軟弱地盤(pán)32 m深開(kāi)挖案例探討

摘要：文章主要以目前臺(tái)北市大面積開(kāi)挖深度最深的建筑案例為研究對(duì)象，該案例以施作扶壁式連續(xù)壁進(jìn)行改良，以提高擋土結(jié)構(gòu)物的勁度，經(jīng)比對(duì)基地連續(xù)壁側(cè)向位移監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，施作扶壁側(cè)的連續(xù)壁可降低約40％無(wú)扶壁側(cè)連續(xù)壁最大側(cè)向位移量，對(duì)于鄰近建筑物保護(hù)具有顯著的改良成效，文章的分析以供類(lèi)似工程參考。

關(guān)鍵詞:軟弱地盤(pán)；深開(kāi)挖

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）26-0168-02

臺(tái)北盆地中的基隆河流域沉積平原，地層中多由深厚的軟弱粘土層所組成，此軟弱粘土一般具有以下特性：自然含水量等于或高于液性限度，SPT-N值約介于1～4之間，具極軟弱至軟弱稠度；靈敏性高，地層極易受擾動(dòng)而導(dǎo)致不排水剪力強(qiáng)度大幅降低的情形。

在上述厚層軟弱粘土層中，為確保開(kāi)挖區(qū)內(nèi)的穩(wěn)定性及區(qū)邊建物的安全，擋土壁往往須貫入開(kāi)挖面下一定長(zhǎng)度，且由于被動(dòng)側(cè)土壓力過(guò)小，在深開(kāi)挖過(guò)程中擋土壁將產(chǎn)生較大側(cè)向位移，同時(shí)也將引起開(kāi)挖區(qū)外側(cè)地面及建物過(guò)量沉陷，危及建物及公共安全。本文主要介紹目前臺(tái)北市建筑基地中大面積開(kāi)挖深度最深的工程案例，并針對(duì)其利用扶壁式連續(xù)壁進(jìn)行改良的成效進(jìn)行探討。

1 工程及鄰近建物概況

1.1 工程概況

本工程基地位于臺(tái)北市八德路四段、東寧路及市民大道間，基地長(zhǎng)約125 m、寬約125 m，建筑面積約16 485 m2，本建筑物為地上12層、地下8層的休閑購(gòu)物中心，地下3層以下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；地下3～5層為SRC/S結(jié)構(gòu)；而地面層以上則為鋼結(jié)構(gòu)。整區(qū)的最終開(kāi)挖深度約為31.68 m，是目前臺(tái)北市建筑基地中開(kāi)挖深度最深工程。地下室擋土結(jié)構(gòu)采用1.5 m厚、52 m深達(dá)卵礫石層的連續(xù)壁，分成九階（地下8層）進(jìn)行開(kāi)挖，并采用逆打方式配合臨時(shí)支撐施工構(gòu)筑。

1.2 鄰近建物概況

有關(guān)本基地周?chē)ㄎ锔艣r簡(jiǎn)述如下：①基地西北側(cè)，有十棟3～4層的樓房，其基礎(chǔ)型式均為部分地下室；②基地西側(cè)，該側(cè)緊鄰公園廣場(chǎng)，公園廣場(chǎng)西側(cè)隔11 m寬的巷道（八德路106巷）是4～5層民房，基礎(chǔ)多屬獨(dú)立基腳，僅少數(shù)樓房有部分地下室，而靠近北側(cè)巷口的7層樓房，則采地下1層的筏式基礎(chǔ)；③基地北側(cè)隔22 m寬的八德路為2～9層的樓房，除7～9層的樓房采用地下2層的筏式基礎(chǔ)外，余下2層樓的民房均無(wú)地下室；④基地東側(cè)隔22 m寬的東寧路為4層樓房，其基礎(chǔ)型式多為部份地下室；⑤基地南側(cè)，隔8~9 m的市民大道與臺(tái)北市鐵路地下明挖覆蓋隧道的臨時(shí)擋土結(jié)構(gòu)相鄰，該隧道的擋土措施系采用厚度1 m，深度24 m的連續(xù)壁構(gòu)筑，開(kāi)挖深度約11～13 m，已構(gòu)筑鋼筋混凝土隧道箱涵供雙線鐵路通行。

