软弱地盘32 m深开挖案例探讨

摘要：文章主要以目前台北市大面积开挖深度最深的建筑案例为研究对象，该案例以施作扶壁式连续壁进行改良，以提高挡土结构物的劲度，经比对基地连续壁侧向位移监测结果显示，施作扶壁侧的连续壁可降低约40％无扶壁侧连续壁最大侧向位移量，对于邻近建筑物保护具有显著的改良成效，文章的分析以供类似工程参考。

关键词:软弱地盘；深开挖

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）26-0168-02

台北盆地中的基隆河流域沉积平原，地层中多由深厚的软弱粘土层所组成，此软弱粘土一般具有以下特性：自然含水量等于或高于液性限度，SPT-N值约介于1～4之间，具极软弱至软弱稠度；灵敏性高，地层极易受扰动而导致不排水剪力强度大幅降低的情形。

在上述厚层软弱粘土层中，为确保开挖区内的稳定性及区边建物的安全，挡土壁往往须贯入开挖面下一定长度，且由于被动侧土压力过小，在深开挖过程中挡土壁将产生较大侧向位移，同时也将引起开挖区外侧地面及建物过量沉陷，危及建物及公共安全。本文主要介绍目前台北市建筑基地中大面积开挖深度最深的工程案例，并针对其利用扶壁式连续壁进行改良的成效进行探讨。

1 工程及邻近建物概况

1.1 工程概况

本工程基地位于台北市八德路四段、东宁路及市民大道间，基地长约125 m、宽约125 m，建筑面积约16 485 m2，本建筑物为地上12层、地下8层的休闲购物中心，地下3层以下为钢筋混凝土结构；地下3～5层为SRC/S结构；而地面层以上则为钢结构。整区的最终开挖深度约为31.68 m，是目前台北市建筑基地中开挖深度最深工程。地下室挡土结构采用1.5 m厚、52 m深达卵砾石层的连续壁，分成九阶（地下8层）进行开挖，并采用逆打方式配合临时支撑施工构筑。

1.2 邻近建物概况

有关本基地周围建物概况简述如下：①基地西北侧，有十栋3～4层的楼房，其基础型式均为部分地下室；②基地西侧，该侧紧邻公园广场，公园广场西侧隔11 m宽的巷道（八德路106巷）是4～5层民房，基础多属独立基脚，仅少数楼房有部分地下室，而靠近北侧巷口的7层楼房，则采地下1层的筏式基础；③基地北侧隔22 m宽的八德路为2～9层的楼房，除7～9层的楼房采用地下2层的筏式基础外，余下2层楼的民房均无地下室；④基地东侧隔22 m宽的东宁路为4层楼房，其基础型式多为部份地下室；⑤基地南侧，隔8~9 m的市民大道与台北市铁路地下明挖覆盖隧道的临时挡土结构相邻，该隧道的挡土措施系采用厚度1 m，深度24 m的连续壁构筑，开挖深度约11～13 m，已构筑钢筋混凝土隧道箱涵供双线铁路通行。

2 土层及地下水概况

2.1 土层分布概况

2.2 地下水位及水压分布

本基地浅层的地下水位约在-0.5～1.5 m之间，且在-10 m以内大致呈静态水压分布，而其下方土层的地下水压则略低于静态水压，甚至在-32 m以下，地下水压平均较静态水压低约14 t/m2，基地简化土层参数如表1所示。分析系受过去台北盆地景美砾石层抽水的影响，唯自地下水抽水管制后，景美层地下水压自1984年起普遍已有逐年回升的趋势。

3 建物保护工法

一般开挖引致邻近地表沉陷的原因，主要有挡土壁构筑、基地内开挖和抽降基地内地下水等三部份，而在软弱土层中又以开挖所引致沉陷属最主要部分。本基地开挖面以上的土层，大部分为软弱粘土层，因粘土层具潜变的特性，且基地四周除建物外，又有台北市地铁从旁经过，考虑本深开挖工程可能对邻近建物及铁路隧道造成不良影响，因此如何有效降低开挖引致壁体过量变形，便为建物保护的首要课题。有关软弱土层的建物保护工法，一般可分为下列几项：①加大壁体劲度─如加大壁厚或采T型壁；②加大支撑劲度与预力─如增加支撑断面、层数及预压力； ③地中扶壁或地中壁； ④地中梁；⑤地中版及深层混合地质改良（SMW）。

4 监测结果分析

基于施工安全考虑，本基地于连续壁施工前即完成沉陷观测点及建物倾斜计的装设工作并定期进行量测，另配合连续壁的构筑，同时进行壁体内倾度管及钢筋计的装设作业，其余监测仪器则于开挖施工前装设完成。本文仅就至筏基开挖完成后壁体内倾度管及沉陷观测点监测结果分析说明如下。

4.1 连续壁侧向位移

4.2 基地周围沉陷量

5 结论与建议

①在软弱土层中进行深开挖工作，需要考虑适当的建筑物保护工法，以达建筑物保护及施工安全的目的。经本案例显示，扶壁式连续壁约可降低40％\无扶壁连续壁最大侧向位移量。

②由基地四周的沉陷观测点监测结果显示，基地北侧的建筑物因采用扶壁式连续壁进行保护，建筑物沉陷量多小于警戒值；西北侧建筑物因距连续壁最近，建筑物沉陷量虽有部分超过行动值，但其倾斜量均在建筑物容许范围内，分析扶壁式连续壁亦发挥保护功效。而由现场建筑物的实际状况显示，因开挖导致非主结构体的邻损确有发生，但并不影响其房屋结构的整体安全，而施作扶壁式连续壁确实可降低因开挖导致的建筑物沉陷量，对于邻房保护具有显著的改良成效。

参考文献：

[1] 何政道,陈水龙.台北市软弱地基改良后之深开挖分析.岩土工程学报,2008,(2).