項(xiàng)文江

摘要： 經(jīng)濟(jì)在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，促進(jìn)了基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的增多，而基坑工程是建筑工程的基礎(chǔ)?；庸こ叹哂泻軓?qiáng)的區(qū)域性、個(gè)別性?；庸こ淌窍到y(tǒng)工程，不僅涉及諸如穩(wěn)定、變形及滲流等方面的巖土工程基本問題，而且涉及結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)極限設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等方面的結(jié)構(gòu)工程問題。本文就基坑工程坑中坑的相關(guān)問題展開討論，包括水壓力、土壓力、施工超載、承壓水、工程樁等等基坑支護(hù)影響營(yíng)生分析，給出了放坡、重力式擋墻、復(fù)合土釘墻等坑中坑的支護(hù)方法，分析了坑中坑的安全穩(wěn)定性，探討了其變形分布及其規(guī)律，希望對(duì)相關(guān)參與者與研究人員帶來一定幫助。

Abstract： The development of economy and society has promoted the increase of infrastructure projects， and foundation pit engineering is the foundation of construction engineering. Foundation pit engineering has strong regional and individual features. The foundation pit engineering is systematic which not only involves the basic problems of geotechnical engineering such as stability， deformation and seepage， but also involves structural engineering problems such as structural selection， structural limit design and structural stability. This paper discusses the related problems of pit in pit， including the influence of foundation pressure， such as water pressure， earth pressure， construction overload， confined water， engineering pile， etc.， and gives the support methods of grading， gravity retaining wall， and composite soil nailing wall， analyzes the safety and stability of pit in pit， discusses its deformation distribution and its regularity， hoping to bring some help to the relevant participants and the researchers.

關(guān)鍵詞： 基坑工程；坑中坑；穩(wěn)定

Key words： foundation pit engineering；pit in pit；stability

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）35-0101-03

0 引言

經(jīng)濟(jì)在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，促進(jìn)了基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的增多，而基坑工程師建筑工程的基礎(chǔ)。所以基坑工程的重要性不言而喻，我國(guó)自1999年開始陸陸續(xù)續(xù)出臺(tái)了一些列的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了建筑市場(chǎng)，發(fā)揮了中要的作用。具體有《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）[1]，《基坑工程手冊(cè)》[2]《基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》[3]等。在進(jìn)行基坑的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)不同工程的各自特點(diǎn)，采取不同的工程設(shè)計(jì)形式，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性和合理性?，F(xiàn)階段對(duì)基坑支擋工程設(shè)計(jì)形式的研究還比較少，所以急需對(duì)支擋工程設(shè)計(jì)形式進(jìn)行研究。本文就基坑工程坑中坑的相關(guān)問題展開討論，包括水壓力、土壓力、施工超載、承壓水、工程樁等等基坑支護(hù)影響營(yíng)生分析，給出了放坡、重力式擋墻、復(fù)合土釘墻等坑中坑的支護(hù)方法，分析了坑中坑的安全穩(wěn)定性，探討了其變形分布及其規(guī)律，希望對(duì)相關(guān)參與者與研究人員帶來一定幫助。

1 坑中坑支護(hù)設(shè)計(jì)考慮因素

1.1 水壓力

在軟土地區(qū)，基坑開挖之前就要進(jìn)行降水處理，并且在開挖過程要連續(xù)不斷的進(jìn)行，水位應(yīng)該在開挖面的1米以下位置，所以在進(jìn)行內(nèi)里計(jì)算時(shí)，應(yīng)該講側(cè)方位的水壓力計(jì)算入內(nèi)。

1.2 土壓力

圖1為基坑開挖前后土中側(cè)向土壓力分布情況的示意圖。大基坑開挖前，土的靜止側(cè)壓力系數(shù)為Kon，側(cè)向土壓力分布曲線為OA，基坑開挖后實(shí)際的側(cè)向土壓力分布曲線變?yōu)锽A'，圖中陰影部分表示卸載引起的負(fù)值應(yīng)力分布圖。受到卸荷的作用，坑底以下的土體處于超固結(jié)狀態(tài)，此時(shí)的靜止土壓力系數(shù)增大為Ko?？筛鶕?jù)超固結(jié)比OCR將Ko表示為Ko=KonOCR。

