1、第 18 卷增刊 2地 下 空 间 与 工 程 学 报Vol.182022 年 12 月Chinese Journal of Underground Space and EngineeringDec.2022佛山淤泥土深基坑变形实测分析及控制措施夏文宇(佛山市铁路投资建设集团有限公司,广东 佛山 528000)摘要:对佛山地区某 42 m 厚淤泥土地层中地铁车站深基坑工程施工全过程的实测数据结合工序进行统计分析,选取基坑标准段围护结构墙体水平位移、地表沉降、墙顶位移、支撑轴力及地下水位等,重点分析基坑开挖变形的特点与规律,结合现场经验提出软土基坑变形控制措施,为相似工程提供借鉴。研究表明:(1
2、)开挖导致基坑围护结构墙体向坑内侧凸进变形,最大墙体水平位移为 120.8 mm(7.1H,H 为基坑深度),最大变形深入开挖面以下约 3 m;(2)围护结构墙体变形随开挖深度增大而加快,第一、二、三层土开挖引发变形占比约为 2 3 5;(3)墙体变形增长主要发生在土方开挖期间,引发的变形量约占总量的 70%;(4)周边地表沉降量为围护墙体位移的 1.251.46 倍,沉降影响范围超出了监测点布置范围;(5)支撑轴力在土方开挖期间快速增长,支撑轴力在整个基坑施工过程中均维持在较低水平;(6)结合佛山地区深厚淤泥地层深基坑施工的现场经验,总结提出了基坑变形控制对策。关键词:地铁车站;基坑变形性状
3、;统计分析;深厚软土;基坑支护中图分类号:TU447文献标识码:A文章编号:1673-0836(2022)增 2-1056-07Measured Analysis and Control Measures of Silt Deep Foundation Pit in FoshanXia Wenyu(Foshan Railway Investment Construction Group Co.,Ltd.,Foshan,Guangdong 528000,P.R.China)Abstract:The measured data of the whole process of the subway
4、station deep foundation pit excavation which is located in silt stratum with a thickness of 42 m in Foshan are analyzed combined with the construction procedure.The horizontal displacement of the retaining wall,ground surface settlement,displacement at the top of wall,axial force of strut,and underg
5、round water level of the standard section in the excavation are measured and selected,and a thorough analysis of the characteristics and laws of the excavation deformation is taken.Combining the field experience a few countermeasures for deformation control of the excavation in soft soil are put for
6、ward to provide reference for similar projects.The results show:(1)The excavation causes the retaining wall to protrude to the inside of pit,the maximum horizontal displacement of the wall is 120.8 mm(7.1 H,H is the depth of pit).Meanwhile,the maximum displacement is about 3m below the excavation su
7、rface.(2)With the increase of excavation depth,the deformation of retaining wall is accelerated,the proportion of deformation caused by excavation of the first,second and third layers is about 2 3 5.(3)The retaining wall deformation increases sharply during excavation accounting for about 70%.(4)The
8、 surrounding surface settlement is 1.251.46 times of the displacement of the retaining wall,and the influence range of settlement exceeds the layout range of monitoring points.(5)The axial force of strut increases rapidly during excavation with closely relationship to the retaining wall deformation,
