南京河西軟土地區(qū)深基坑工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐

陳青

江蘇華東工程設(shè)計(jì)有限公司 江蘇 南京 210007

前言

隨著城市發(fā)展和地下空間資源的開發(fā)，必然會(huì)出現(xiàn)大量鄰近建構(gòu)筑物、道路和管線的深基坑工程?；娱_挖卸載及降水措施，勢(shì)必會(huì)使原有受力平衡被打破，必然引起地應(yīng)力的重分布[1]。因此，基坑設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中需采取切實(shí)有效的工程措施，確保周邊環(huán)境的安全和道路管線的正常使用。

本文以仁恒江灣城5#地塊工程為背景，介紹了南京河西軟土地區(qū)深基坑工程設(shè)計(jì)選型分析思路，并對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

本工程位于南京河西地區(qū)，設(shè)兩層地下室，基坑面積約10000mm2，周長(zhǎng)約490m，開挖深度9.60～10.00m。本項(xiàng)目于2015年8月開始實(shí)施，至2016年9月土方回填結(jié)束。

圖1 基坑工程平面布置圖

基坑周邊環(huán)境具體情況：東側(cè)為紅旗南河；西南側(cè)為金沙江西街和樂山路，于2015年9月正式通車；北側(cè)為仁恒江灣城3#地塊，緊鄰江灣城3#幼兒園。

基坑場(chǎng)地周邊管線主要分布在南側(cè)和西側(cè)，該兩側(cè)管線較為密集。其中保護(hù)和監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)為：金沙江西街和樂山路及道路下直徑為1600mm的鋼制供水管?；优c隧道平面關(guān)系見圖1。

1.2 地質(zhì)概況

場(chǎng)地屬長(zhǎng)江漫灘地貌單元，為南京河西地區(qū)典型的二元結(jié)構(gòu)地層，其中②1和②2層土呈流塑狀態(tài)，壓縮性大；③1層粉砂夾粉土呈中密狀態(tài)，土質(zhì)相對(duì)較好。巖土層分布及各土層物理力學(xué)指標(biāo)見圖2。

地下水類型主要為孔隙潛水和微承壓水；孔隙潛水賦存于②層以淺土體孔隙中，穩(wěn)定水位埋深1.50～2.50m。微承壓水賦存于③1層及以深砂性土中，承壓水穩(wěn)定水位埋深0.90～1.60m，需降水。

2 基坑工程總體設(shè)計(jì)方案

2.1 本基坑工程特點(diǎn)

（1）場(chǎng)地內(nèi)分布有流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)粘土，厚度多達(dá)13.1m，基坑開挖面均暴露該土層，因其具有的流變性、觸變性特點(diǎn)，基坑卸荷將產(chǎn)生較大的側(cè)向變形。

（2）場(chǎng)地鄰近道路和下伏管線，對(duì)變形敏感。

（3）基坑以下分布有粉砂夾粉土及粉細(xì)砂，其地下水作用可能引發(fā)基坑滲漏、管涌、甚至突涌等現(xiàn)象。

（4）需考慮東南角與地下通道連結(jié)節(jié)點(diǎn)的處理。

2.2 設(shè)計(jì)方案

采用樁+兩層鋼筋砼支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。鄰近樂山路和金沙江西街側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面見圖2。

圖2 鄰近樂山路和金沙江西街側(cè)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖

3 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)策

3.1 豎向擋土結(jié)構(gòu)

采用鉆孔灌注樁作為豎向擋土結(jié)構(gòu)，其剛度大，抗變形能力較好，靠近紅旗南河側(cè)樁直徑為800，其余靠近道路側(cè)樁直徑均為900。

3.2 與已建通道處的連接處理

與已建通道處連接的止水帷幕和圈梁連接大樣圖見圖3和圖4。

圖3 與已建通道處連接的止水帷幕連接大樣圖

圖4 與已建通道處連接的圈梁連接大樣圖

3.3 水平支撐體系

考慮到道路下埋藏有較多地下管線，為確保管線、道路的正常使用，樁頂不宜下落太多，結(jié)合地面高程，圈梁頂設(shè)置在-1.05m，第一層支撐中心標(biāo)高設(shè)在-1.50m。

