基坑开挖支撑方案的现场实测与研究.pdf

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1、第26卷第4期土工基础V_01．26NO．42012年8月SoilEng．andFoundationAug．20l2基坑开挖支撑方案的现场实测与研究牛牧伟，景利军，童兴(中国矿业大学(北京)，北京10083)摘要：通过对北京地铁某线标段的基坑开挖过程进行现场监测，研究分析该方案在实施过程中围护结构水平位移、钢支撑内力、桩体内力及桩土压力的分布和变化规律。研究表明：桩体位移变化值较小；钢支撑内力最大值远小于规范报警值；桩内力和土压力所得数值均在安全范围内，对类似基坑开挖支撑方案的设计及其优化具有重要的参考价值。关键词：基坑开挖，基坑支撑，现场监测中图分类号：TU94文献标识码：B文章编号：10

2、04—3152(2012)04—0005—0418．0m，基坑平面呈长方形，开挖深度J8．66m，共1引言计开挖土方7053m。。盾构施工竖井结构型式为现浇混凝土箱形框架结构，结构外设置外包防水层，采在基坑开挖时，基坑内外的土体将由原来的静用明挖法施工。止土压力状态向被动或主动土压力状态转变，应力2．2工程地质状态的改变将改变围护结构承受的荷载并导致围护根据细勘报告，本场地除表层人工填土外，勘察结构和土体的变形。围护结构的内力(围护桩和墙深度范围内土层以第四纪沉积物为主，根据钻探资料的内力、支撑轴力或土锚拉力等)和变形(基坑坑内及土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，将场地士体的隆起、基坑

3、支护结构及其周围土体的沉降和勘探范围内的土层划分为人工堆积层、新近沉积地侧向位移等)中的任一量值超过容许的范围，可能会层、第四纪全新世冲洪积层、第四纪晚更新世冲洪积造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响。层4个大层，按地层岩性及其物理力学性质进一步划在基坑围护结构设计和变形预估时，由于对地分为7个岩土分层，各层的工程特征描述见表1。层和围护结构所作的简化和假定与工程实际有一定表1土的物理力学性质指标的差异；加之，基坑开挖与围护结构施工过程中．存土层名称率地力土层名称在着时间和空间上的延迟，以及阵雨、地面堆载和挖(，g／，c。。)内摩(。擦)角粘(k聚P力孔隙率n—：a)机撞击等随机因素的

4、作用。使得现阶段在基坑工程杂填土1．6800．5粉土填土1．68100．5设计时，对结构内力计算以及结构和土体变形的预粉细砂2．023O00．38200估与工程实际情况有较大的差异，因此在相当程度卵石2．104500．335()上仍依靠经验。粉质粘土2．O312260．422O作者基于上述考虑，通过对基坑监测的研究口粉质粘土1．9229160．46220细中砂2．O84O00．34400以及对北京地铁某线标段的基坑支护结构、基坑周围卵石2．155500．36O0的士体和相邻的构筑物全面、系统的监测，对所得结果进行了分析，提出了相应的建议和应对措施。2．3水文地质根据本区间长期观测孔及相邻车站

5、地下水观测2工程概况及水文地质条件情况，本区间主要分布层间水，含水层为卵石层，水位埋深为29．5m，水位标高为2l_8m，观测时间为2．1工程概况2008年5月10日，主要接受大气降水，主要以蒸发北京地铁某线标段盾构竖井基坑长21．01TI，宽及越流补给下层地下水的方式排泄。考虑到线路沿收稿日期：201112-21作者简介：牛牧伟，(1988-)，男，中国矿业大学(北京)在读研究生，研究方向为土木工程及工程管理。土工基础线的管道漏水及绿化灌溉等因素，不排除局部存在点的桩体中，共布设4个，编号为CXI-CX4。本文上层滞水。的水平位移监测分析以CX一3的监测结果为研究施工竖井埋置较深，底部位于

6、细中砂土层中，本分析对象。CX一3测点开挖各工况水平位移监测次勘察在该隔水层上未发现地下水，但湿度较大，且值随深度的变化曲线如图2。在初步勘察阶段(2007年9月)车站以南卵石圆砾层底部是含水的，为潜水(二)，水位标高3O．26～31．94m。水量较小，考虑到本次勘察时为枯水期，季节降水会导致地下水位的动态变化，丰水期该隔水层上可能存在地下水。3基坑开挖支撑与监测方案3．1基坑开挖支撑方案深度(m)综合考虑竖井位置及周边规划情况，盾构井围护图2Cx一3测点实测水平位移随深度的变化曲线结构采用钻孔灌注桩加钢支撑，共设三道钢支撑，第从图2的比较曲线可知，6月15日安装第一道一道钢支撑设于冠梁处，

7、第二、三道钢支撑通过水平钢支撑，此时最大位移出现在桩深1m处，最大位钢围檩支撑在钻孔灌注桩上，第一、二道钢支撑间距移为3．2mm；7月28日第二道钢支撑安装，基坑变为9．051m，第二、三道钢支撑间距为5．3m，随着基形速率减小，并随着基坑的继续开挖桩体变形开始坑的开挖，排桩的桩间土防护采用挂网喷射混凝土支呈现“鼓肚子”形状，桩深14m处的位移发展迅速，护，喷射C20混凝土，厚8Omm，钢筋网片为06@150