9、and the axial force maintains at a low level during construction.(6)According to construction experience of deep soft soil foundation pit in Foshan,this paper puts forward some foundation pit deformation control measures.Keywords:subway station;deformation behavior of foundation pit;statistical anal
10、ysis;deep soft soil;foundation pit support收稿日期:2022-04-16(修改稿)作者简介:夏文宇(1989),男,湖南株洲人,硕士,工程师,主要从事城市轨道交通工程技术研究和管理工作。E-mail:wyxia_scut 0引言地下空间的开发和建设往往面临着复杂多变的地质条件与风险,不良地质条件尤其是软土地区开挖基坑势必对围护结构及周边环境的安全带来严峻的挑战1-2。工程监测是确保基坑及邻近建构筑物安全的必要手段,开展基坑施工监测数据的统计 分 析 工 作 对 类 似 工 程 具 有 重 要 的 实 践意义3-6。软土地层一般具有高灵敏性、流变性、低渗
11、透性、低承载力等特点,必然给基坑施工带来不利影响,不少学者通过对实测数据的分析研究总结出了一些软土基坑开挖变形的性状与规律。程康等7对杭州软黏土地区某 30.2 m 深大基坑的实测数据深入分析,总结基坑变形的发展演变规律,提出了基于基坑开挖面积与地连墙最大侧移之间的经验关系式。左卓等8对佛莞城际铁路长大深基坑的实测数据开展分析,得出了基坑开挖不同时期围护结构墙体侧移、墙顶位移及支撑轴力的发展趋势与规律。丁智等9对杭州地铁新塘站、景芳路交叉口深基坑实测数据进行分析,结果表明墙体深层水平位移与邻近土体深层位移、地表沉降之间存在较大关联。应宏伟等10对深度为 14.85 17.35 m的杭州地区某深
12、厚软黏土深大基坑工程的实测数据展开分析,结果表明软黏土中大型基坑的水平位移明显大于狭窄基坑,开挖深度、空间效应、隔断墙等均是影响基坑变形的重要因素。考虑到各个地区软土地层的不同埋藏深度与区域特性,基坑开挖变形的性状与规律难以具有普适性,而当前有关佛山软土地区地铁车站深基坑的实测分析和研究较少,亟待进一步地深入调查与探究。本文所依托的佛山地区某 42 m 厚淤泥土地层中地铁车站深基坑工程,其软土地层具有埋藏深厚、强度偏低、高灵敏性、高含水量、低渗透性等特点,基坑为 19.7 m 宽的长条形。笔者通过统计监测数据对基坑开挖全过程的围护结构墙体水平位移、地表沉降、墙顶位移、支撑轴力及地下水位的发展变
13、化规律与基坑开挖变形性状进行全面地分析,并结合施工现场经验提出相应的开挖变形控制对策,为类似工程的设计、施工、研究提供参考。1工程概况1.1地铁车站深基坑支护设计佛山地铁三号线高村站是位于佛山地区一座267.6 m 长 的 单 柱 双 跨 两 层 标 准 站,标 准 段 宽19.7 m,端头宽 24.3 m,采用明挖顺作法施工,深基坑开挖深度 16.917.5 m。基坑围护结构采用“800 mm 地下连续墙+3 道砼内支撑”支护形式,地连墙端嵌入中风化岩层不少于 1.5 m。基坑开挖之前采用三轴搅拌桩对坑内进行抽条加固,加固体宽 2 050 mm,间隔3 950 mm,加固深度为坑底以下 3
14、m。基坑采用真空压吸联合抽水系统进行降水施工。开挖至第三道支撑时架设一道临时 800 mm,t=16 mm 钢支撑作为控制变形的措施,开挖到底需进行牛腿与下翻梁 作 业 面 的 开 挖,尺 寸 分 别 是:1 000 mm 1 200 mm、1 200 mm 1 300 mm。坑 底 浇 筑150 mmC20 细石混凝土保护层、350 mmC20 混凝土垫层。具体支护体系如图 1 所示。图 1基坑支护体系横剖面Fig.1Cross section of foundation pit support system1.2工程地质与水文条件图 2 为基坑地质纵剖面图。场地主要分布的地层为填土、淤泥层
15、、淤泥质土层、淤泥质粉细砂层、中风化泥质粉砂岩、中风化含砾砂岩,其中海陆交互相沉积层淤泥土分布交错深厚,最厚达 42 m,淤泥质土的平均标贯击数仅为 1.4 击,平均压缩系数为0.892,为高压缩性土,具有渗透性小,承载力小,抗75012022 年增刊 2夏文宇:佛山淤泥土深基坑变形实测分析及控制措施剪强度低,侧压力系数大,灵敏度高等特点。勘察揭露地下水位埋深为 1.0 5.6 m,变化幅度为1.01.5 m。主要淤泥土地层岩土参数见表 1。2监测方案沿基坑纵向 20 m 左右设置一个监测断面。本工程分别埋设了 33 个墙体水平位移监测点、99 个地表沉降监测点、66 个墙顶位移监测点、51
16、个支撑轴力监测点、33 个地下水位监测点。监测点平面布置如图 3 所示。其中地表沉降监测点距离基坑边 2 m、5 m、10 m。图 2基坑地质纵剖面Fig.2Geological longitudinal profile of foundation pit表 1主要淤泥土地层物理力学参数Table 1Physico-mechanical parameters of main soft soil layer土层层厚l/m天然重度/(kNm-3)天然含水量/%内摩擦角/()黏聚力c/kPa承载力特征值 Fak/kPa静止侧压力系数 K0渗透系数K/(md-1)/15.66036450.750.0033116.8463.67.9650.70.0041118.140203900.423图 3基坑监测点平面布置Fig.3Layout of monitoring points of foundation pit3实测数据分析本文收集了车站深基坑施工全过程的各项监测数据结合施工工序进行统计分析。按照基坑变形规律特点将基坑分层分段开挖施工划分为 9 个8501地 下 空 间 与 工 程 学 报第 18