上海地區(qū)地下連續(xù)墻支護(hù)方案的選擇

上海地區(qū)地下連續(xù)墻支護(hù)方案的選擇

1般資料的應(yīng)用至于基底變形特征的研究，主要有兩種方法：數(shù)值法和統(tǒng)計(jì)分析法。數(shù)值方法能給出特定基坑隨開(kāi)挖進(jìn)程的變形過(guò)程,但往往計(jì)算參數(shù)難以確定。實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析則根據(jù)大量的基坑實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出一般的變形規(guī)律,因而可以在制定基坑支護(hù)方案階段為設(shè)計(jì)者提供參考。Ou、Wong等人根據(jù)一些實(shí)測(cè)工程案例分別研究了臺(tái)北和新加坡區(qū)域性地區(qū)基坑的變形特性;Long根據(jù)全世界296個(gè)基坑工程案例,分類(lèi)討論了各種基坑的變形特性,得出了一些有規(guī)律性的結(jié)果,這些研究工作對(duì)基坑變形特性作了有益的探討。地下連續(xù)墻由于剛度大、止水性能好而成為上海地區(qū)深基坑的主要圍護(hù)形式。本文擬就上海軟土地區(qū)采用連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深基坑變形特性進(jìn)行分析,以期為本地區(qū)基坑工程設(shè)計(jì)提供參考。2基坑材料的開(kāi)挖和深基坑表1列出了上海地區(qū)50個(gè)采用連續(xù)墻作圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑工程的基本數(shù)據(jù)。根據(jù)支撐的不同分成三大類(lèi),即采用鋼筋混凝土支撐、鋼支撐和逆作法。開(kāi)挖深度大于10m的基坑有48個(gè),開(kāi)挖深度大于18m的特深基坑有4個(gè)。在深基坑通常所在的位置即約20m的范圍內(nèi),一般廣泛分布有淤泥質(zhì)粘土層,該土層強(qiáng)度低、變形量大,對(duì)坑底的地基穩(wěn)定和基坑變形影響較大。因此表中亦列出了墻底以上該軟土的厚度,以分析該土層的厚度對(duì)連續(xù)墻變形特性的影響。3連墻變形特性分析3.1開(kāi)挖深度對(duì)安裝施工質(zhì)量的影響圖1給出了相對(duì)側(cè)移與開(kāi)挖深度之間的關(guān)系。所有的支撐形式的最大側(cè)移均不超過(guò)1%H。采用鋼筋混凝土支撐、鋼支撐和逆作法的最大側(cè)移平均值分別為0.5%H、0.45%H和0.26%H。對(duì)采用鋼筋混凝土支撐和鋼支撐而言,數(shù)據(jù)離散性較大。但仍可以看出,鋼筋混凝土支撐隨著開(kāi)挖深度的的增大,相對(duì)側(cè)移有減少的趨勢(shì);而鋼支撐則有增大的趨勢(shì)。此外還可以看出,當(dāng)開(kāi)挖深度小于16m時(shí),鋼筋混凝土支撐和鋼支撐在控制墻體位移上并沒(méi)有顯著的差別。其原因可能是雖然鋼筋混凝土支撐的剛度比鋼支撐要大,但鋼筋混凝土支撐的干縮和徐變也較大;而鋼支撐則可以加預(yù)應(yīng)力,彌補(bǔ)了其不足之處。而當(dāng)開(kāi)挖深度大于16m時(shí),鋼支撐的位移明顯大于混凝土支撐,這可能是由于基坑開(kāi)挖深度越深,支撐的軸力與支撐本身的剛度之比越大,由于考慮到施工等方面的因素(如支撐的平面布置),鋼支撐很難達(dá)到混凝土支撐那樣大的剛度。相比而言,采用逆作法墻體側(cè)移要小得多,并且開(kāi)挖深度對(duì)相對(duì)側(cè)移的影響不大,這說(shuō)明在上海軟土地區(qū)采用逆作法能很有效地控制墻體的側(cè)移。