深基坑工程軟土地基處理技術(shù)要點(diǎn)探析

萬長發(fā)（江西有色地質(zhì)探礦工程院，江西 南昌330038）

深基坑工程軟土地基處理技術(shù)要點(diǎn)探析

萬長發(fā)（江西有色地質(zhì)探礦工程院，江西 南昌330038）

隨著我國現(xiàn)代化城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，城市的建筑越來越多，在建筑施工過程中，深基坑支護(hù)技術(shù)逐漸顯示出其重要性?；又ёo(hù)系統(tǒng)是保障施工質(zhì)量和施工安全的重要條件。本文就主要針對(duì)深基坑工程軟土地基處理技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并對(duì)影響基坑變形機(jī)理的產(chǎn)生、危害提出了控制措施。供同行參考。

軟土地基；深基坑；變形；控制

引言

隨著我國建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展，深基坑的施工數(shù)量相比以往單個(gè)基坑的施工數(shù)量，逐漸呈現(xiàn)出增長趨勢，即出現(xiàn)了較多的群基坑施工項(xiàng)目。尤其在大中型城市的大型施工項(xiàng)目中，群基坑的數(shù)量日益增多。而由于一些工程的實(shí)際需要，許多建筑物必須建在地質(zhì)條件復(fù)雜的軟土地區(qū)，此類地區(qū)的深基坑施工是土木工程界及巖土工程界的一大難題。尤其軟土地基具有地下水位高、淤泥層淤泥粘聚力及內(nèi)摩擦角小，基坑側(cè)壁受水平荷載大易失穩(wěn)等難題，給深基坑工程的施工帶來了很大的挑戰(zhàn)，因此，本文對(duì)軟土地基深基坑施工的若干具體問題進(jìn)行了分析。

1 軟土地基深基坑施工特點(diǎn)

軟土地基土層基本為飽和流塑或軟塑粘土，抗剪強(qiáng)度低，低透水性，高含水量，高靈敏度，高壓縮性，具有明顯的流變特性，而且面臨海水、滲透、侵蝕和海水高低潮擾動(dòng)的影響?；油馏w在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下隨暴露時(shí)間的延長產(chǎn)生移動(dòng)是不可避免的，特別是剪應(yīng)力較高的部位，如在坑底下墻內(nèi)被動(dòng)區(qū)和墻低下的土體滑動(dòng)面，都會(huì)因?yàn)閲o(hù)結(jié)構(gòu)暴露時(shí)間過長而產(chǎn)生位移，以至引起基坑變形，這種軟弱流變的地質(zhì)條件造成了軟土地基深基坑施工的難度較大。

2 軟土地基深基坑施工變形與控制措施

2.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)

對(duì)于軟土地基深基坑工程來說，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是變形的易發(fā)區(qū)域。通常而言，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形主要集中在：水泥攪拌樁止水帷幕施工、地下連續(xù)墻成槽、大直徑、密排灌注樁成孔以及錨桿施工的施工過程中。雖然以上施工過程產(chǎn)生變形的機(jī)理不同，但是導(dǎo)致基坑變形產(chǎn)生的危害卻是一致的，即通常都會(huì)導(dǎo)致鄰近建筑物的沉降。如果深基坑建筑工程位于管線或隧道附近的話，那么其變形就可能引發(fā)鄰近隧道、管線的變形。

針對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形問題，當(dāng)前使用較多的控制方法主要有：在進(jìn)行水泥攪拌樁止水帷幕施工時(shí)，要在攪拌樁與建筑物之間設(shè)置隔離樁排，除此之外，在實(shí)際的施工過程中，要注意減少注水量，這樣才能達(dá)到控制變形的作用；在進(jìn)行地下連續(xù)墻成槽施工時(shí)，同樣需要設(shè)置隔離樁排。同時(shí)，要盡量縮短槽段的長度，這樣能夠有效控制地下連續(xù)墻成槽施工中產(chǎn)生的變形；在進(jìn)行深基坑的錨桿施工時(shí)，通常會(huì)采用一些其他的內(nèi)支撐形式，或者通過在實(shí)際施工過程中增加防水、砂流失工序，從而對(duì)其變形進(jìn)行有效控制；在進(jìn)行大直徑、密排灌注樁的成孔施工時(shí)，要實(shí)行跳打的打樁模式，同時(shí)對(duì)土泥漿護(hù)壁進(jìn)行膨潤，這樣能夠有效控制大直徑、密排灌注樁成孔造成的軟土深基坑變形。

