软土地基深基坑支护中的土压力

【摘要】所谓软土从我们工程建设的角度上讲就是泛指那些抗剪强度低、压缩性大的软弱土层，它的主要成分是饱和软粘土，它往往与泥炭或粉砂交错沉积。在进行基坑建设的过程中，由于它的自身弱点，作为地基，常常成为棘手的工程地质问题。虽然深基坑支护工程属于工程建设中的临时性工程，但其技术复杂性却不逊于永久性的结构工程，它的型号的选择、工程的计算和施工的正确与否，对施工的安全、工期、经济效益有巨大的影响，是保证高层建筑施工顺利的关键技术之一。同时基坑支护水平的好坏也决定着工程建设周围环境的好坏，包括地表建筑的安全性和地下管道和工程设施的安全。本文主要探讨在软土地上进行基坑建设时土压力的的问题及解决措施。

【关键字】软土地基，深基坑，支护，土压力

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

前言

随着我国经济的发展，城市中的用地越来越紧张，这突出表现在密集型的大城市，所以改造开发大型的地下空间来解决用地紧张的问题在这几年已经逐渐成为一种趋势，随着这种趋势的愈演愈烈，地下空间的开发愈来愈大，开挖深度也逐年加深，对深基坑支护技术的需求日益旺盛，要求也越来越高。同时，高楼越盖越高，高楼的稳固与深基坑技术也密不可分。现在，在全国的不同地区，在不相同的地质条件下，深基坑支护技术已经取得不少的成功经验，但是仍存在一些问题需进一步改进或提高，以适应现代化经济建设的需要。比如在软土上进行基坑建设所要面临的一系列问题就是我们必须尽快解决的问题。假如在设计时稍有不慎，在施工过程中不仅会危及基坑本身安全，可能还会殃及临近的建(构)筑物或各种地下设施，从而造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，在软土地基上进行支护工程设计时必须充分考虑软土的工程特性和深基坑工程的复杂性，确保基坑的稳固安全。其中对土压力的研究是极为重要的。

什么是软土地基深基坑支护建设中的土压力

所谓土压力，就是在工程建设中，作用在支护结构和土体界面上的压力，是作用于挡土支护结构中的主要荷载，它的形成是由土层的自身重量，土层所承受的长期的压力所产生的。在大型的深基坑工程建设中，很重要的一项工作就是准确的估算土压力，这对整个基坑建设的顺利圆满完成具有不可忽视的重要作用。根据挡土墙的位移情况和墙前土体所处的应力状态，传统土压力分为静止土压力、主动土压力、被动土压力三种(图2-1)。

对影响软土地基深基坑支护中土压力影响因素的分析

土压力的大小和分布的规律是同支护结构的水平位移方向和大小、土的性质、开挖深度及支护结构物的刚度等众多的影响因素相关，具体的来说。我们可以把它分为以下几种：

一是深基坑建设场地的岩石、土壤的成分状态及其性质特点。不同的地区的土地因为受不同的气候环境，地理环境，人为因素的影响会产生不同的岩石和土壤。它们的组成成分，结构构造，水分含量等等都是各不相同的，对基坑建设中所产生的土压力自然也有着不同的影响，从而产生不同的土压力。

二是不同施工单位在建设基坑支护时对设计参数的选取和测试方法的不同所产生的影响。不同的建设单位有着不同的水平和高度，对建设工程所抱有的理念和设计思想也是不一样的，他们在建设工程的过程中，依据自身的经验在设计时所选取的参数和测试的方法是不一样的。并且，试样都是从建设施工区域的局部取出来的，不同的单位会选取不一样的区域。这就导致对施工现场的岩石和土壤的测试所得到的指标是不一样的，这为接下来工程建设所提供的资料和信息也是不一样的，从而使得在施工的时候，采取不一样的施工方式，所产生的土压力也就必然是不一样的了。

三是施工现场的深基坑支护产生的土压力的计算方法的影响。土压力的计算方法有很多，除了Rankine和Coulomb土压力理论外，目前具有代表性的一些研究成果有：考虑施工过程的土压力增量分析计算方法；考虑开挖深度变化的土压力计算公式；根据桩身弯矩反分析土压力的数值分析方法；考虑时间因素和挡墙位移变化的土压力计算方法等等。不同的计算方法极有可能得到不一样的土压力值，可见，对计算方法的选取也是一件相当重要的事情。

