沈志国
安徽欧鹏房地产开发有限责任公司
摘要：近年来，城市高层建筑的建设和地下空间的开发，产生了大量的深基坑工程。某高层建筑工程地处密集的建筑群中，工程基坑临近已有建筑物的基础，周边环境复杂。因此，在深基坑开挖过程中，不但要采取可靠的措施保证深基坑自身的安全，更重要的是采取可行措施保证周围地层和临近的建筑物变形和位移不超标。
关键词：深基坑；开挖方式；支护类型；变形影响控制
1 引言
通过在深基坑周围土体埋设位移变形观测原件，在临近建筑物上设置沉降变形观测点等手段，定期观测周围土体以及周围邻近的建筑物的变化，掌握特定支护结构和开挖方法条件下的土体以及周围邻近的建筑物的变形规律，适时调整深基坑开挖方式和支护类型，达到深基坑开挖方法恰当、支护结构经济合理、调整开挖进度、土层和临近建筑物变形可控的目的。
2 概况
2.1工程概况
拟建3栋高层住宅楼，剪力墙结构，CFG桩加固复合地基，筏板基础。该项目基坑紧邻已建成的10#楼、幼儿园及2座配电房，对控制变形量要求较高。其中11#楼32层，基坑开挖深度为5.5m，局部6.1m,基坑平面尺寸为58.6m×18.9m，距离基坑西南侧10#楼约27.5m；12#楼地上27层地下1层，基坑开挖深度为5.5m，基坑平面尺寸为52.5m×16.7m，距离基坑南侧幼儿园约24.8m，4#配电房约13.4m；13#楼26层，基坑开挖深度为5.0m，基坑平面尺寸为58.6m×18.9m，距离基坑东北侧5#配电房约12.3m。基坑平面布置如图1所示。
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图1基坑平面及监测点布置图
2.2地质条件
该工程拟建场地为原铁路老货场，地形总体平坦，在勘探所达深度范围内将地层划分为4层，根据勘察成果该场地地下水主要为存在于①层杂填土中的上层滞水，埋深约1.00m～1.30m。②层粘土的自由膨胀率为40%～58%，为弱膨胀土，因此在土方开挖后要避免基坑暴晒和泡水。
土层有如下特点：
第①层为杂填土，厚度0.30～4.70m。
第②层为粘土，厚度6.50～17.30m。
第③层为强风化泥质砂岩，厚度2.60～5.00m。
第④层为中风化泥质砂岩，厚度9.80～14.30m。
各层土体物理力学性质指标见表1。
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3 基坑支护方案
根据《岩土工程勘察报告》和相关地基基础技术规范与支护技术规程，针对本工程的基坑形状、面积、开挖深度、地质条件及周边环境，制定本工程的基坑支护方案如下：
3.1挂网素喷浆支护方案
基坑大部开挖按1:0.75放坡，分层开挖，每层开挖深度不大于1.5m，每开挖一层，随即进行该层边坡支护。土钉锚杆为HRB400级热轧带肋14钢筋，间距为1.5m×1.5m，入土深度为1m。网片钢筋为HPB300?6.5钢筋，间距为1.5m×1.5m，铺设50目1.5mm厚钢板网后喷射强度等级为C20的素混凝土80mm厚进行覆盖。坡顶混凝土外延2m，设置300×300排水沟截断地表排水，坡底设置300×300排水沟及若干集水井，及时抽排坑内积水。沿水平坡面设置间距3m×3m?50PVC泄水管，坡顶2m范围内严禁堆放施工材料、禁走重车，并沿基坑周边设置1.5m高安全防护栏杆，见图2。
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图2 挂网素喷浆支护方案
3.2局部土钉墙支护方案
在靠近2座配电房处基坑采用土钉墙进行支护，土钉墙锚杆采用HRB400级热轧带肋18钢筋，间距1.5m×1.5m。从上至下分三排锚入土层，每排入土深度分别为7.5m、6m和4.5m，锚杆与水平面夹角为15°。加强筋为HRB400级热轧带肋14钢筋，间距1.5m×1.5m，铺设HPB300?6.5间距为200mm×200mm钢筋网后喷射80mm厚素混凝土进行覆盖，见图3，其余措施同挂网素喷浆支护方案。
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图3 局部土钉墙支护方案
4 监测方案
4.1监测内容
基坑边坡顶部水平位移及垂直位移观测，邻近建筑物沉降观测。
1）监测点位布设
本工程基坑监测水平、垂直位移点沿基坑距边坡顶部2.5米、每隔15-25米布设一个观测点，在建工程每栋楼沿基坑均布设8个监测点；邻近建筑物沉降观测点位按照每隔10-20米布设一个点，建筑物阳角及沉降缝必须进行布设，10#楼布设沉降观测点位10个，幼儿园布及4#配电房布设沉降观测点位各6个，5#、6#配电房布设沉降观测点位4个，详见图1。
