敏感环境下深基坑工程变形控制方法及应用

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1、159一164．2014地质学刊第38卷第l期doi：10．3969／j．issn．1674·3636．2014．01．159敏感环境下深基坑工程变形控制方法及应用胡光云1，2(1．南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210023；2．江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007)摘要：以南京水游城深基坑工程的地质环境和周边敏感环境为出发点，探讨了该深基坑工程的设计原则、支护结构型式、对周边敏感环境保护和施工变形控制的措施，利用Pl撕s软件对深基坑北侧敏感环境的开挖效应进行了数值模拟。结果显示：传统的基坑支护形式仍是深基坑工程变形控制首选方法；周边

2、环境敏感、施工场地狭小的基坑，施工前可对周边敏感建(构)筑物地基进行加固；设计时可在支撑梁上设置材料堆放场地和栈桥，及在基坑内设置挖土操作平台；数值模拟能很好地预测深基坑支护结构和土体在施工过程中的变形；根据场地土体基本性质、周边敏感环境特性，因地制宜，使设计、施工方案更加优化。关键词：深基坑；敏感环境；变形控制；H—s模型；开挖效应；江苏南京中图分类号：Tu473．1文献标识码：A文章编号：1674—3636(2014)O卜0159—06O引言南京大部分地区由长江河漫滩相的软土地基组成，地下水位浅，深基坑工程地质环境较差；同时，南京是历史文化名城，需要

3、保护的古建筑多，加上深基坑邻近的建(构)筑物如地铁隧道、地下管线、主干道、大厦、居民楼等对开挖引起的深基坑周边土体变形十分敏感，易受由变形引起的影响(邾根荣，2008；郭玟等，2009；徐中华等，2010；王京等，2012；李远强，2012)。因此，开展敏感环境下深基坑工程变形控制方法的选择、实际应用效果的对比具有现实性和紧迫性，能为南京及周边地区类似敏感环境下深基坑工程的设计、施工起到示范、借鉴作用。1工程简介1．1工程概况南京水游城是南京市夫子庙内的一个大型综合性工程项目，位于建康路与中华路的叉路口。项目建筑面积16．7万m2，主楼3幢15～16层，

4、裙楼4～5层。水游城设计4层地下室，作为地下车库或商业用房。该深基坑呈近正方形，局部形状不规则，东西宽136．70m，南北长176．74m，围长约625m，开挖面积约2．42万m2，开挖深度20m，局部23m，土方量44万m3(图1)。图l水游城深基坑周边环境图1．2工程特点(1)周边全是敏感建(构)筑物。水游城深基坑的东、南、西面分别是旧王府路、建康路、中华路；北面是江苏外运大厦和王府园小区，其中王府园小区3幢居民楼为复合地基的7层砖混结构，基础埋深1．6m，基础下为长5．5m的石灰桩，距深基坑边缘5．0～6．0m。深基坑周边地下不同时期、给排水、通讯

5、、燃气、电力等新旧管线密布，其中南侧管线距深收稿日期：2叭3—05—13；修回日期：2013一05—22；编辑：陆李萍作者简介：胡光云(1968一)，男，高级T程师，硕士研究生，从事岩土工程施工管理工作，E-mail：47462802@qq．com160地质学刊2014年3月基坑边缘13．0m，西侧管线距深基坑边缘4．0～5．5m，管线走向与交通主干道走向基本平行。(2)施工场地狭小。水游城深基坑工程所在地为南京老商业区，地面建(构)筑物林立，拟建建筑物外墙距红线2．2—3．0m，几乎没有施工场地。2工程变形控制方法2．1变形控制设计措施2．1．1支护结

6、构水游城深基坑工程位于市中心，周边存在敏感的主干道、地下管线、大厦、居民楼等，加上深基坑要穿过软土层(②一2粉质黏土一淤泥质粉质黏土)、地下水位浅(埋深o．9～1．6m)等不良场地工程地质环境，使得水游城深基坑工程不仅要保证支护结构及深基坑本身的安全，还要严格控制开挖引起的周边土体变形，以保证敏感建(构)筑物正常使用。因此，深基坑工程设计原则由传统稳定控制设计转为变形控制设计(王卫东等，2005，2007；王平等，2012)。(1)支护结构形式采用止水帷幕+钻孔灌注桩+4层内支撑(多支点)。其中，在第一层内支撑的局部设置材料堆放场地，以解决土建的材料堆放

7、和加工问题；在第一层与第二层水平支撑间设计了类似交通立交桥的栈桥，运土车能直接从地面行驶到第二道支撑顶面上，并在深基坑中心区设计了能从4个方向取土的操作平台(程知言等，2009；胡光云等，2009)。(2)止水帷幕。场地地下水主要为潜水，主要赋存于①层人工填土和②．1层粉土一粉砂中，透水性较好，富水性中等。采用单排咖850三轴深搅桩，套接一孔施工，桩底进入②一3层粉质黏土不少于1m作为止水帷幕。止水帷幕没有位于深基坑底以下，而只要求进②．3粉质黏土一黏土隔水层不少于1m为标准。(3)钻孑L灌注桩。钻孔灌注孔桩的桩径、嵌固深度根据勘察孔揭示的土层条件、周围

8、荷载、建(构)筑物的敏感性而定，确保深基坑安全，同时又经济：n6段钻孔灌注桩为咖