1.3 施工超載

開挖坑中坑之前，基本已經(jīng)形成了區(qū)域底板墊層，并且可能局部區(qū)域基礎(chǔ)底板的澆筑工作也已經(jīng)完成；并且在坑中坑挖土施工的同時(shí)，坑外會(huì)有挖土及運(yùn)土設(shè)備運(yùn)作。

1.4 承壓水

在進(jìn)行坑中坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，需驗(yàn)算坑底抗承壓水突涌穩(wěn)定，若驗(yàn)算結(jié)果不合格，應(yīng)采取有效的加固措施。

1.5 工程樁

坑中坑周邊通常都會(huì)存在不計(jì)其數(shù)的工程樁，因此在進(jìn)行坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，不可忽視工程樁的存在，應(yīng)將支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)工程樁的影響考慮在內(nèi)。endprint

2 坑中坑支護(hù)方法

通常面對(duì)基坑工程，大多數(shù)人的關(guān)注點(diǎn)都是開挖過程中基坑穩(wěn)定性及安全性，往往忽略了基坑內(nèi)部坑中坑（以下簡(jiǎn)稱坑中坑）對(duì)整個(gè)基坑的影響。然而事實(shí)證明，對(duì)于基坑圍護(hù)工程來說，坑中坑支護(hù)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，而且不容忽視，一旦坑中坑支護(hù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，很容易導(dǎo)致坑側(cè)壁滑坡和坍塌，使主體結(jié)構(gòu)工程樁（以下簡(jiǎn)稱工程樁）產(chǎn)生位移；若基坑邊緣的坑中坑處理不當(dāng)，其后果更為不堪設(shè)想，它會(huì)危及整個(gè)基坑的安全，對(duì)整個(gè)工程造成無可挽回的損失。

2.1 放坡

若坑中坑開挖深度范圍中的土層是淤泥質(zhì)土，應(yīng)采取必要的抗滑措施，比如在坡體表面加打短鋼筋或木樁等，盡量保證坡體的穩(wěn)定性。圖2為坑中坑放坡開挖示意圖。

2.2 重力式擋墻

2.2.1 樁板墻

樁板墻是主要通過在樁間掛上擋土板的方式，將土壓力最后全部傳遞至錨固樁上。其中，樁間擋土板可以采用現(xiàn)澆的方式進(jìn)行制作，也可以采用預(yù)制的方式進(jìn)行制作以使施工進(jìn)度加快，且能將墻后土體的暴露時(shí)間減少。如果樁板墻面坡垂直，則此時(shí)的收坡效果最好，一般可以在任何地層中適用，且不受墻高限制。當(dāng)樁板墻高度大于12m時(shí)，可以采用預(yù)應(yīng)力錨索樁。而且因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力錨索樁可以通過增加樁的長(zhǎng)度來彌補(bǔ)地基承載力的不足，所以其也比較適用于膨脹土路塹設(shè)計(jì)中。 它的受力特點(diǎn)是：樁板墻的錨固樁承擔(dān)了幾乎全部的主動(dòng)土壓力，造成它的安全儲(chǔ)備比較少，所以在進(jìn)行樁的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)該考慮到這因素。

2.2.2 樁間墻

樁間墻是采用得比較廣泛的支擋形式，樁間墻的特點(diǎn)是可以采用簡(jiǎn)單的常規(guī)施工方法，，當(dāng)采用樁間墻時(shí)，重力式路塹墻高一般不能大于10m。如果地面橫坡比較陡，則因?yàn)闃堕g墻的收坡效果不是很好，故不適宜采用樁間墻。樁間墻的受力特點(diǎn)是：采用錨固樁先進(jìn)行施工同時(shí)加載，在進(jìn)行樁間墻計(jì)算時(shí)，應(yīng)該對(duì)樁所承擔(dān)全部土壓力進(jìn)行考慮，所以應(yīng)該適當(dāng)提高對(duì)樁間擋土墻參數(shù)的考慮。在實(shí)際施工完成后，擋土墻和樁將會(huì)共同承擔(dān)土壓力，但是在樁的計(jì)算中并沒有扣除墻所承擔(dān)的那部分土壓力，所以樁間墻是有比較大的安全儲(chǔ)備的。

