楊鵬

（核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都）

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程加快，高層建筑、地鐵工程、地下商場(chǎng)等需要深大基坑的工程項(xiàng)目增多，基坑工程向更深、更大、更復(fù)雜的方向發(fā)展。在市區(qū)進(jìn)行公路隧道、地鐵車站的施工，往往涉及到明挖深長基坑的施工，不僅要保證基坑本身的安全穩(wěn)定，還要保護(hù)基坑周邊的環(huán)境，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。

當(dāng)前的深長基坑往往采用地下連續(xù)墻或灌注樁+水平支撐相結(jié)合的支護(hù)形式，在城市深基坑工程中適用性較強(qiáng)，對(duì)這種支護(hù)形式的研究也較為完善。盧俊義等0對(duì)大量深基坑工程的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集和整理，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)了支護(hù)結(jié)構(gòu)和坑外土體變形的相互影響規(guī)律。徐中華等[2]同樣基于大量工程實(shí)例，從統(tǒng)計(jì)角度探討了地下連續(xù)墻的變形性狀，并對(duì)基坑開挖導(dǎo)致的灌注樁變形特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。郭計(jì)軍等0依托實(shí)際工程，對(duì)深基坑工程中常用的地下連續(xù)墻的施工要點(diǎn)進(jìn)行了研究，進(jìn)一步證實(shí)該支護(hù)方法在城市深基坑工程中的適用性。

對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以有效反映基坑的變形與穩(wěn)定性，確?；庸こ贪踩┕ぃ悄壳笆┕ぶ凶钪苯佑行У目刂拼胧?。楊萌萌等0通過監(jiān)測(cè)施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整施工參數(shù)，確保了施工安全。張亞倫等0總結(jié)了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)中的若干要點(diǎn)，依托工程進(jìn)行了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)的主要措施。

本文依托廣州某國際機(jī)場(chǎng)北隧道K9+298～K9+498段明挖深長基坑工程，對(duì)施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出相應(yīng)控制措施，確保了施工安全如期進(jìn)行。

1 工程概況

1.1 依托工程簡介

廣州某國際機(jī)場(chǎng)第二高速公路北段工程設(shè)置兩座明挖隧道，機(jī)場(chǎng)北隧道全長3012m，里程范圍K7+468～K10+480，其中暗埋段長2512m，里程范圍K7+738～K10+250；機(jī)場(chǎng)南隧道全長1100m，里程范圍K13+470～K14+570。

機(jī)場(chǎng)北隧道K9+298～K9+498段明挖基坑工程位于機(jī)場(chǎng)北隧道南端，基坑寬40.4m，深14.2～15.2m，采用φ1.0@1.2m鉆孔灌注樁+3道水平支撐進(jìn)行支護(hù)，其中第一道為鋼筋混凝土支撐，水平間距12.0m，第二、三道為鋼管支撐，水平間距3.0m。支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示?；影踩燃?jí)按一級(jí)考慮。

表1 支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

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1.2 工程地質(zhì)條件

地質(zhì)資料顯示，場(chǎng)區(qū)屬于粵中拗陷帶，擬建線位基本上位于花縣凹褶斷束帶的南端一帶。花縣凹褶斷束，位于清遠(yuǎn)、三水、肇慶、廣州一帶，為晚古生代的拗陷帶的一部分，多為第四系覆蓋。場(chǎng)區(qū)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域深大活動(dòng)斷裂，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不強(qiáng)烈，處于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)影響相對(duì)微弱即較穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境。

地勘資料顯示，場(chǎng)區(qū)內(nèi)出露的地層主要為第四系表土層素填土、雜填土層（Q4me層序號(hào)為①）、沖洪積層（Q4al+pl層序號(hào)為②）、殘坡積層（Q4dl+el、Q4el層序號(hào)為③）以及石炭系石磴子組（Cs層序號(hào)為⑧）等地層組成。土質(zhì)較軟，下臥灰?guī)r地層且溶洞略有發(fā)育。

場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，魚塘、河網(wǎng)交錯(cuò)，地表水系發(fā)育。地下水主要由第四系沖洪積砂礫層中的孔隙潛水和基巖中的巖溶裂隙水組成，地下水含水量豐富，水位埋深一般在1～3m左右。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容

現(xiàn)場(chǎng)主要進(jìn)行了樁頂水平位移、樁頂沉降、樁體深層水平位移、現(xiàn)場(chǎng)安全巡查等幾項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作。具體監(jiān)測(cè)內(nèi)容見表2所示。

表2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容

測(cè)點(diǎn)布置情況見圖1所示。其中ZQS（C）-83～ZQS（C）-92用于測(cè)量樁頂水平位移及沉降，ZQT-18和ZQT-35用于測(cè)量樁體深層水平位移。

圖1 基坑測(cè)點(diǎn)布置示意圖

2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

2.1 樁頂水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

選取K9+298～K9+498段基坑開挖工程為研究對(duì)象，在所選標(biāo)段的10個(gè)測(cè)點(diǎn)中，選擇ZQS-83、ZQS-84、ZQS-85、ZQS-86和ZQS-87共5個(gè)測(cè)點(diǎn)的水平位移進(jìn)行分析，樁頂水平位移隨時(shí)間的變化曲線如圖2所示。從基坑開挖起，樁頂均向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生變形，在開挖后51天左右樁頂水平位移發(fā)生明顯增大，從施工進(jìn)度中知道此時(shí)已施作第二道水平支撐，正在進(jìn)行下一層的土方開挖，隨著開挖深度的不斷增加和水平支撐等支護(hù)結(jié)構(gòu)的完成，樁頂?shù)奈灰频玫接行Э刂疲罱K穩(wěn)定在22～24mm左右，小于樁頂水平位移報(bào)警值30mm，后續(xù)施工過程可繼續(xù)進(jìn)行，但仍需加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)。

