软土地区深基坑施工中的基坑变形控制

【前言】软土地区深基坑施工中的基坑变形控制由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1、坑底土体隆起。坑底隆起是垂自向卸载而改变坑底土体原始应力状态的反应，在开挖深度不大时，坑底土体在卸载后发生垂自的弹性隆起。当围护墙底下为清孔良好的原状土或注浆加固土体时，围护墙随土体回弹而抬高。随着开挖深度增加，基坑内外的土而高差不断增大，当开...

【摘要】随着城市建设的持续、快速发展，如何控制软土密集城区中深基坑工程的安全稳定和变形，避免由于基坑卸载变形过大导致周边环境和设施的沉陷、开裂、破坏，已经成为目前一个迫切而重要的课题。笔者结合多年工作经验给出了控制基坑变形的建议，相信本文的分析将对同行们加深基坑变形的认识方面有所裨益。

【关键词】软土地区；深基坑施工；基坑变形；控制措施

随着工程建设的发展， 高层、超高层建筑的发展和人们对地下空间的开发和利用日益增多， 基坑工程不仅数量增多， 而且向着更大、更深的方向发展。由于基坑工程常常在闹市区施工， 不仅要保证基坑自的稳定安全， 而且要保证周围建筑物的安全和正常使用。软土地区， 其工程地质和水文地质条件较差， 土体具有高含水量、高灵敏度、高压缩性、低密度、低渗透性和流塑等特点， 更增加了基坑工程的难度。随着变形控制设计理论在工程中的应用， 开展基坑工程变形性状研究分析具有重要意义。

一、深基坑变形机理研究

1990年，Clough对深基坑开挖引致的变形进行了较全面的研究，他将深基坑变形分为两种：一种是基坑开挖和支撑的基本过程引起的变形；另一种则是由于相关的施工活动如墙体的施工、基础的施工或支撑的拆除等引起的变形。他认为只考虑引起变形的主要原因，就能将变形的预测限制在较合理的范围内 。从以上研究中可以得出，影响基坑变形的主要因素包括：

1、坑底土体隆起。坑底隆起是垂自向卸载而改变坑底土体原始应力状态的反应，在开挖深度不大时，坑底土体在卸载后发生垂自的弹性隆起。当围护墙底下为清孔良好的原状土或注浆加固土体时，围护墙随土体回弹而抬高。随着开挖深度增加，基坑内外的土而高差不断增大，当开挖到一定深度，基坑内外而高差所形成的加载和地而各种超载的作用，就会使围护墙外侧土体产生向基坑内的移动，使基坑坑底产生向上的塑性隆起，同时在基坑周围产生很大的塑性区，并引起地而沉降。

2、围护墙位移。围护墙墙体变形从水平向改变基坑土体的原始应力状态而引起地层移动。基坑开挖后，围护墙便开始受力。在基坑内侧卸去原有的土压力时，在墙外侧则受到主动土压力，而在坑底的墙内侧则受到全部或部分的被动土压力。

二、基坑变形控制措施

1、先期预控。首先根据工程实际类型和特点以及相关工程经验，确定基坑支护结构及周围地层变形的控制目标，对基坑进行变形分析，将预测的变形与控制目标对比，如果预测的变形超出控制目标，则对支护结构设计进行调整，或是采取地基加固措施，自到满足变形控制要求。根据工程的特点及变形控制目标设计详细的施工方案及监测方案。施工方案设计时，不仅要确定合理的开挖与支撑顺序、挖土参数（分层厚度、分段长度、开挖与支撑时间等）、安全措施等，还要充分考虑施工中可能出现的不利影响因素或险情，做好技术保障措施，保证在出现险情时能够及时采取措施制止。制定监测方案时，对预测变形较大的部位要进行加密观测。

2、优化深基坑地下水治理措施

基坑开挖前一个月左右，需要设置坑内井点降低地下水位并加以排除，使坑内上体通过排水固结达到一定强度，从而提高坑内上体的水平抗力，减少基坑的变形量，增强基坑稳定性，减少坑底上体的隆起。基坑降水以不影响临近建筑物和地下管线的安全为原则，为此在坑内外设置足够的观察孔，并在坑外设地而沉降观察点和回灌井，必要时应采取回灌措施，确保防止因围护墙渗漏水而使坑外四周的地下水位也下降，造成对其坑周边的管线、道路及建筑物的破坏。如需抽降承压水，要严格控制承压水的抽降时间与抽降深度，底板硅施工完毕的地段随即停止抽水。承压水抽降高度应根据观测井内测得的承压水位来确定。

3、科学安排深基坑开挖施工

深基坑开挖施工应该遵守“分段、分层、分块挖土，先中间后两边，随挖随撑，限时完成”的原则科学安排深基坑开挖施工，确保深基坑变形在安全范围之内。 另外，施工过程注意深基坑纵向入坡的坡度要小于安全坡度，控制在1：1..5左右，从坑底到坑顶的总坡度一般控制在1：3，上下道支撑之间层坡要适中，坡度过缓造成近坡脚处无支撑暴露面积过大，围护墙容易变形，过陡则坑内排水不畅，容易产生坍方滑坡。

4、加强深基坑施工现场管理措施

施工场地狭小，更加需要施工单位事先合理确定位置，以便堆放大型施工机械设施及施工材料，避免施工设施和建材就近堆放在基坑边，导致围护结构的变形。对土方应及时清理运走，避免将土方临时堆在基坑开挖而的边上，引发基坑滑坡。施工过程切实落实安全生产措施，对支撑轴力、围护结构的位移沉降变形、地表沉降、管线的位移沉降、周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化等数据进行专人监测，并事先准各好各种情况的应急措施，确保安全生产，确保基坑变形始终控制在允许范围内。

三、未来基坑变形控制发展方向

深基坑变形的允许值国内以前没有统一的标准，各地区在工程实践中都是结合各自地区经验和具体问题来确定。上海、广东、浙江、湖北、山东等地都根据当地实际情况颁布了相应的地方标准，对建筑基坑工程监测作了系统而具体的规定，标志着我国基坑工程监测技术正日趋成熟。

另外，随着城市快速发展和轨道交通建设的快速推进，各城市的基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境将更加复杂，深基坑开挖与支护的难度越来越大，这对岩土工程界来说既是机遇，又是一项挑战。因此，未来我国关于深基坑、大基坑在设计和施工方法上需要借鉴国内外先进经验，寻求突破，这将会成为基坑工程发展的重要方向。

首先，目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。

其次，为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，提高支护结构被动区土体的强度的方法，也将成为控制变形的有效手段被推广。

再次， 针对软土的特性，考虑时空效应法开挖技术，定量地计算及考虑时空效应法基坑开挖和支撑施工因素对基坑内力和变形的实际影响，有效地减小地层流变性对基坑受力和变形的不利影响。

最后，通过计算机对基坑施工过程中的变形进行信息化监测，提供施工过程中支护体系及环境的受力状态以及变形数据，并且可以及时反馈数据，通过分析数据，适时地进行加固，实现对变形的控制，保证基坑的稳定和安全。

参考文献：

[1]凌治平，易经武.基础工程[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2] CloughW， 0'Komlce' T D .Constmction induced movenents of insitu walls proceedings， ASCL， Conference on Design and Perfomance of Earth Retatining Structures， Geotechnical Special Publication，ASCE，New York，1990， 25：439-470.