2.2 降水

從事軟土地基深基坑施工的技術(shù)人員都知道，除了在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中會(huì)導(dǎo)致深基坑變形外，深基坑的基坑降水工程同樣會(huì)導(dǎo)致軟土地區(qū)的深基坑變形。通常來說，在深基坑降水階段，引發(fā)其變形的因素主要有：開挖前的坑內(nèi)降水、疏干降水以及抽降承壓水工程。雖然以上施工過程產(chǎn)生變形的機(jī)理不同，但是除開挖前的坑內(nèi)降水工程外，其他降水工程導(dǎo)致基坑變形產(chǎn)生的危害卻是一致的，即都會(huì)導(dǎo)致鄰近建筑物沉降、隧道、管線變形等等。

針對(duì)基坑降水引發(fā)的軟土地區(qū)深基坑變形問題，當(dāng)前使用較多的控制方法主要有：在進(jìn)行開挖前坑內(nèi)降水工作時(shí)，可以通過事先設(shè)置水平支撐，或者分段、分層降水，從而達(dá)到減小基坑變形可能性的目的；在進(jìn)行疏干降水工作時(shí)，需要事先設(shè)置止水帷幕，然后讓止水帷幕進(jìn)入到隔水層之中?；蛘卟捎每油饣毓嗟姆绞竭M(jìn)行疏干降水，這樣可以有效減小疏干降水導(dǎo)致軟土地區(qū)基坑變形的可能性；在進(jìn)行深基坑抽降承壓水工作時(shí)，可以通過減少抽水量、截?cái)喑袎汉畬踊蛘叱袎汉畬踊毓嗟姆绞?，來減小軟土地區(qū)深基坑降水導(dǎo)致變形的可能性。

2.3 開挖階段

眾所周知，對(duì)于深基坑尤其是軟土地基的深基坑來說，開挖階段造成深基坑變形的可能性要大于以上工程造成深基坑變形的可能性。通常來說，在深基坑的開挖階段，可能會(huì)造成其變形的因素主要有：樁、墻的水平移位或坑底的隆起。對(duì)于樁墻水平移位來說，其可能導(dǎo)致的深基坑變形機(jī)理為：坑內(nèi)外壓力差較大、坑外荷載過大以及水平支撐膨脹、收縮等等；而對(duì)于坑底隆起來說，其導(dǎo)致的基坑變形機(jī)理則是：樁、墻插入深度小、減載土體回彈、地下水向坑內(nèi)滲流以及承壓水揚(yáng)壓力。同樣，深基坑開挖階段引發(fā)的基坑變形，可能造成鄰近建筑物的沉降、管線、隧道的變形以及樁、墻的差異性變形，如果變形嚴(yán)重的話，甚至可能造成工程樁斷裂。

針對(duì)開挖階段引發(fā)的深基坑變形，常見的控制方法主要有：樁、墻剛度的合理選擇、支撐的及時(shí)設(shè)置以及開挖方案的合理制定。除此之外，還可以通過樁、墻插入深度的增加、加固被動(dòng)區(qū)土體以及減小隆起樁的設(shè)置來減小基坑變形的可能性。在這些控制措施中，開挖方案的合理制定最為重要。一份科學(xué)合理的開挖方案不僅要包括分塊施工的具體方案，而且還要保證基坑暴露時(shí)間減少、地下水滲流梯度的減小等等。當(dāng)然，以上措施要建立在深基坑開挖前期的綜合考察上。

