0 引言

　　国民经济快速发展和城市化进程的不断推进促进了地下工程的快速发展，深大基坑的大量涌现使得施工难度不断加大^[1]，基坑开挖对周边建(构)筑物的环境效应明显增大，变形控制难度增大，基坑开挖方法的不断优化成为工程人员探索的新方向。以天目山路提升改造工程为依托，探究基坑分区开挖对基坑变形控制影响的优劣。

　　1 工程概况

　　环城北路—天目山路提升改造工程01标段某明挖段长158.895m，宽35.1～42.7m，基坑开挖深度13.300～25.508m。基坑底面标高4.400m，地下连续墙施作深度34m。

　　根据土体勘察结果，对基坑开挖影响较大的土体自上而下主要包括碎石类、素填土、淤泥质黏土、粉质黏土、碎石夹黏土、含砾粉质黏土、碎石夹砂黏土和风化基岩，基坑开挖范围内土体分布如图1所示。

　　图1 基坑开挖范围内土体分布  

　　2 工程施工难点

　　2.1 基坑周边建(构)筑物多，变形控制要求高

　　本明挖基坑位于天目山路上，道路宽约60m，为双向6车道，属杭州市交通要道，车流量大，交通繁忙，其南、北两侧建筑物繁多。基坑北侧为地上21层、地下2层的支付宝大楼，采用直径0.6m桩基础;基坑南侧为地上21层、地下2层江南电子大厦，其基础采用深19m钻孔灌注桩;在基坑西南侧还有一座高14m浙江省博物馆分馆，其基础形式为浅基础，道路两侧还有众多小型建(构)筑物。为保证基坑周边道路和建(构)筑物的正常使用，在基坑开挖过程中应严格控制基坑变形。基坑周边建筑平面如图2所示。

　　图2 基坑周边建(构)筑物平面分布  

　　2.2 基坑开挖跨度大，支撑架设难度大

　　基坑开挖长158.895m，宽35.1～42.7m，开挖深度13.300m～25.508m，基坑开挖范围大，为控制基坑变形，支撑架设密度大，且由于基坑开挖宽度大，使得钢支撑稳定性不易控制。

　　3 变形控制措施

　　3.1 分段分区开挖

　　根据基坑开挖“时空效应”理论^[2,3]，基坑开挖施工期对周边建(构)筑物变形影响最为显著。为尽可能减小基坑开挖期间对周围建(构)筑物变形的影响，采用分区开挖的方法。

　　分区开挖遵循“由上而下、竖向分层、纵向分段、掏槽检缝，先支撑后开挖及无腰梁掏槽开挖、有腰梁岛式开挖”施工原则。为控制基坑变形，钢支撑架设时采取先掏槽架设钢支撑，再开挖支撑两侧土体的架撑模式，保证开挖质量。为了不因分层开挖高度过大影响挖掘机械倒运作业，分区开挖时，每层开挖宽度宜设置为6m，开挖坡度为1∶3.5。同时为减小地下连续墙的变形，两侧预留土堤对其进行反压。分区开挖剖面如图3所示。

　　图3 基坑分区开挖剖面  

　　3.2 基坑支撑架设

　　为有效控制基坑开挖过程中基坑变形对周围环境的影响，基坑开挖过程中应及时架设支撑以确保施工安全。基坑开挖宽度最大处达42.7m，增大了支撑失稳风险，同时基坑开挖深度和宽度自西向东逐渐增大，为适应施工要求，支撑架设形式自西向东依次变化。钢支撑均为800mm(t=16mm)，架设位置分段布置如图4所示。

　　图4 支撑架设方案  

　　钢支撑架设就位后，为使地下连续墙、钢腰梁、钢支撑结合紧密，并有效减少基坑外地层沉陷及减少围护墙体向内的位移，支撑安设好后，施加向外的预加轴力，大小为各道钢支撑轴力标准值的50%～70%;钢支撑设有复加预应力装置，以保证当施工环境变化时，可及时调整预应力大小，保证支撑架设的有效性。

　　当地下连续墙水平位移超过警戒值时，可适当增加钢支撑预应力以控制墙体变形;第1次加预应力后12h内观测预应力损失及墙体水平位移，并复加预应力至设计值;当昼夜温差过大，导致支撑预应力损失时，低温时段应立即复加预应力至设计值。

　　4 现场监测

　　为及时掌握基坑开挖过程中基坑自身变形及对周边建(构)筑物的影响，开挖前现场埋设监测点。基坑南、北两侧各布置7排地表沉降监测点，东、西两侧各布置2排地表沉降监测点。基坑四周布置14个水平监测点，地下连续墙测斜和沉降测点共54个，测点布置按照GB 50497—2019《建筑基坑工程监测技术标准》^[4]实施。

　　4.1 地下连续墙水平位移

　　徐中华等^[5]、李淑等^[6]、Clough等^[7]对围护结构变形进行统计分析可知，地下连续墙最大水平位移随着基坑开挖深度增大而增大，中硬度地质和砂土地区地下连续墙水平位移较软土地区小，上海软土地区和本地区地质状况有很大相似性，本工程采用基坑分区开挖方式可有效减小地表水平位移。

　　4.2 地下连续墙沉降

　　地下连续墙最大沉降随着基坑开挖深度增大而增大^[5,6,7]，其规律与水平位移规律基本相似，但本工程地下连续墙最大沉降较北京砂土地区小，主要是因为北京砂土地区含水量较高，基坑降水造成的土体沉降无法瞬时完成，施工期间地下连续墙最大沉降大于本工程沉降;中硬度地质地区地下连续墙沉降仍小于软土地区。

　　4.3 周边建筑物变形

　　选取基坑施工期间邻近建筑物南、北两侧代表性测点，沉降-时间曲线如图5所示(图中负值表示沉降)。

　　图5 建筑物沉降-时间曲线 

　　由图5可知，基坑开挖引起周边建筑物沉降，沉降自围护结构施工期间开始，随时间增长沉降不断增大，最大沉降为10.2mm，但后期随着基坑开挖逐渐完成，沉降速率逐渐减小，且有小幅度回弹上升，最终趋于稳定，各测点最大沉降远小于施工变形控制指标。

　　由以上分析可知，基坑施工期间地下连续墙水平位移、地表沉降、邻近建(构)筑物沉降均小于对应的变形控制指标，且小于相似地质条件下变形统计数据，这充分说明，采用分区开挖方法可有效控制基坑施工期间环境效应。

　　5 结语

　　工程实践表明，在基坑周边环境复杂、基坑跨度大、开挖范围广且变形控制要求高的情况下，分区开挖可有效减小基坑开挖引起的变形。现场监测数据结果表明，地下连续墙水平位移、地表沉降、邻近建筑物的变形均小于对应变形控制指标。这说明在软土地区进行深大基坑开挖时，采用分区开挖是控制变形的有效方法。