黏性土地层深基坑变形分析

桂焱平 韩少泽

(1.浙江华东测绘与工程安全技术有限公司，浙江 杭州 311122；2.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引言

目前，很多专家学者通过实测数据对软土基坑工程的变形性状进行研究，2008年徐中华[2]等对上海地区93个采用地下连续墙围护结构的深基坑工程的实测资料进行了总结分析，地下连续墙的最大侧移介于0.1%H和1.0%H之间，平均值为0.42%H(H为基坑开挖深度)，2010年Wang[5]基于上海软土地区300多个基坑工程案例，分析基坑围护结构水平位移和墙后地表沉降，不同的施工方法对墙体水平位移的影响很大，对墙后地表沉降的影响较小，墙体水平位移为墙后地表沉降平均值为0.42%H，最大影响范围为1.5H～3.5H，地表最大沉降与墙体最大侧移平均值为0.9。杨晓军[4]在长期的工程实践中发现，当直接采用地质报告提供的常规三轴固结不排水加载试验强度指标计算总应力，计算的被动土压力过小而主动土压力过大，基坑设计时在JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程中透水性很差的黏性土水土合算计算水土压力，采用偏保守的设计会造成基坑围护结构变形、周边地表沉降计算值小于实测数据。

本文结合杭州地铁车站黏性土基坑的现场监测数据，分析黏性土基坑开挖施工阶段围护墙体变形的规律，进而为黏性土地层基坑稳定性、变形研究及黏性土基坑设计提供参考依据。

1 杭州黏性土地层特征

杭州地貌单元属浙北平原区，黏性土地层主要分布于低山丘陵区，典型黏性土地层有②2层灰黄色粉质粘土，⑤1层灰～灰黄色粉质粘土，⑤2层灰～灰黄色粉质粘土夹粉土，⑦1层灰黄、褐黄色粉质粘土，⑧2层褐灰色粉质粘土，⑨1层灰黄、灰绿色粉质粘土，为软～硬可塑土层。基底土层主要分布⑦1层灰黄、褐黄色粉质粘土，硬可塑为主，土层深厚。

内撑式深大基坑变形性状是多种复杂因素综合作用效果的体现，由于深基坑工程的系统性，对其支护体系变形的主要影响因素包括：地质水文条件、周边既有建构筑物、地面超载、地下管线、基坑平面尺寸、围护结构抗弯刚度、围护结构嵌固深度、内支撑布置形式及抗压刚度、内支撑预应力大小、围护结构和内支撑的施工方法，施工质量，开挖顺序，开挖作业时间等。对于特定地址的基坑工程，其地层参数、岩土体力学性质及设计围护结构及内支撑是不变的，施工过程中基坑开挖方式，内支撑轴力变化及基坑开挖收底会直接影响到基坑围护结构变形。

2 工程实例分析

2.1 工程概况

杭州地铁某车站采用地下两侧双柱三跨结构，长度195.5 m，标准段宽度21.3 m，标准段基坑深16.61 m，端头井基坑深17.84 m，覆土3.0 m，明挖顺筑法(局部盖挖)，围护结构采用地下连续墙，连续墙厚800 mm，地连墙长度为25.61 m～39.11 m，车站主体基坑第一道支撑采用800 mm×1 000 mm钢筋混凝土支撑，支撑间距6 m～9 m，冠梁断面尺寸为1 000 mm×1 000 mm；支撑混凝土强度等级为C30，截面尺寸为800 mm×1 000 mm；第二、三、四、五道支撑及换撑采用φ609，t=16钢管支撑体系，对撑水平间距约3 m。

2.2 工程地质

车站基坑开挖①1层杂填土、①2素填土、②2黏土、④1淤泥质黏土、⑤23黏土、⑤2黏土与粉土互层、⑥1淤泥质黏土夹粉土、⑦1黏土、⑧2粉质黏土、⑨1黏土、⑨2粉质黏土。车站底板位于⑦1黏土层，连墙墙址插入1黏土、1黏土层，基坑内无需进行加固，④1层局部分布。

基坑开挖时严格按照时空效应理论组织施工，采用分层、分段，对此，平衡开挖方法，随挖随撑，及时架设支撑，减少基坑暴露时间。基坑沿围护结构每25 m布置1个测孔，共布置了18个墙体深层水平位移监测点(ZQT1～ZQT18)及18个地表沉降监测点，监测实施时1个墙体水平位移孔被破坏。

2.3 墙体深层水平位移

图1为基坑底板完成后，墙体深层水平位移累计最大值对应深度为底板以上位置，测斜变化最大值发生在10 m～11 m深度之间，平均深度在9.9 m。图2为墙体深层水平位移最大变形值与基坑深度比值(δ/H)，变化最大值与基坑深度的比值范围在0.85‰～1.25‰之间，比值平均约0.90‰。

图3为各施工工况下基坑墙体深层水平位移最大值的平均值，基坑垫层完成后底板施工时墙体深层水平位移取得最大值，平均值为15.55 mm，且垫层浇筑完成后墙体深层水平位移孔累计最大为24.32 mm，均小于设计控制值。

2.4 地表沉降

图4为基坑周边地表沉降累计最大值，基坑底板完成后地表沉降累计最大值-17.89 mm,平均值-10.80 mm，小于设计控制值。

3 结论

依托杭州地铁车站基坑工程，研究了黏性土地层基坑开挖时不同施工工况墙体位移变化及周边地表沉降情况。通过本文研究，得到以下结论：

1)按设计方案，黏性土地层实测墙体水平位置值远小于基坑控制值，测斜变化最大值发生在10 m～11 m深度之间。

2)基坑变形主要集中在开挖阶段，其中基坑在底板施工时变形比达到最大，基坑底板完成浇筑后变形基本收敛，比值范围在0.85‰～1.25‰之间，比值平均约0.90‰，且均小于设计控制值。