圖3為雙軸水泥土攪拌樁重力式擋墻平面布置示意圖。

圖4為高壓旋噴樁重力式擋墻平面布置圖。

2.3 樁建土釘墻

樁間土釘墻的工程施工過程比較復(fù)雜。當(dāng)?shù)孛鏅M坡比較陡的時(shí)候，其收坡效果比較好。樁間土釘墻的土釘對(duì)土體或巖體是具有加固作用的，故樁間土釘墻的最大墻高可以達(dá)到比較大的值，比較適用于地面橫坡很陡的地方，但不適用于膨脹土地段、腐蝕性比較大的地層以及邊坡土質(zhì)松散地層。它的特點(diǎn)是：節(jié)省工程量，機(jī)械化水平容易提高，施工難度降低而施工質(zhì)量提高，有比較大的安全儲(chǔ)備。

3 坑中坑的安全穩(wěn)定性分析

坑中坑與單一基坑的區(qū)別在于內(nèi)坑的開挖削弱了外坑的被動(dòng)區(qū)，從而降低了外坑的抗隆起安全穩(wěn)定性。此時(shí)，如果外坑的Ks值仍按照單一基坑進(jìn)行計(jì)算，則其計(jì)算結(jié)果將會(huì)過高估計(jì)外坑的抗隆起安全穩(wěn)定性，對(duì)工程本身及周圍環(huán)境造成較大影響。因此，計(jì)算坑中坑Ks值的關(guān)鍵是確定其內(nèi)坑的削弱效應(yīng)。根據(jù)內(nèi)、外坑的水平距離d，可將內(nèi)坑的削弱效應(yīng)分為圖6中的2類。當(dāng)d

此時(shí)，內(nèi)坑的開挖對(duì)外坑抗隆起安全穩(wěn)定性的削弱主要表現(xiàn)為：區(qū)域HZFN內(nèi)開挖土體而產(chǎn)生的土體抗滑動(dòng)力矩的損失和相應(yīng)滑裂段F到N上剪力消失而產(chǎn)生的滑裂段抗滑動(dòng)力矩的損失。

當(dāng)d≥d2時(shí)，內(nèi)坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在外坑圓弧之外（見圖6（b））。此時(shí)，削弱作用主要表現(xiàn)為內(nèi)坑的開挖對(duì)外坑被動(dòng)區(qū)土體產(chǎn)生的擾動(dòng)，從而降低了外坑被動(dòng)區(qū)土體的抗剪強(qiáng)度。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其削弱量可近似為圖6（b）中滑裂段KyN上抗滑動(dòng)力矩的損失。K點(diǎn)為外坑最下一道支撐與內(nèi)坑坑底連線和滑動(dòng)圓弧的交點(diǎn)。

4 坑中坑變形分布及其規(guī)律

坑中坑的設(shè)計(jì)施工是一個(gè)十分重要卻又經(jīng)常被忽視的問題。圖7、圖8分別為坑中坑平面示意圖和剖面示意圖。在研究?jī)?nèi)坑開挖對(duì)外坑地墻變形造成的影響時(shí)，引入外坑地墻側(cè)移影響率，其中？駐=-0為內(nèi)坑開挖后的外坑地墻側(cè)移增量，0max為內(nèi)坑開挖前的外坑地墻側(cè)移最大值。這樣既考慮了內(nèi)坑開挖對(duì)外坑變形造成的影響，又把研究重點(diǎn)著眼于累計(jì)變形量最大的危險(xiǎn)區(qū)域。其中側(cè)移影響率β正值為地連墻向坑內(nèi)變形量增大，負(fù)值則為減小。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了大量的高層建筑，基坑工程師建筑工程的基礎(chǔ)。所以基坑工程的重要性不言而喻，我國(guó)自1999年開始陸陸續(xù)續(xù)出臺(tái)了一系列的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了建筑市場(chǎng)，發(fā)揮了重要的作用。在進(jìn)行基坑的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)不同工程的各自特點(diǎn)，采取不同的工程設(shè)計(jì)形式，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性和合理性?，F(xiàn)階段對(duì)基坑支擋工程設(shè)計(jì)形式的研究還比較少，所以急需對(duì)支擋工程設(shè)計(jì)形式進(jìn)行研究。本文就基坑工程坑中坑的相關(guān)問題展開討論，包括水壓力、土壓力、施工超載、承壓水、工程樁等等基坑支護(hù)影響因素分析，給出了放坡、重力式擋墻、復(fù)合土釘墻等坑中坑的支護(hù)方法，分析了坑中坑的安全穩(wěn)定性，探討了其變形分布及其規(guī)律，希望對(duì)相關(guān)參與者與研究人員帶來一定幫助。

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