由灌注樁或連續(xù)墻成槽施工引起的地表沉降

第第頁由灌注樁或連續(xù)墻成槽施工引起的地表沉降地下連續(xù)墻施工時(shí)一般要按照適合施工條件的長度劃分槽段，每個(gè)槽段的施工流程包括導(dǎo)墻施工、槽段開挖及混凝土澆筑等階段。一般導(dǎo)墻的深度為2~3m，導(dǎo)墻的開挖一般為無支撐開挖，其開挖引起的地表沉降量一般不大。連續(xù)墻成槽施工時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)變化較為復(fù)雜。正常施工狀況下，在穩(wěn)定的泥漿中成槽會(huì)使得連續(xù)墻單元周圍土體的應(yīng)力狀態(tài)由原來的狀態(tài)改變至穩(wěn)定的液壓平衡狀態(tài)。由于穩(wěn)定的泥漿液壓與原先溝槽內(nèi)的水、土壓力并不一致，并且液壓通常較小，因此引起連續(xù)墻溝槽周圍一定范圍內(nèi)的土體的側(cè)向總壓力減小,土體應(yīng)力重新分配,從而導(dǎo)致溝槽單元附近的土體發(fā)生側(cè)向變形，進(jìn)而導(dǎo)致地表沉降，當(dāng)連續(xù)墻周圍存在建(構(gòu))筑物時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致建(構(gòu))筑物的沉降。當(dāng)混凝土澆筑完成后，由于混凝土的重度大于泥漿的重度，單元內(nèi)所形成的側(cè)壓力大于溝槽開挖時(shí)的穩(wěn)定泥漿液壓,使得原先溝槽開挖引起的側(cè)向位移有回復(fù)的趨勢，但此時(shí)地表沉降并不會(huì)有多大的變化。連續(xù)墻成槽施工引起的地表沉降已經(jīng)引起工程界的關(guān)注，但由于開挖過程復(fù)雜，且實(shí)測資料較少，相關(guān)研究成果也較少。Cowland25]的研究表明，連續(xù)墻溝槽開挖至主體開挖之前階段的總變形量可高達(dá)主體開挖總變形量的40%~50%。Clough和O'Rourke26]根據(jù)位于砂土、軟到中等硬度黏土及硬到很硬黏土地層中的多個(gè)基坑工程案例的沉降觀測資料研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)墻槽壁開挖引起的最大地表沉降量與溝槽深度的比值可達(dá)0.15%，其地表沉降分布如圖28-10所示，地表沉降的影響范圍達(dá)到兩倍左右的溝槽深度。雖然地表沉降與槽段開挖深度的比值并不算大，但當(dāng)槽壁深度較大時(shí)，產(chǎn)生的地表沉降也會(huì)很顯著。例如，圖中的香港工程實(shí)例的連續(xù)墻槽壁深度為37m，其產(chǎn)生的地表沉降高達(dá)到50mm，其它工程案例的地表沉降一般介于5mm~l5mm之間。Ou06]發(fā)現(xiàn)臺(tái)北捷運(yùn)工程中單一槽段施工引起的最大地表沉降約為0.05%倍的槽壁開挖深度(如圖28-11所示)，沉降影響范圍約為1.0倍的槽段開挖深度，最大沉降量約為10mm~15mm。多幅連續(xù)墻槽段連續(xù)施工引起的最大地表沉降為0.07%倍的槽段開挖深度(如圖28-11所示),沉降的影響范圍約為1.0倍的槽段開挖深度。多幅連續(xù)墻槽段施工引起的最大地表沉降發(fā)生的位置及其影響范圍與單一槽段單元施工基本相同。整個(gè)連續(xù)墻施工完成后引起的地表沉降較單一槽段單元及多幅槽段單元施工引起的地表沉降量要大,最大沉降量達(dá)到0.13%倍的槽段開挖深度。文獻(xiàn)[27]根據(jù)CloughandO'Rourke26、Thompson28]、Carder29]、Cardereta/30]等的實(shí)測結(jié)果，給出了在硬黏土中灌注樁施工引起的土體側(cè)移和地表沉降的情況，分別如圖28-12和圖28-13所示。從圖28-12可以看出，咬合樁施工引起的周圍土體側(cè)移較灌注排樁引起的側(cè)移要大，前者可達(dá)0.08%倍的圍護(hù)墻深度，而后者則一般不大于0.04%倍的圍護(hù)墻深度。咬合樁和灌注排樁施工引起土體側(cè)移的影響范圍基本相近，均可達(dá)15倍的圍護(hù)樁深度。從圖28-13可以看出，大部分咬合和灌注排樁施工引起的地表沉降小于0.05%倍的圍護(hù)樁深度，但也有少部分達(dá)到0.15%倍的圍護(hù)樁深度。咬合和灌注排樁施工引起的地表沉降相差不大，沉降的影響范圍一般可到2倍圍護(hù)樁深度。圖28-12和圖28-13可作為預(yù)估灌注樁施工引起的土體側(cè)移和地表沉降的參考。文獻(xiàn)[27]還給出了在硬黏土中地下連續(xù)墻成槽施工引起的土體側(cè)移和地表沉降的情況,如圖28-14所示。從圖28-14(a)可看出，帶扶壁連續(xù)墻的施工引起的土體側(cè)移略大于平板連續(xù)墻，實(shí)測的土體側(cè)移一般小于0.07%倍的連續(xù)墻深度，側(cè)移的影響范圍約為1.5倍的連續(xù)墻深度。從圖28-14(b)可看出，帶扶壁連續(xù)墻的施工引起的地表沉降與平板連續(xù)墻基本相當(dāng)