凌 飛
(四川志德巖土工程有限責(zé)任公司,四川 成都 610000)
隨著成都市建設(shè)規(guī)程的發(fā)展,城區(qū)內(nèi)可供開發(fā)的土地越來越少,地塊及基坑的形狀也因周邊條件的限制而不可避免的出現(xiàn)陽角,且相鄰地塊的構(gòu)筑物較近,對(duì)陽角區(qū)域的變形提出了更高的要求。
深基坑的陽角除了按基坑常規(guī)剖面考慮整體穩(wěn)定性和變形外,其兩側(cè)為臨空面,實(shí)際受力和變形更表現(xiàn)出平面效應(yīng)。許多專家學(xué)者[1-4]分別從理論公式推導(dǎo)、數(shù)值模擬等角度對(duì)基坑空間效應(yīng)進(jìn)行了研究,并對(duì)空間效應(yīng)的影響因素進(jìn)行了分析。但大多數(shù)研究對(duì)象為形狀規(guī)則、受力均勻的基坑,對(duì)于深基坑陽角處有構(gòu)筑物的情況研究較少。本文基于成都市藍(lán)潤國際中心項(xiàng)目(以下稱為第一個(gè)項(xiàng)目)和成都市城市音樂廳項(xiàng)目(以下稱為第二個(gè)項(xiàng)目),利用理正深基坑整體協(xié)同計(jì)算的結(jié)果和實(shí)際監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)比了兩種陽角支護(hù)方式的可行性。
該項(xiàng)目位于春熙路北段以東、正科甲巷以西、春熙路東段以北,基坑平均開挖深度24.5 m,支護(hù)樁嵌入深度7.0 m,樁徑1.2 m,樁間距2.2 m。陽角兩邊凸出長度為22.72 m~24.20 m,在陽角處有一棟6層的商業(yè)樓,基礎(chǔ)埋深約為4.0 m,基礎(chǔ)形式為天然基礎(chǔ),與陽角支護(hù)樁的凈間距為5.7 m~12.0 m。為減小基坑開挖對(duì)此建筑的影響,在陽角兩邊設(shè)置3道水平鋼筋混凝土支撐,見圖1。
該項(xiàng)目位于成都市武侯區(qū)一環(huán)路南一段以北、民主路以西、四川音樂學(xué)院以南,基坑平均開挖深度24.0 m,支護(hù)樁嵌入深度5.5 m,樁徑1.2 m,樁間距2.2 m。陽角兩邊凸出長度為22.72 m~24.20 m,在陽角處有一棟4層的住宅樓,基礎(chǔ)埋深約為4.0 m,基礎(chǔ)形式為天然基礎(chǔ),與陽角支護(hù)樁的凈間距為5.7 m~12.0 m。在陽角一邊設(shè)置4道水平鋼筋混凝土支撐,因?yàn)殛柦橇硪粋?cè)跨度較大,且該項(xiàng)目工期較緊張,另外一邊設(shè)置5道預(yù)應(yīng)力錨索以便主體結(jié)構(gòu)施工,見圖2。
兩個(gè)項(xiàng)目的場(chǎng)地地貌單元均屬岷江水系Ⅰ級(jí)階地,所采用的土體參數(shù)如表1,表2所示。
表1 第一個(gè)項(xiàng)目土體參數(shù)
表2 第二個(gè)項(xiàng)目土體參數(shù)
為了研究土體開挖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,現(xiàn)對(duì)于兩個(gè)基坑最不利的工況下,即基坑開挖至底部的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移值進(jìn)行分析,粗線為基坑開挖前支護(hù)體系的形狀,細(xì)線為基坑開挖至基底后支護(hù)體系的變形情況。
圖3為第一個(gè)項(xiàng)目基坑開挖至底部后,位于地表下13.70 m處的第3層內(nèi)支撐陽角處支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移示意圖。從圖3中可以看出,陽角位的支護(hù)樁水平位移量較小,沿著陽角向兩邊中部位移逐漸增大,至陰角處位移量再逐漸減小,在底部甚至出現(xiàn)向基坑外側(cè)的位移。
圖4為第二個(gè)項(xiàng)目基坑開挖至底部后,位于地表下14.30 m處的第3層內(nèi)支撐陽角處支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移示意圖。從圖4中可以看出,采用預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)一側(cè)的水平位移較平均,最大位移量在陽角靠近內(nèi)支撐一側(cè),沿著陽角向陰角方向位移逐漸減小,由陰角向另外一個(gè)方向支護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑外側(cè)的位移逐漸變大。
從圖3,圖4中可以看出陽角處的位移量較小,從陽角處向兩邊外沿伸出去隨著空間尺寸的增長支護(hù)樁結(jié)構(gòu)的水平位移量逐漸增大,雖然第二個(gè)項(xiàng)目中內(nèi)支撐一側(cè)的位移量較大,但地表下14.30 m為卵石與泥巖的交接面,土體的自穩(wěn)性能較好,在實(shí)際施工過程中并未出現(xiàn)超過30.00 mm的水平位移變形。
為保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和陽角處建筑物的安全性,在兩個(gè)基坑施工過程中對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了位移監(jiān)測(cè),表3為兩個(gè)基坑陽角周邊的支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移計(jì)算值與監(jiān)測(cè)值,從表3中可以看出,雖然在數(shù)值大小上存在一定的差異,但二者均反映出了相同的位移變化規(guī)律,即陽角中部位移最大,陽角位移較小。
表3 支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移 mm
1)兩個(gè)項(xiàng)目均已完工,在地下室施工期間并未對(duì)周邊環(huán)境及建筑產(chǎn)生不利影響,滿足了基坑支護(hù)的使用要求。
2)兩種陽角處的支護(hù)方式在成都地區(qū)基坑均為有效的,其中第一個(gè)項(xiàng)目中在陽角兩側(cè)均采用混凝土角撐的支護(hù)方式產(chǎn)生的變形較對(duì)稱,位移量更小,但基坑開挖施工過程和后期主體結(jié)構(gòu)施工工期更長且復(fù)雜。
3)第二個(gè)項(xiàng)目中在陽角一側(cè)采用混凝土角撐,另外一側(cè)采用預(yù)應(yīng)力錨索的支護(hù)方式也適用于成都地區(qū)Ⅰ級(jí)階地基坑陽角處的支護(hù),多排預(yù)應(yīng)力錨索可以提供足夠的拉力與陽角另一側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐保持平衡,比第一個(gè)項(xiàng)目的施工更簡便,但在施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移量較第一個(gè)項(xiàng)目更大,只要施工周期短,也可以滿足安全要求。