煙臺軟粘土中某基坑工程支護(hù)與監(jiān)測

蔣家禎，王明忠，門樹寧

（1.山東省第三地質(zhì)大隊，山東煙臺264004；2.山東正元建設(shè)工程有限責(zé)任公司，山東煙臺264670；3.中國冶金地質(zhì)總局山東局三隊，山東煙臺264670）

0 引言

在建的某公寓項目場地位于煙臺市福山區(qū)。本工程基坑實際開挖深度為5.70耀6.50 m，局部電梯井7.90 m；由于基坑開挖面積較淺，采用大放坡土釘墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。

1 場地工程地質(zhì)條件

在基坑開挖影響深度范圍內(nèi)的地基土層分布依次為：

淤雜填土：雜色，松散，稍濕。主要由大量的石塊、磚塊、碎石、建筑垃圾及生活垃圾等組成，局部為水泥地面。厚度為1.10～1.20 m，局部分布。于粉質(zhì)粘土：灰褐色，可塑，含大量鐵錳質(zhì)銹斑。厚度0.80～7.20 m，層頂埋深0.30～1.30 m，全場分布。盂淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，流塑，飽和，含大量有機質(zhì)。厚度0.50～3.00 m，層頂埋深1.30～5.00 m，局部缺失。地基各土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2 基坑特點分析

從基坑開挖深度和地質(zhì)條件來分析，本基坑具有以下特點：

本工程開挖深度不算大，但平面尺寸較大，基坑大面積開挖深度5.70 m耀6.50 m，局部電梯井開挖7.9 m。按山東省基坑規(guī)程的規(guī)定其重要性為二級。擬建工程場地環(huán)境條件較好，具備大范圍放坡的條件，但圍護(hù)設(shè)計時應(yīng)著重考慮對周邊環(huán)境的影響。開挖深度范圍的地基土以可塑、硬可塑的粘土層為主（局部夾薄層淤泥質(zhì)粘土），工程地質(zhì)條件和水文條件相對較好，土滲透性較差，對基坑地下水的控制比較有利。結(jié)合上述特點，應(yīng)考慮基坑滲流突涌和中間夾雜軟弱土層地基承載力問題，也要保持基坑支護(hù)方案的基坑自身的穩(wěn)定，確保基坑開挖過程中基礎(chǔ)施工順利，同時要保證周邊建筑的安全。

3 基坑支護(hù)方案說明

在安全、經(jīng)濟、合理的設(shè)計原則下，可供采用的支護(hù)方案主要有大放坡開挖、樁排式支護(hù)結(jié)構(gòu)和土釘墻或復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。綜合考慮周圍環(huán)境、場地地質(zhì)條件和開挖深度、圍護(hù)造價等因素，并結(jié)合煙臺地區(qū)基坑工程經(jīng)驗，經(jīng)各方案比較后，基坑采用大放坡土釘墻的支護(hù)方案。

3.1 大放坡支護(hù)

典型剖面為3-3，計算開挖深度為7.9 m，采用三級護(hù)坡，坡度均為1頤1，坡面采用80厚C20混凝土噴射，內(nèi)設(shè)囟6.5@250伊250鋼筋網(wǎng)，并設(shè)置囟48泄水孔。（詳見圖1）

圖13 -3剖面

3.2 大放坡加松木樁復(fù)合支護(hù)

典型剖面為2A-2A，計算開挖深度為6.5 m，采用三級護(hù)坡，坡度除2A-2A第二級坡面為1頤1.25，其余均為1頤1，其中2A-2A剖面在高程-4.3 m處設(shè)置松木樁，坡面采用80厚C20混凝土噴射，內(nèi)設(shè)囟6.5@250伊250鋼筋網(wǎng)，并設(shè)置囟48泄水孔。（詳見圖2）。

圖22 A-2A（2B-2B)剖面（2B-2B剖面不設(shè)松木樁）

3.3 復(fù)合土釘墻支護(hù)

典型剖面有1-1,2-2,4-4，計算開挖深度分別為5.7 m，6.5 m，5.55 m，設(shè)置囟20@1 000，L=6 000，下傾角度10度的錨桿，坡面采用80厚C20混凝土噴射，內(nèi)設(shè)囟6.5@250伊250鋼筋網(wǎng)，并設(shè)置囟48泄水孔。（詳見圖3～圖5）