這與Long得出的采用內(nèi)支撐、逆作法在控制墻體位移上沒(méi)有差別的結(jié)論相反。3.2坑底起落架穩(wěn)定性根據(jù)Clough等定義的相對(duì)剛度,將相對(duì)側(cè)移再次繪出如圖2所示。從圖中也可以看出數(shù)據(jù)的離散性也很大,最大側(cè)移與支撐系統(tǒng)的相對(duì)剛度關(guān)系不大。這可能是由于當(dāng)支撐系統(tǒng)具有足夠的剛度以后,墻體最大側(cè)移由開(kāi)挖坑底隆起決定。根據(jù)Clough的圖表,所收集的工程案例的坑底抗隆起穩(wěn)定系數(shù)基本上在1.0～3.0之間。逆作法由于具有更大的坑底抗隆起穩(wěn)定系數(shù)而使得墻體的最大側(cè)移小于0.33%H。認(rèn)識(shí)支撐剛度對(duì)最大側(cè)移的影響具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義,即當(dāng)支撐剛度足夠大后,再盲目地增加系統(tǒng)的剛度并不能有效地控制墻體的位移,而采用提高坑底抗隆起穩(wěn)定系數(shù)的措施可能更能起到控制位移的作用。3.3最大側(cè)移相對(duì)深度位置的影響圖3給出了最大側(cè)移相對(duì)深度位置(最大側(cè)移埋深s/H)與開(kāi)挖深度的關(guān)系。雖然數(shù)據(jù)仍然比較離散,但還是可以看出,隨著開(kāi)挖深度的增大,最大側(cè)移相對(duì)深度位置有大致減少的趨勢(shì)。這可能是由于開(kāi)挖深度的增大,所采用的支撐系統(tǒng)的剛度也增大了,從而導(dǎo)致最大側(cè)移的位置有上移的趨勢(shì)。另外施工因素如留土開(kāi)挖也會(huì)對(duì)最大側(cè)移的位置產(chǎn)生影響。所有基坑的最大側(cè)移埋深位置的平均值為0.97H,且80.5%的基坑最大側(cè)移埋深位置在0.8～1.2H的范圍內(nèi),這說(shuō)明絕大部分基坑的最大側(cè)移位置在開(kāi)挖面附近。不同支撐類(lèi)型基坑的最大側(cè)移位置沒(méi)有明顯的區(qū)別。3.4墻后相對(duì)側(cè)移的影響圖4給出了相對(duì)側(cè)移與墻后軟土厚度比(墻后軟土厚度h/墻體深度H1)的關(guān)系。圖中的數(shù)據(jù)是建筑基坑,去掉了地鐵基坑;并將其分為順作法和逆作法兩類(lèi)。可以看出,對(duì)逆作法而言,相對(duì)側(cè)移隨墻后軟土厚度比的增大而增大,但趨勢(shì)較緩慢;對(duì)順作法而言,相對(duì)側(cè)移隨墻后軟土厚度比的增大而有顯著增大的趨勢(shì)。圖5給出了最大側(cè)移相對(duì)深度位置與墻后軟土厚度比的關(guān)系。雖然數(shù)據(jù)比較離散,但大致可以看出最大側(cè)移相對(duì)深度位置隨著墻后軟土厚度比的增大而有增大的趨勢(shì),并且對(duì)逆作法的影響較順作法更為顯著。4逆作結(jié)構(gòu)支撐的應(yīng)用通過(guò)對(duì)上海地區(qū)50個(gè)深基坑工程連續(xù)墻實(shí)測(cè)結(jié)果的分析,得出如下結(jié)論:(1)對(duì)逆作法而言,開(kāi)挖深度對(duì)最大側(cè)移的影響不大。采用鋼筋混凝土支撐、鋼支撐和逆作法的最大側(cè)移分別為0.5%H、0.45%H和0.26%H。開(kāi)挖深度小于16m時(shí),鋼筋混凝土支撐和鋼支撐在控制墻體位移上并沒(méi)有明顯差別;開(kāi)挖深度大于16m時(shí),鋼支撐位移明顯大于混凝土支撐。采用逆作法能非常有效地控制墻體側(cè)移;(2)最大側(cè)移與支撐系統(tǒng)的相對(duì)剛度關(guān)系不大,開(kāi)挖坑底隆起對(duì)墻體最大側(cè)移有很大的影響