圖4和圖5表示的是該基坑圍護結構中的兩處咬合樁的側移曲線,分別為186號和52號(其具體位置見圖3)。
由監測數據結果所繪出的樁體側向變形曲線圖可以看出,咬合樁圍護結構樁體的最大側向變形一般均發生在基坑開挖面以上靠近坑底的部位[6]。比較186號樁與52號樁的側移曲線,可明顯看到52號樁的樁頂水平位移和樁體最大側移均比186號樁要大很多。分析其原因,在圖3中可以看出,186號樁位于一號線靠近金禧大酒店一側的基坑邊,由前述其樁徑為1200ｍｍ,而52號樁樁徑為1000ｍｍ。由于圍護樁的樁徑增大,所以其抗彎剛度勢必會相應提高,在基坑內支撐型式相同的情況下,則樁身各部側向變形量相應的會變小。52號樁樁頂最大側移達到了8.5ｍｍ,遠大于186號樁的2ｍｍ。分析原因是由于基坑開挖時第1道支撐加撐不及時,導致開挖后樁體懸臂狀態暴露時間過長所致。綜合這兩個樁體位置與其他測點樁體側移數據來看,絕大部分樁體變形值均滿足要求,最大變形值11.9ｍｍ,小于設計要求的灌注樁、地連墻等圍護結構水平側移限值14ｍｍ。
圖6為基坑外地面沉降隨時間變化曲線。測量從基坑開挖時開始,第1個觀測點(52-1)位于52號咬合樁樁頭,第2個測點(52-2)與第一個測點相距5ｍ,第3個測點(52-3)與第2個測點相距10ｍ(見圖3)。
從圖6中可以看出,在開始測量時地面已經存在微小的沉降。由于場地地下水位埋深較淺(0.8～4ｍ),為了防止基坑開挖時坑內外水位差較大而引起的流砂、管涌等滲透破壞現象,本工程采取的是基坑外井點降水措施。所以可以認定,初始的微小地面沉降是由于基坑開挖前坑外降水引起的。地表沉降會隨著施工過程時間的增大而加大,最大沉降發生在52-2測點處,其次是樁頭測點52-3,而距離基坑最遠的52-1點沉降值已非常小了,說明此位置處地面沉降受基坑開挖影響已很小。
圖7為一號線基坑開挖需重點保護的周圍高層建筑物金禧大酒店的沉降隨時間變化曲線。
從圖7中看出,建筑物在坑外降水時即有一定的沉降,但沉降值很小。而出現沉降最快的時候,正是基坑從開挖至開挖到底這段時間內。而后,這些測點雖然繼續下沉,但下沉的速率明顯變緩,最大沉降值僅為3.5ｍｍ。綜合基坑周圍其他幾幢建筑物的沉降值及地下管線的變形情況來看,最大沉降量在15ｍｍ以內,完全滿足了規范[7]限定對主基坑周圍建筑物和管線的沉降限值20ｍｍ的要求。
4.3 鉆孔咬合樁新工藝的評價分析
從天津地鐵一號線西南角站基坑工程采用鉆孔咬合樁這一新型圍護結構型式的實際施工過程和效果看出,鉆孔咬合樁相比較其他幾種常用的圍護型式有其自身很大的優勢:
(1)咬合樁采用的是全護筒沖弧法,能夠克服不良地質條件下灌注樁成樁困難的問題;
(2)咬合樁采用鋼護筒,不像灌注樁用的是泥漿護壁,可以大大減小泥漿四溢對周圍環境的影響;
(3)咬合樁垂直度比灌注樁好,不會塌孔,下挖過程中如遇到土體內有雜物影響時可以直接下去作業人員對雜物進行清理;
(4)從經濟角度,咬合樁比地鐵隧道基坑常用的地下連續墻結構要省20%～30%的經費,經濟性好。
同時在本次工程的施工過程中也總結出了一些鉆孔咬合樁施工的改進方法,如咬合樁導墻若采用預制結構而代替現澆結構,不僅可以更加方便施工,而且經濟性更好等等。
5 結 論
(1)在本文所涉及的工程地質條件復雜的情況下進行地鐵隧道施工,基坑開挖圍護結構采用鉆孔咬合樁這種新的圍護結構型式,達到了預期的目的;
(2)在基坑工程中,只要圍護結構的擋土和止水效果好,并及時架設支撐,基坑開挖時對周圍環境不會造成太大的影響,完全可以保證緊鄰高層建筑物的沉降變形滿足要求;
(3)基坑外地表沉降會隨著施工過程時間的增長而加大,通過對本工程后續觀測的結果來看,后期的沉降將持續半年左右才逐漸趨于穩定;
(4)鉆孔咬合樁圍護結構型式,當條件適當時,可應用在城市地鐵施工中,一定會取得可觀的社會效益和經濟效益,將會有廣闊的應用前景。