綜合考慮土方開挖便利性、擋土結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形控制要求，第二層支撐中心標(biāo)高確定為-6.80m。

3.4 地下水控制設(shè)計(jì)

地下水控制總體方案以“止、降結(jié)合”及“按需降水”為設(shè)計(jì)原則。本工程采用單排φ650＠900三軸深攪樁（套接一孔）作為止水帷幕，深攪樁深度超過(guò)降水井濾管一定深度，增加地下水的滲流長(zhǎng)度，減小坑內(nèi)降水對(duì)周邊環(huán)境的影響。

坑內(nèi)布45口減壓降水井，平面間距18m左右。當(dāng)土方開挖至-6.80m時(shí)進(jìn)行降水?？油獠加^測(cè)井，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地下水位，必要時(shí)作為回灌井使用。

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

4.1 深層水平位移

在第二層支撐下土方開挖期間，靠近金沙江西街側(cè)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移量分別于2016年2月15日和3月10日達(dá)到28.96mm及24.95mm，均超過(guò)設(shè)計(jì)報(bào)警值20mm，為控制基坑變形，土建單位積極加快墊層底板的施工，由監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形速率變小，有效控制了變形幅度。

4.2 道路沉降

隨基坑開挖深度增加，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)均呈現(xiàn)逐漸下沉趨勢(shì)。累計(jì)沉降量最大值出現(xiàn)在金沙江西街的一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處，為16.32mm，未超過(guò)沉降量報(bào)警值20mm。期間因金沙江西街路面開裂問(wèn)題，參建各方經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，討論和分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，形成會(huì)議紀(jì)要，結(jié)論如下：

（1）從現(xiàn)場(chǎng)情況看，金沙江西街道路裂縫是沿道路行車方向，長(zhǎng)約28m，寬度約70cm的局部下陷式裂縫，距基坑邊17m，在靠近本項(xiàng)目的人行道以及路牙附近均未發(fā)現(xiàn)裂縫和明顯沉降，不符合由于基坑變形或降水引起的道路沉降、裂縫一般規(guī)律。

（2）金沙江西街于本項(xiàng)目開工一個(gè)月后正式通車，重載車的碾壓較多，且車輛多數(shù)從東向西向行駛。另金沙江西街從江東中路至樂山路段均發(fā)現(xiàn)不同程度的裂縫，但在博覽中心段尚無(wú)在建工程及降水，且北側(cè)路幅裂縫比南側(cè)較為嚴(yán)重。故裂縫可能是由于重載車行走在未回填密實(shí)路基或管道上方等原因引起的。

（3）2015年6月，新建道路未開通時(shí)經(jīng)受大暴雨，地下管道有排水不及時(shí)倒灌路面現(xiàn)象，可能存在管道破裂滲漏，路基微小顆粒被水沖走，導(dǎo)致路面下沉。

由以上分析認(rèn)為金沙江西街道路裂縫與本工程不存在直接關(guān)系，但本基坑開挖及降水可能是導(dǎo)致此事件的誘因。后經(jīng)業(yè)主同意，在金沙江西街上增設(shè)4個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中最大累計(jì)沉降量為5.67mm，最大沉降速率為0.26mm/d，均未超過(guò)報(bào)警值，日常巡視未發(fā)現(xiàn)周邊道路存在嚴(yán)重裂縫和沉陷現(xiàn)象。

4.3 坑外地下水位

基坑開挖所造成的坑外水位變化不大，各水位點(diǎn)在變化達(dá)到峰值后逐漸趨于穩(wěn)定。整個(gè)施工過(guò)程中，水位累計(jì)量最大值為1636.9mm，下降速率最大值為472mm/d；各測(cè)值均未超過(guò)報(bào)警值。巡視過(guò)程中亦未發(fā)現(xiàn)止水帷幕存在開裂、滲漏現(xiàn)象，說(shuō)明基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕的止水效果良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)本基坑工程形狀不規(guī)則、地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求高等特點(diǎn)，采取了一系列技術(shù)對(duì)策。目前基坑工程已結(jié)束，實(shí)施及監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：采用的技術(shù)對(duì)策有效地保護(hù)了周邊環(huán)境，可為南京軟土地區(qū)類似的基坑工程設(shè)計(jì)與施工提供參考。