四是基坑的施工现场支护体与土体之间的摩擦力也会对土压力的分布和大小产生影响。不同的支护体与土体之间的接触方式是不一样的，抵抗土压力作用的位置和强度也就是不一样的，支护的刚度、形状、和坑体作用力都会使两者之间的摩擦力产生变化，从而导致土压力的大小和分布情况产生变化。

五是各种其他因素之间的相互作用的影响，包括周围建筑物，施工的时间长度，施工人员的经验，能力和素质以及各种天气等等因素都时时刻刻的对基坑的施工现场产生影响，是土压力的大小和分布发生变化。

对软土地基的基坑建设中的土压力的一些看法和相关解决措施

一是切实加强对土压力相关问题的理论研究。理论永远是实践最好的指明灯，当然也不是空泛的探讨理论，要结合基坑建设的具体实践，配合长期的观察，资料统计来进行研究，争取在计算方法上能有新的更好的突破，对水土本身特征的了解，对压力相关知识的研究等等也必须是相伴的，只有在这些小的细节，各个单元部分上有所掌握和思考，才有可能在整体上找到突破。

二是建立区域性岩土信息管理系统。借助地理信息技术和数据库技术，建立全国范围内，尤其是大中城市区域性的岩土信息管理系统。该信息系统主要包括地层、水系的赋存特征，岩土的结构、组成、力学指标、流场的变化等。信息来源可通过大量已建在建工程的勘探、施工、监测结果，外加适当的补勘成果。拟建工程，可查询相关区域工程特性信息并做必要的补勘修正即可，不仅工程类比性好，且可减小岩土区域性和个性的影响。

三是尽量采用扰动较少的原位测试法获取设计参数，并选择有代表性的区域进行实际土压力的监测，利用这些实测的土压力反分析设计参数，并和原位测试获得的设计参数对比，建立其试验参数的修正关系。

四是加强基坑建设过程中的监测力度和水平，要实时的动态的监测现场施工的流程和情况变化，对每个阶段完成后的土压力及与其相关的因素都做细致的研究，一段发生变化，及时反映情况，做出应对举措，并把参数变化的结果记录在案，为以后的土压力研究提供实际的有效的参考资料和数据，为下一次的工程建设提供参考意见和指导。

五是采用动态支护技术的变形控制理念。基坑工程是一个典型的不确定性系统工程，受不确定因素影响显著” 。完全考虑到所有可能的影响因素并准确度量各因素可能的影响大小是非常困难的。设计中只能做到向真实土压力的无限接近，工程中只能借助于足够安全可靠的支护措施。但不确定因素引起的土压力变化既可能增大，也可能减小，不能一味采用安全系数很大的支护方法，浪费成本和延长工期。实践中可考虑采用能随土压力增减变化而相应动态调节支护能力的支护工艺。

五．结语

基坑开挖与支护技术的发展水平，在一定程度上标志着一个国家工业建设和建筑水平的高度，它从一个侧面反映了这个国家城市建设人员的能力和素质水平。从整个全球的发展和趋势看，我国工程建设技术，尤其在基坑支护水平上，还是有所欠缺的，为了适应经济的告诉发展水平，还必须继续深入研究和开发这方面的技术。软土地基不仅在空间上发生了变化，而且随着时间的变化其性质也在发生变化。众多不确定因素的影响，造成了理论分析结果与实际的差异。因此，在处理软土地基时，应认真进行调查，重视施工过程中的动态观测，随时进行调整。软土地基的处理一定要遵照“因地制宜、综合考虑”的原则进行。在基坑开挖与支护领域中，人们已应用各种手段和技术措施，集中解决了一个又一个工程问题和难题。相信今后在不断完善、认识和提高深化的过程中，必定会将这一工程领域的技术水平推向更新的高度，为岩土工程总体增添更加丰富的内容。通过本文，对软土地基深基坑支护中的土压力做了相应系统而又全面的介绍，对其产生原因和解决措施探讨的比较深入。然而，土压力相关的问题不仅仅只有这些，各方面的看法和理解也是各不相同的，鉴于土压力问题在基坑建设中的重要地位，对其的研究是不能停止的，各个研究者的相互交流探讨也是相当重要的。希望土压力的研究在未来的几年时间内能有长足的进步，为基坑建设提供更好的参考依据。

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