某膨胀土基坑支护综合处治

摘要：由于膨胀土显著地胀缩性往往对膨胀土地区的基坑支护带来巨大的麻烦。本文介绍了膨胀土的对基坑工程造成危害的原因，结合某基坑支护工程施工对膨胀土基坑支护进行了实践，探讨了膨胀土基坑支护的技术。

关键词：膨胀土；胀缩性；基坑支护

1概述

膨胀土是一种含一定数量亲水矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石等），并且有特定结构的非饱和性粘土，同时具有显著地吸水膨胀和失水收缩两种变形特征的粘性土。在建筑工程中，由于膨胀土中含水量的变化而发生相应的膨胀或收缩变形，特别是地基中膨胀土厚度不一，均匀性不一，不同部位膨胀应力和产生的膨胀收缩应变不一样，容易导致地基土的不均匀隆起或下陷，使得建筑物墙体、地面开裂或下陷，引发各种工程问题和地质灾害，给社会带来了巨大的损失。70年代中期，我国开展了大规模的膨胀土普查工作，建立了科学研究实验基地[1]。从此，我国对膨胀土的研究不断深入，提出的解决膨胀土工程问题的方法也日趋完善。

2膨胀土基坑边坡破坏机理

土体膨胀性及缓倾结构面发育程度是控制边坡稳定的内因，雨水，地表水入渗是引起边坡失稳的主要外因[2]。内在因素包括土的类型，物质的组成结构和类型等，外部环境因素包括地形地貌条件，地下水作用，气候条件等。连续破坏滑动面的形成和土体抗剪前度的衰减是膨胀土边坡失稳的主要过程。在基坑开挖初期，由于临空面土体应力状态的改变和风化作用的影响，开始出现剥落和冲蚀类型的变化。此时水分更容易渗入，导致了结构面的强度大幅衰减，导致膨胀土边坡局部的剪应力超过土体抗剪强度，产生膨胀、溜塌的局部破坏。随着外界干湿环境的交替循环，膨胀土产生反复胀缩，则变形增加。随着变形的增加，土体的抗剪强度明显衰减，此时的残余强度远低于峰值强度，边坡失稳发生。因此对于在膨胀土地区的基坑支护应从边坡失稳的原理入手防患于未然。

3工程实例

3.1工程概况

拟建工程场地类似矩形，拟建建筑为一栋五层综合楼，用地范围内设1层地下室（开挖深度约为6.4m，局部开挖深度8m）。拟实施基坑周长为524.25m，面积为9957.6O，初步估算开挖土方为71196.8m?（实方）。

3.2水文地质条件

地下水位埋深2.00～3.00m，地下水主要接受大气降水补给，总体向西南方向径流，因场地地基以粘性土为主，地下水位季节性影响动态变化较小。拟建地块地形平整，场地地基以粘土为主，其绝大多数区域内的膨胀土具有弱膨胀性，少数区域内的粘土具有弱～中膨胀性。场地地基岩土由第四系人工填土层，第四系残坡积层，第四系冲洪积层构成。按物理力学性质及其工程地质特性可分为5工程地质单元层和1个透镜状夹层。各土层主要物理指标及膨胀性能如表1所示。

3.3支护措施

依据本工程的地质条件整体上采用的支护结构为支护桩+挂网喷射混凝土面板+土钉墙。土钉墙是由土钉（包括网面）与土体共同作用形成的复合土体，较完备地保持了墙后土体原有的结构完整性，从而有效遏制了膨胀土的侧壁膨胀力，该技术对于膨胀土的基坑支护还是行之有效的。由于基坑底部已经能排除膨胀土的影响，在基坑底部应用支护桩能起到有效的加固作用。

在局部加深（电梯井和集水井）区域，大部分加深深度为1.1m，部分加深深度为2m。加深深度为1.1m部分沿用原有支护体系采用复合土钉墙支护。加深深度为2m部分经讨论后有两种支护方案：A、采用复合土钉墙支护。B、采用贴墙人工挖孔桩及桩间短锚杆支护。如下表2所示并对这两种方案进行了综合评价。

3.4效果评价

此方案在施工过程中，保证了基坑周边建筑物，地下管线和市政设施的安全。同时在基坑的使用年限内支护结构安全可靠，且经济合理，满足工期要求，充分考虑了后续工程衔接。在建筑施工期和使用期的监测数据中尚未发现有超过允许值得偏差。因此，这个工程的基坑支护是成功的。

4结语

在实际施工过程中，根据基坑的深浅、周围环境、地质条件以及作业条件的差异，所采用的支护方式也不同。施工方案选择时，可以选择其中一种也可多种结合使用。无论哪种支护方案都必须因地制宜，安全可靠，经济合理，讲求实效。保证支护结构的安全，控制支护结构变形，保证基坑周边建筑物，地下管线和市政设施的安全。同时应建立和重视基坑施工期和使用期的沉降变形监测工作，以便及时发现问题，及时处理。

参考文献

[1]贾东亮，丁述理等. 膨胀土工程性质的研究现状与展望[J].河北建筑科技学院学报（社会科学版） ，2003 ，（1）： 33-39

[2]蔡耀军，练操，王小波等.膨胀土边坡破坏机理原型试验研究.工程地质学报.2012.20.138

[3]丁振洲，郑莹人，王敬林，等.某膨胀土挖方边坡的综合处治.工业建筑，2007，37（3）：61