜dv/dvm ＜2.0时， 土体的沉降幅度变化最大。由此可以看出，当施工对土体沉降存在相应要求时，需要对0.7＜dv/dvm ＜2.0情况下的土体差异沉降值进行验算，保证土体的沉降值x/Hc＞2.0[2]。
2.4墙后土体沉降与最大墙身侧向位移的关系
随着基坑侧向位移的不断增大，基坑竖向位移数值也逐渐增大，且变化的幅度较大，墙身dvm,/Hc的数值变化范围在0.16与0.52之间，dhm/Hc的数值变化范围在0.14与0.38之间，墙身竖向位移与侧向位移的比值在1与2之间，该结果符合软土地区围护结果的相应规范，0.5＜dvm,/Hc＜2.0。但值得注意的是，由于淤泥质土体的存在，导致沉降值大于过去的审计结果，所以沉降值普遍大于Z.W等对上海地区的统计结果。因此，施工人员在开挖基坑时，需要考虑到地表沉降大小受淤泥质土体因素影响，只控制墙身的侧向位移无法有效控制地表沉降数值的大小。
2.5墙身侧向位移带来的空间效应
由于基坑具有三维效应，所以在基坑开挖施工工程中，基坑的侧向位移会随着基坑位置的不同存在差异，为了研究基坑侧向位移与基坑位置之间的联系，有关专家提出了PSR概念。研究人员发现，PSR与L/Hc的大小呈正比，当L/Hc数值逐渐增大时，PSR的数值也在不断地增大，但由于地质条件、施工工艺以及预加荷载的大小都会影响到基坑的变形，所以PSR数值具有离散分布的特点。在基坑边角附近，PSR的数值约为0.71，当L/Hc的值为3.0时，PSR的数值约为1.0，因此，我们可以认为在L/Hc的值大于3.0时，地下连续墙的变形呈平面应变状态。
总结
综上所述，基坑的侧向最大位移受基坑所处位置变化的影响。通过上述对软土地基中地下连续墙用作基坑围护的变形特性的分析，我们可以了解到，墙后土体的沉降呈现先增大后减小的趋势，当dhm/Hc数值约为0.67时，沉降值最大，且基坑的平面应变比随着L/Hc的增大，呈现先增大后减小的趋势。因此，工作人员在软土地区开挖基坑时，要充分考虑上述基坑围护变形特性，保证施工质量符合相关标准。
参考文献
[1]刘念武,龚晓南,楼春晖.软土地基中地下连续墙用作基坑围护的变形特性分析[J].岩石力学与工程学报,2014,33S1:2707-2712.[2017-08-08].
[2]杨永文.杭州软土地区排桩墙与T型地连墙深基坑变形性状研究[D].浙江大学,2012.
论文作者:金跃刚1,朱文超2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/15
标签：基坑论文; 位移论文; 数值论文; 地下论文; 刚度论文; 土地论文; 大小论文; 《基层建设》2017年第26期论文;