2）监测方法
测区外建立平面控制网，在基准点和工作基准点用联系点进行联测。监测时，以定向点定向再以检核点检核，采用极坐标法，通过周期性观测得到监测点的坐标值，从而计算出周围土体及建筑物变形量及变化速率，来进行变形量的监控与报警。
4.2监测频率、周期及监测报警
观测频率为基坑开挖期间每1天观测一次，开挖到底部（基坑支护完成）之后每隔5天观测一次，累计监测36次，直到基坑回填完毕结束整个观测。本基坑工程的监测报警值按下表2执行。
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5 基坑开挖施工及监测
5.1施工及监测过程
11#、13#楼基坑边坡顶部水平位移—观测时间变化曲线分别见图4、图5，基坑开挖后水平位移开始逐渐增加，基坑开挖一半时，11#楼最小（1号点）和最大（8号点）水平位移值分别为7.90mm和12.42mm；13#楼最小（6号点）和最大（2号点）水平位移值分别为7.64mm和10.09mm； 各点位水平位移平均值超过或接近报警值的1／3，并呈快速增加的趋势。
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图5 13#楼基坑边坡顶部累计水平位移量-观测时间变化曲线图
10#楼、幼儿园和5#、6#配电房累计垂直位移量—观测时间变化曲线见图6、图7、图8，在3月10号左右，沉降量也有明显的增加，且由累计值的大小可以看出，越靠近基坑的点位，受基坑开挖影响越明显。在3月28日完成基坑支护后，各点位的水平位移值及周边建筑物的垂直位移值开始缓慢增加，最终累计值都未达到报警值。
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图8 5#、6#配电房累计垂直位移量-观测时间变化曲线图
通过现场沉降监测数据分析，在3月10日基坑开挖至深度一半时，及时对现场开挖方式和支护方案进行了调整：
1）减缓各栋楼基坑开挖的速度，分层开挖，并分层分段进行基坑支护。
2）开挖至基坑底部标高后，在出现较大水平位移和沉降量监测点的位置，用?4.8mm钢管按间距50cm打桩后在内侧用袋装潮土垒筑临时挡墙，阻止变形发展防止基坑塌方。
3）加密?50PVC泄水管为2m×2m布置，保证边坡土体排水通畅，减少土体含水后对边坡的侧压力。
在对开挖方式和支护方案进行局部调整后，支护结构变形及受力情况良好，监测内容中各项数值发展变化较为稳定，均未达到报警值，达到了预期目的。12#楼5月28日开始基坑开挖，在借鉴11#、13#楼基坑开挖及支护经验的情况下，从开挖至土方回填完成，坡顶水平位移及4#配电房沉降量均发展缓慢，未达到报警值，取得了良好的效果。
5.2变形过大原因分析
1）11#、13#楼基坑开挖过快、过深，由于工期紧张没有严格按照基坑开挖方案分层、分段的步骤有序进行，导致原土应力突然释放，土体协调变形时间过短，故出现变形陡增现象。
2）基坑支护未及时到位，没有执行原支护方案即开挖至1.5m深即挂网喷浆，而是在基坑开挖至一半，监测到基坑边坡顶部水平、垂直位移变形发展过快时才开始支护，阻止变形发展不力。
3）本工程位于原铁路老货场旧址，货场硬面下有近30cm厚砂石垫层，由于无法有效保水，大气降水和地表径流补给水均排入基坑，在积水冲刷和土体流失下，造成弱膨胀土变形发展过快。
6 结论
结合本项目的基坑开挖与支护情况，可得出以下结论：
1）深基坑的开挖，要分层、分段按步骤有序进行，避免开挖过快，一挖到底的情况出现。
2）深基坑的支护要分层实施，对临近建筑物处要进行局部加强，确保其沉降位移不超标。
3）在弱膨胀土地区，良好的排水措施可有效阻止基坑边坡土体流失，减少塌方情况的发生。
4）制定周密的深基坑开挖监测方案，通过监测数据的分析，对开挖过程中出现的异常情况及时预警，动态指导施工。
5）只对临近建筑物处基坑边坡支护进行局部加强，大大减少了混凝土、钢材和人工的消耗，收到了良好的经济效益。
通过本课题的研究，达到了深基坑开挖方法恰当、安全可靠、经济适用，基坑周边土体、临近建筑物变形可控的目的。
参考文献：
［1］滕征东.深基坑变形监测技术应用与探究.科技与创新.2016.
［2］陈丽影，张强，张佳兴，罗孝芹.基坑分段支护设计及变形监测分析.长春工程学院学报。2015.
［3］周沈华，杨有海，王随新。深基坑开挖对周边地表沉降影响因素分析.土工基础.2008.