除了以上可能導(dǎo)致軟土地區(qū)深基坑變形的施工階段以外，深基坑的使用、支撐的拆除以及地下水位的恢復(fù)工程，同樣有可能造成軟土地區(qū)深基坑的變形。因此，在實(shí)際的軟土地區(qū)深基坑施工作業(yè)中，首先要對(duì)軟土地區(qū)進(jìn)行充分的考察，然后在此基礎(chǔ)上，制定一份科學(xué)合理的施工方案。在深基坑開挖的具體操作過程中，要十分注意深基坑樁、墻的附加水平位移。與此同時(shí)，還要密切關(guān)注深基坑水平支撐柱的位移情況。如果發(fā)現(xiàn)由于深基坑中間樁、墻變形而導(dǎo)致附加內(nèi)力與工程樁拉應(yīng)力的出現(xiàn)，則要引起足夠的重視，堅(jiān)決將軟土地區(qū)深基坑變形造成的危害降到最低。

3 工程應(yīng)用實(shí)例

（1）某建筑工程地上建筑面積27886m2，地下建筑面積7895.39m2，地上22層，地下1層，建筑高度75.80m，結(jié)構(gòu)體系為剪力墻結(jié)構(gòu)，該工程地下室±0.00標(biāo)高為羅零高程7.60m。地下室板面標(biāo)高為-4.80，底板厚300mm，墊層厚100mm，承臺(tái)厚1.2～2.4m，裙樓挖深按開挖至標(biāo)高-5.90，開挖深度為4.9m；主樓挖深按開挖至承臺(tái)墊層底標(biāo)高-6.90～-7.30，挖深為4.9～6.3m，基坑周長285m。

（2）地質(zhì)情況：根據(jù)地勘報(bào)告，基坑影響范圍內(nèi)的巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)取值如下：①雜填土；②粉質(zhì)粘土層；③淤泥；④粉砂。

①雜填土：褐灰、褐黃、稍濕-飽和，呈松散狀態(tài)，厚度0.40～1.00m；②粉質(zhì)粘土層：灰黃色，濕，呈流塑～硬塑狀，厚度1.10～2.40m；③淤泥：深灰色，流塑，飽和，淤積成因，具臭味，含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)等，厚度2.40～8.00m；④粉砂：灰色，飽和，松散～稍密狀態(tài)厚度11.60～21.90m。基坑開挖范圍內(nèi)的土層分布情況由上至下分別為雜填土、粉質(zhì)粘土層和淤泥層?；拥撞客翆訛橛倌鄬?。

（3）水文條件：場地初見水位埋深0.00～2.50m，地下水位變化幅度約0.80～2.95m，地下水綜合穩(wěn)定水位埋深在3.26～5.92m。場地地下水埋藏主要有兩種：地表水和孔隙型弱承壓水。地表水賦存于①雜填土中，其透水性較好，但水量較小。補(bǔ)給來源主要為大氣降水、生活用水及地表排水，含水量受季節(jié)性變化影響明顯。孔隙型弱承壓水埋藏于④粉砂中。

（4）本工程采用沖孔灌注樁結(jié)合高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，有效減少軟土地基的淤泥層的側(cè)壓力，即減少支護(hù)樁及所需彎矩及錨索拉力的要求，錨索以較小的拉力產(chǎn)生較大的抗傾覆彎矩，經(jīng)核算，該工程錨索錨拉力、基坑側(cè)壁水平位移、彎矩值及地表沉降量均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，表明本工程對(duì)濱海軟土區(qū)施工采取的支護(hù)形式是合理有效的。

4 結(jié)束語

綜上所述，在軟土地基進(jìn)行深基坑開挖施工過程中，除了要提高自身技術(shù)水平，還要注重對(duì)周邊施工環(huán)境的考察。一定要特別關(guān)注其基坑變形情況。如果發(fā)現(xiàn)基坑出現(xiàn)變形，要立即采取措施對(duì)其進(jìn)行控制。才能更好地確保軟土地區(qū)深基坑的施工質(zhì)量。

[1]薛海龍，李寶霞.軟土地區(qū)深基坑施工要點(diǎn)[J].建廠科技交流，2010（03）.

[2]朱緒偉.軟土地區(qū)超大深基坑盆式開挖變形控制[J].建筑施工，2014（02）.

[3]李 琳，楊 敏，熊巨華.軟土地區(qū)深基坑變形特性分析[J].土木工程學(xué)報(bào)，2010（07）.

TU753

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2095-2066（2016）22-0195-02

2016-7-2