青島軟土地區(qū)深基坑設(shè)計(jì)與處理簡(jiǎn)析

王釗 孟慶輝

摘 要：軟土物理力學(xué)性質(zhì)差，故軟土地區(qū)的基坑工程風(fēng)險(xiǎn)高、難度大，其實(shí)施成功與否，和場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、臨近環(huán)境條件、勘察施工設(shè)計(jì)技術(shù)、環(huán)境保護(hù)等緊密相關(guān)。軟土地區(qū)基坑工程要順利實(shí)施，勘察數(shù)據(jù)必須正確，并應(yīng)精細(xì)設(shè)計(jì)，施工中掌握監(jiān)測(cè)信息，獲得對(duì)基坑開(kāi)挖、支護(hù)有益的信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：軟土；深基坑；處理設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.093

0 引言

基坑工程設(shè)計(jì)和施工是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)、高難度的系統(tǒng)工程，由于軟土具有含水率高、孔隙比大、壓縮性高、物理力學(xué)性質(zhì)差、高蠕變等特點(diǎn)，故軟土地區(qū)基坑工程風(fēng)險(xiǎn)高、難度大，本文將討論青島地區(qū)軟土基坑中常用的設(shè)計(jì)和處理方式，希望對(duì)相關(guān)人員有借鑒作用。青島地區(qū)巖石埋深淺，軟土主要較局限，主要分布在環(huán)膠州灣的濱海淺灘和部分河流的中下游，青島軟土特點(diǎn)：含水率較高（一般35～45%），含粉土、粉細(xì)砂，塑性較差，觸變性明顯。

1 青島地區(qū)軟土基坑概況

所謂軟土，指天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土。包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭和泥炭質(zhì)土?？紫侗雀撸哂猩?gòu)特征。軟土特點(diǎn)：含水率高、孔隙比大、壓縮性高、物理力學(xué)性質(zhì)差、高蠕變。

深基坑指開(kāi)挖深度大于5m的基坑，或深度雖未超過(guò)5.0m，但周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑失穩(wěn)易對(duì)地下管線或建筑、構(gòu)筑物產(chǎn)生不良影響的基坑，我們也將其認(rèn)定為深基坑。

對(duì)于青島地區(qū)的基坑工程，該層往往是誘發(fā)基坑失穩(wěn)和嚴(yán)重危及周邊環(huán)境安全的“禍?zhǔn)住保腔又ёo(hù)設(shè)計(jì)和監(jiān)控的重點(diǎn)層序之一。

2 常用的設(shè)計(jì)與處理方式

2.1 勘察與土方開(kāi)挖

勘察前應(yīng)首先踏勘，掌握?qǐng)鰠^(qū)軟土的分布情況，有針對(duì)性的布置土工試驗(yàn)和原位測(cè)試工作，重點(diǎn)查明軟土的分布區(qū)域、厚度和物理力學(xué)指標(biāo)。土方開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制施工工序，分層分段開(kāi)挖、支護(hù)，嚴(yán)禁超挖，不得在無(wú)支護(hù)的狀態(tài)下開(kāi)挖。當(dāng)軟土的含砂量較高、地下水較豐富時(shí)，基坑內(nèi)采用潛水泵等設(shè)備預(yù)降水，并有效控制開(kāi)挖深度[1]。當(dāng)采用深層攪拌樁或旋噴樁止水帷幕止水時(shí)，要點(diǎn)是控制水泥用量，檢查噴樁質(zhì)量，保證與設(shè)計(jì)要求相符，只有保證了支護(hù)質(zhì)量和開(kāi)挖工序，才能更好的保證深基坑質(zhì)量。

2.2 常用的基坑支護(hù)方式

（1）深層攪拌樁重力式擋墻。該種方式比較經(jīng)濟(jì)，廣泛應(yīng)用于軟土地區(qū)深基坑。原理：采用機(jī)械攪拌工藝，將一定量的水泥、砂土與軟土進(jìn)行強(qiáng)制性拌和，形成樁體，必要時(shí)，樁內(nèi)插入芯材（H型鋼、鋼管等），形成加筋水泥土樁，以增加樁體的抗變形能力。

深層攪拌樁重力式擋墻具有整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、既擋土又止水，還可結(jié)合土釘、錨桿等多種支護(hù)形式共同使用，方便靈活。