圖2 樁頂水平位移隨時(shí)間的變化曲線

2.2 樁頂沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

樁頂沉降隨時(shí)間變化監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖3所示，在所選標(biāo)段的10個(gè)測(cè)點(diǎn)中，抽取ZQC-83、ZQC-84、ZQC-85、ZQC-86和ZQC-87共5個(gè)測(cè)點(diǎn)的豎向位移進(jìn)行分析。基坑剛開挖時(shí)部分測(cè)點(diǎn)樁頂產(chǎn)生了向上的位移，這可能是由于在施工過程中土體擠壓使得支護(hù)樁發(fā)生微小的向上隆起現(xiàn)象，同樣的在開挖后51天左右樁頂沉降發(fā)生明顯增大，從施工進(jìn)度中知道此時(shí)已施作第二道水平支撐，正在進(jìn)行下一層的土方開挖，隨著開挖深度的不斷增加和水平支撐等支護(hù)結(jié)構(gòu)的完成，樁頂?shù)某两档玫接行Э刂疲捎谌藶闇y(cè)量、坑外堆載、土體固結(jié)未完全完成等因素的綜合影響，沉降量并未保持絕對(duì)的穩(wěn)定，最終沉降控制在11～13mm左右，小于樁頂沉降位移報(bào)警值30mm，后續(xù)施工過程可繼續(xù)進(jìn)行，但仍需加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)。

圖3 樁頂沉降隨時(shí)間的變化曲線

2.3 樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

根據(jù)前文監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)情況，選取測(cè)點(diǎn)為ZQT-18的樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，支護(hù)樁的深層水平位移隨時(shí)間變化監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖4所示。從施工進(jìn)度得知，60天時(shí)基坑大約開挖至第二道水平支撐標(biāo)高-5m處，90天時(shí)基坑大約開挖至第三道水平支撐標(biāo)高-9m處，130天時(shí)基坑大約開挖至坑底（-13m）處。從圖示可以看出樁體深層水平位移大致呈現(xiàn)“中間大，兩頭小”的拋物線，最大水平位移出現(xiàn)在坑底（-13m）處，隨著開挖深度的增加，樁體整體位移呈增大的趨勢(shì)，頂部支撐和樁端的約束作用明顯，樁體最大水平位移值為12.11mm，小于樁體深層水平位移報(bào)警值30mm，后續(xù)施工過程可繼續(xù)進(jìn)行，但仍需做好監(jiān)控量測(cè)。

圖4 樁體深層水平位移隨時(shí)間的變化曲線

2.4 變形控制措施

針對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，現(xiàn)場(chǎng)制定了一系列的控制措施：

1）支護(hù)樁樁頂位移過大。及時(shí)停止開挖，檢查支護(hù)樁左右側(cè)荷載是否不平衡，檢查支撐梁軸力及支撐梁變形，若支撐梁變形超限，回填基坑土平衡內(nèi)外壓力差，待變形穩(wěn)定后，增加支撐梁密度。

2）支護(hù)樁中間樁身變形過大。及時(shí)停止開挖，檢查支護(hù)樁樁體質(zhì)量、第二道支撐是否有松動(dòng)、軸力是否超限，若出現(xiàn)支護(hù)樁樁體質(zhì)量不合格，在支護(hù)樁平面位置外側(cè)補(bǔ)打不少于出現(xiàn)問題的樁數(shù)+前后方向各2根樁搭接。若因第二道支撐松動(dòng)或軸力超限，增加支撐梁密度。

3）支護(hù)樁樁底變形過大。支護(hù)樁樁底變形多屬于樁深不夠，樁底出現(xiàn)反涌，回填基坑土平衡內(nèi)外壓力差，補(bǔ)打加深支護(hù)樁。

此外，支護(hù)樁變形過大還可能是由于水平支撐數(shù)量不夠或剛度不夠，或者受到地下水影響，可加密水平支撐以減小單根支撐的軸力，采用井點(diǎn)降水法抽水，開挖過程中應(yīng)先降后挖，隨降隨挖，確保工程的安全。

3 結(jié)論

本文依托廣州某國際機(jī)場(chǎng)北隧道K9+298～K9+498段明挖深長基坑工程，主要分析了施工過程中的支護(hù)樁樁體位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并提出現(xiàn)場(chǎng)的支護(hù)樁變形控制措施，主要結(jié)論如下：

（1）隨著基坑開挖，樁頂均向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生變形，開挖后51天左右樁頂水平位移發(fā)生明顯增大，最終穩(wěn)定在22～24mm左右；樁頂沉降同樣在開挖后51天左右發(fā)生明顯增大，最終沉降控制在11～13mm左右；樁體深層水平位移大致呈現(xiàn)“中間大，兩頭小”的拋物線，最大水平位移出現(xiàn)在坑底處，最大水平位移值為12.11mm。

（2）針對(duì)施工中可能出現(xiàn)的支護(hù)樁變形過大問題，應(yīng)及時(shí)停止開挖，進(jìn)行檢查，適當(dāng)增加支撐的數(shù)量與密度，施工中應(yīng)先降后挖，隨降隨挖，確保工程安全。