逆作法工程中的地下連續(xù)墻位移曲線特征研究

中建三局建設(shè)工程股份有限公司 上海 200129

1 工程概況

南京青奧中心雙塔樓及裙房工程，基坑圍護(hù)為厚1.20 m地下連續(xù)墻，墻頂標(biāo)高-2.00 m，墻底標(biāo)高-60.00 m，地下連續(xù)墻接頭采用鋼箱混凝土，槽壁加固采用三軸攪拌樁，接頭止水采用三重管雙高壓旋噴樁。同時利用地下室3層水平結(jié)構(gòu)作為基坑圍護(hù)內(nèi)支撐，首層樓板厚400 mm，地下1層、地下2層樓板厚250 mm。

2 工程地質(zhì)情況及施工工藝流程

本工程位于長江漫灘地貌單元，巖土層分布較復(fù)雜，該場地屬Ⅱ類環(huán)境，土層從上往下依次分布為：①雜填土、②2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、②3粉質(zhì)黏土夾砂、③1粉砂、③2細(xì)砂、③2A粉質(zhì)黏土夾砂、④中粗砂混礫石、⑤1強(qiáng)風(fēng)化泥巖、⑤2中風(fēng)化泥巖、⑤3微風(fēng)化泥巖。

本工程施工工藝流程為：明挖至-6.60 m，完成B1層板（標(biāo)高-4.60 m）→向上施工B0板（標(biāo)高-0.70 m）及上部結(jié)構(gòu)→B0板養(yǎng)護(hù)完成，暗挖至-10.60 m，施工B2層板→B2板養(yǎng)護(hù)完成，暗挖至-14.60 m，施工底板。底板封閉時，上部結(jié)構(gòu)施工至17層。

3 基坑監(jiān)測內(nèi)容

本基坑監(jiān)測內(nèi)容有：圈梁垂直、水平位移監(jiān)測，深層土體水平位移監(jiān)測，周邊道路路面沉降監(jiān)測，周邊河道沉降監(jiān)測，基坑（內(nèi)）外地下水位監(jiān)測，鋼管立柱應(yīng)力監(jiān)測，樓板內(nèi)力監(jiān)測，地下連續(xù)墻內(nèi)力監(jiān)測，支撐梁內(nèi)力監(jiān)測。本文主要針對深層土體水平位移的監(jiān)測進(jìn)行討論。

青奧工程在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)土體中共布設(shè)27個深層位移觀測孔（CX1～CX27），其中CX3、CX6、CX9、CX13、CX15、CX17、CX19、CX21、CX24、CX26這10個測斜孔是布設(shè)在地下連續(xù)墻內(nèi)部的，其長度與鋼筋籠長度一致；其他17個測斜孔在地下連續(xù)墻外側(cè)布置，其長度大約在62 m。在基坑開挖和地下室主體結(jié)構(gòu)施工期間，在整個基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)深度范圍內(nèi)，使用測斜儀逐段測量支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)土體向基坑內(nèi)的深層水平位移情況（圖1）。

圖1 測斜孔平面定位示意

4 基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析

4.1 墻體位移的時間曲線

典型測斜孔實(shí)測位移變化如圖2～圖4所示，測點(diǎn)位移變化分組如表1所示[1]。

1）隨著基坑開挖深度的增加，各處墻體水平位移不斷增大；

2）不同深度范圍內(nèi)位移增量不同；

3）隨著挖深增加，深層土體位移增幅加大，淺層土體位移增幅趨于穩(wěn)定；

4）位移分別在6 m和13 m深度范圍內(nèi)達(dá)到峰值；

圖2 CX1位移變化曲線

圖3 CX4位移變化曲線

圖4 CX19位移變化曲線

表1 CX1、CX4、CX19位移變化分組

5）明挖深度為6.60 m左右，水平位移最大深度為12 m，暗挖至坑底時開挖深度為14.60 m，水平位移最大深度為26 m，因此，深層土體位移約為開挖深度的2倍。

4.2 墻體最大水平位移

根據(jù)實(shí)測結(jié)果，本工程最大開挖深度-20.70 m，位移值與開挖深度比值為0.07%～0.11%，平均比值為0.09%，遠(yuǎn)小于一般順作法基坑及逆作法基坑。

如表2所示，逆作法工程地下連續(xù)墻最大水平位移遠(yuǎn)小于順作法基坑，南京青奧工程墻體水平位移約為順作法工程的1/4，為其他逆作法工程的1/1.5～1/2.0。

表2 逆作法與順作法墻體最大水平位移比較

4.3 位移曲線特征

一般逆作法工程首先完成B0層，而后向下進(jìn)行土方開挖，其位移曲線為拋物線形，如圖5所示[2]。

圖5 上海廖創(chuàng)興金融中心大廈典型測孔位移-時間曲線

本工程采用B1作為轉(zhuǎn)換層，施工完B1層后同時向上、向下施工，其位移曲線為M形，如圖6所示。

圖6 典型測孔累計(jì)位移曲線

1）位移曲線為M形，累計(jì)位移峰值出現(xiàn)在13 m、6 m深度，谷值出現(xiàn)在9 m深度。

2）本工程開挖深度為-14.60 m，最大累計(jì)位移第1峰值出現(xiàn)在13 m深度，約在開挖面上方1.50 m；第2峰值位于6 m深度，約為首次開挖面標(biāo)高；谷值出現(xiàn)在9 m深度，位于B2層板標(biāo)高。

3）坑底上方位移峰值大于第2峰值，因第3次開挖土厚6 m，另2次開挖厚4 m，峰值的大小與無內(nèi)支撐高度有關(guān)。

4）水平位移最大影響深度26 m，為開挖深度2倍[3]。

根據(jù)上述總結(jié)，可得到其位移曲線特征如圖7所示。

圖7 B1層作為逆作法界面層的位移曲線特征

5 結(jié)語

1）采用逆作法施工，墻體位移遠(yuǎn)小于順作法工程。南京青奧工程最大位移等同于一般順作法的1/4、一般逆作法工程的1/2。

2）對于3層地下室，采用B1層作為逆作法界面層時，位移曲線特征與一般工程的拋物線不同，表現(xiàn)為M形曲線；第1峰值位于坑底上方1.50 m，第2峰值位于首次開挖面標(biāo)高，谷值位于B2層板標(biāo)高。

3）逆作法施工的墻體位移最大深度為挖深的2倍。

4）逆作法基坑地下連續(xù)墻最大位移發(fā)生于坑底土開挖時期，隨基坑暴露時間的延長，位移不斷加大，加快坑底土開挖速度，減短基坑暴露時間，有利于減小地下連續(xù)墻水平位移[4-7]。