2 土層及地下水概況

2.1 土層分布概況

2.2 地下水位及水壓分布

本基地淺層的地下水位約在-0.5～1.5 m之間，且在-10 m以內(nèi)大致呈靜態(tài)水壓分布，而其下方土層的地下水壓則略低于靜態(tài)水壓，甚至在-32 m以下，地下水壓平均較靜態(tài)水壓低約14 t/m2，基地簡(jiǎn)化土層參數(shù)如表1所示。分析系受過(guò)去臺(tái)北盆地景美礫石層抽水的影響，唯自地下水抽水管制后，景美層地下水壓自1984年起普遍已有逐年回升的趨勢(shì)。

3 建物保護(hù)工法

一般開(kāi)挖引致鄰近地表沉陷的原因，主要有擋土壁構(gòu)筑、基地內(nèi)開(kāi)挖和抽降基地內(nèi)地下水等三部份，而在軟弱土層中又以開(kāi)挖所引致沉陷屬最主要部分。本基地開(kāi)挖面以上的土層，大部分為軟弱粘土層，因粘土層具潛變的特性，且基地四周除建物外，又有臺(tái)北市地鐵從旁經(jīng)過(guò)，考慮本深開(kāi)挖工程可能對(duì)鄰近建物及鐵路隧道造成不良影響，因此如何有效降低開(kāi)挖引致壁體過(guò)量變形，便為建物保護(hù)的首要課題。有關(guān)軟弱土層的建物保護(hù)工法，一般可分為下列幾項(xiàng)：①加大壁體勁度─如加大壁厚或采T型壁；②加大支撐勁度與預(yù)力─如增加支撐斷面、層數(shù)及預(yù)壓力； ③地中扶壁或地中壁； ④地中梁；⑤地中版及深層混合地質(zhì)改良（SMW）。

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

基于施工安全考慮，本基地于連續(xù)壁施工前即完成沉陷觀測(cè)點(diǎn)及建物傾斜計(jì)的裝設(shè)工作并定期進(jìn)行量測(cè)，另配合連續(xù)壁的構(gòu)筑，同時(shí)進(jìn)行壁體內(nèi)傾度管及鋼筋計(jì)的裝設(shè)作業(yè)，其余監(jiān)測(cè)儀器則于開(kāi)挖施工前裝設(shè)完成。本文僅就至筏基開(kāi)挖完成后壁體內(nèi)傾度管及沉陷觀測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析說(shuō)明如下。

4.1 連續(xù)壁側(cè)向位移

4.2 基地周?chē)料萘?/p>

5 結(jié)論與建議

①在軟弱土層中進(jìn)行深開(kāi)挖工作，需要考慮適當(dāng)?shù)慕ㄖ锉Ｗo(hù)工法，以達(dá)建筑物保護(hù)及施工安全的目的。經(jīng)本案例顯示，扶壁式連續(xù)壁約可降低40％\\無(wú)扶壁連續(xù)壁最大側(cè)向位移量。

②由基地四周的沉陷觀測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，基地北側(cè)的建筑物因采用扶壁式連續(xù)壁進(jìn)行保護(hù)，建筑物沉陷量多小于警戒值；西北側(cè)建筑物因距連續(xù)壁最近，建筑物沉陷量雖有部分超過(guò)行動(dòng)值，但其傾斜量均在建筑物容許范圍內(nèi)，分析扶壁式連續(xù)壁亦發(fā)揮保護(hù)功效。而由現(xiàn)場(chǎng)建筑物的實(shí)際狀況顯示，因開(kāi)挖導(dǎo)致非主結(jié)構(gòu)體的鄰損確有發(fā)生，但并不影響其房屋結(jié)構(gòu)的整體安全，而施作扶壁式連續(xù)壁確實(shí)可降低因開(kāi)挖導(dǎo)致的建筑物沉陷量，對(duì)于鄰房保護(hù)具有顯著的改良成效。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何政道，陳水龍.臺(tái)北市軟弱地基改良后之深開(kāi)挖分析.巖土工程學(xué)報(bào)，2008，(2).