（2）排樁+錨桿支護(hù)。由于青島地區(qū)軟土分布區(qū)域較為局限，且其厚度較薄，基巖面埋深較淺，這就為排樁+錨桿的支護(hù)方式提供了應(yīng)用空間。軟土中的錨桿“蠕變效應(yīng)”會(huì)導(dǎo)致錨桿預(yù)應(yīng)力損失，因此可加大錨桿角度，使錨固段進(jìn)入可提供有效錨固的巖土層。當(dāng)軟土厚度較薄、基坑開(kāi)挖深度較大時(shí)，排樁+錨桿支護(hù)因其布置靈活、簡(jiǎn)單有效、安全性高的特點(diǎn)，深得工程技術(shù)人員青睞。

（3）放坡+噴面防護(hù)。當(dāng)基坑開(kāi)挖深度不大，周邊環(huán)境簡(jiǎn)單時(shí)，多采用放坡+噴面防護(hù)，放坡比例一般1：1.5～1：1.2，坡腳反壓砂袋，砂袋堆放高度一般占基坑開(kāi)挖深度的1/3，且不大于2米，坡體內(nèi)插入杉木桿或腳手架以增加坡體的整體性。坡面防護(hù)措施多為厚度為60mm的鋼筋混凝土面層，起到防止雨水沖刷的作用。該種支護(hù)方式簡(jiǎn)單有效，經(jīng)濟(jì)性較好。

（4）內(nèi)支撐+鋼板樁。鋼板樁兼有擋土和擋水的功能，機(jī)械化程度高，施工方便，工期短，樁可重復(fù)利用，但受內(nèi)支撐布置位置的限制，內(nèi)支撐+鋼板樁需在矩形等形狀的規(guī)則的基坑中采用。受軟土蠕變的影響，鋼板樁變形一般較大，基坑開(kāi)挖深度一般不大于8米。

2.3 地下水的處理

（1）軟土的滲流破壞機(jī)理。淤泥和淤泥質(zhì)土的富水性和給水度較低，滲透系數(shù)較小，但含砂量較高，基坑內(nèi)降水容易形成水頭差，地下水滲流會(huì)帶走軟土中的細(xì)小顆粒，使軟土顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致基坑坡頂?shù)呢Q向和水平向變形，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的失效。

（2）止水處理。首先根據(jù)勘察資料預(yù)估基坑降水量，當(dāng)軟土的滲透系數(shù)大于0.1m/d時(shí)，應(yīng)考慮專門的止水措施，止水措施一般與支護(hù)措施一并考慮，比如采用深層攪拌樁重力式擋墻、旋噴樁止水帷幕或鋼板樁止水。基坑設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)場(chǎng)區(qū)的概況、各土層的物理力學(xué)性質(zhì)、場(chǎng)區(qū)周邊環(huán)境調(diào)查清楚，分析地下水的滲透情況，結(jié)合基坑深度等各項(xiàng)因素綜合判斷和選取支護(hù)止水方案，必要時(shí)進(jìn)行專家論證，奠定基坑工程順利實(shí)施的基礎(chǔ)。

（3）降水處理?；娱_(kāi)挖前，基坑內(nèi)一般需要預(yù)降水，一般采用集水明排或預(yù)設(shè)降水井。單純集水明排抽取地下水，抽水會(huì)造成水下壓力降低，進(jìn)而導(dǎo)致周邊地表下沉，對(duì)周邊管線和既有建筑構(gòu)筑物造成損壞。因此，降水與止水也應(yīng)配合實(shí)施。

3 監(jiān)測(cè)

3.1 目的

基坑監(jiān)測(cè)的目的為確?；又苓叺叵鹿芫€/已有建筑物或構(gòu)筑物的安全，以及保證支護(hù)結(jié)構(gòu)可以正常發(fā)揮擋土、擋水作用，在正式開(kāi)挖前，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行分析，看是否具備安全性[3]。

3.2 評(píng)估基坑監(jiān)測(cè)成果

將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的水平位移、水位及沉降等觀測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行記錄匯總，定期向建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位反饋，設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)測(cè)變形與預(yù)估支比較，判斷基坑的服役狀況，必要時(shí)做出調(diào)整，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工并積累經(jīng)驗(yàn)。

4 總結(jié)

筆者就軟土地區(qū)深基坑設(shè)計(jì)、處理方法展開(kāi)了相關(guān)敘述，希望可以對(duì)軟土建設(shè)起到幫助作用。深基坑的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)正隨時(shí)代進(jìn)步而不斷發(fā)展，這對(duì)我國(guó)施工工程質(zhì)量的提升，無(wú)疑是一種巨大的良性推動(dòng)，為此我們還將不斷努力和探索。

參考文獻(xiàn)：

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[3]謝文利.軟土地基中深基坑的設(shè)計(jì)與處理探析[J].科技研究，2014

（06）：38.

作者簡(jiǎn)介：王釗（1983-），男，山東泰安人，碩士，工程師，研究方向：巖土工程勘察和基坑設(shè)計(jì)。