圖31 -1剖面

圖42 -2剖面

圖54 -4剖面

3.4 基坑降排水

本基坑開挖范圍內(nèi)土主要層滲透性較差，但由于局部存在薄層的滲透性較好的粘質(zhì)粉土，該層深度在5耀6 m，接近坑底，開挖時局部會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，故在這些范圍增設(shè)了泄水孔降低坑內(nèi)水位。同時為方便坑內(nèi)施工和排水，坑外地表采用簡易明溝、集水井方式排水，坑內(nèi)采用排水盲溝和集水井結(jié)合的方式排出坑內(nèi)積水。

4 基坑監(jiān)測結(jié)果

4.1 深層土體水平位移

測斜管設(shè)置在基坑外側(cè)地基土中，共16根（編號：CX1耀CX16），見圖6、圖7所示，測試基坑施工期間坑外地基深層土體水平位移，采用準(zhǔn)108鉆機開孔，然后埋入測斜管，測斜管埋深為15 m?；觽?cè)壁地基最大水平位移為5.5～30.65 mm，其中基坑?xùn)|北側(cè)的CX1測斜管實測位移最大，該測點在2015年9月30日變形已經(jīng)處于穩(wěn)定階段，最終測得該測管累計位移最大值為30.65 mm，處于地下2 m處，這也是重點監(jiān)測部位，累計位移沒有達(dá)到警戒值（35 mm），說明基坑變形符合設(shè)計要求。

圖6 各測斜管實測累積位移曲線

圖7 CX1測點累積位移曲線

4.2 測斜曲線分析比較

將CX3、4、16曲線進(jìn)行比較，CX16累計位移明顯偏大，三個測點均在基坑角落，可以忽略“空間效應(yīng)”的影響，由于CX3、4為復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，而CX16為大放坡支護(hù)，相對效果較差，同時CX6處基坑挖深較深，導(dǎo)致CX16曲線偏大。

比較CX8、CX11位移曲線，兩處剖面均為自然放坡，由圖7可知CX11累計位移相對較小，可能由于CX11位于基坑邊角處，考慮到“空間效應(yīng)”引起。

比較CX3、CX4，兩處剖面同為復(fù)合土釘墻支護(hù)，由于CX3處基坑較CX4處挖深大，導(dǎo)致CX3累計位移較大。而CX1處基坑挖深不是最大，而且采用復(fù)合土釘墻支護(hù)，同時分級支護(hù)，按常理基坑深層水平位移不會很大，但由于該處土質(zhì)條件較差，基坑底部夾雜淤泥質(zhì)軟弱粘土層，再考慮周邊環(huán)境車輛動荷載和大面積堆載等因素，導(dǎo)致該處位移最大，所以該處也是重點監(jiān)測部位。

4.3 基坑地下水位

透水性大的地層中坑外地下水位觀測也是深基坑開挖工程中必需的監(jiān)測項目。地下水位的高低及變化速率對于分析開挖工程的滲流穩(wěn)定性十分重要，同時，地下水位的觀測資料也是判斷相鄰建筑物可能發(fā)生沉降量大小的輔助依據(jù)。本基坑在周圍布置了16個水位觀測孔（編號：W1～W16）?；油练介_始開挖后，坑外地下水位即開始下降，雖然基坑內(nèi)外存在水頭差，但由于基坑影響深度范圍內(nèi)主要為透水性很差的淤泥質(zhì)土，工程地質(zhì)條件和水文條件相對較好，土滲透性較差，且在各個支護(hù)坡面上設(shè)置了泄水孔降排水，故在整個地下室施工期間并無滲漏或管涌現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)語

通過對本基坑工程支護(hù)方案設(shè)計及現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，對于類似本工程如周邊環(huán)境較好，場地允許，地基土質(zhì)條件較好，綜合安全，經(jīng)濟，合理指標(biāo)可以采用大放坡結(jié)合土釘墻或復(fù)合土釘墻支護(hù)方案。因基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形及施工對周邊環(huán)境影響屬于三維空間效應(yīng)，一般基坑長邊中心點變形最大，角點附近處變形最小，在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分考慮“拱角效應(yīng)”，適當(dāng)減小支護(hù)力度，降低成本。此外，地下水位降幅過大也是引起土體變形的一個重要因素，施工中應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測和控制地下水位降幅，設(shè)置合理的降排水措施。為確?；拥姆€(wěn)定，盡量減少動荷載和大面積堆載的影響是一個值得關(guān)注的問題。

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