基于復(fù)雜環(huán)境的基坑工程變形控制探究

關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境；基坑工程；變形控制 

　　一、基坑工程變形控制概念 

　　基坑工程變形控制主要是指在充分了解和掌握周邊環(huán)境基礎(chǔ)之上，綜合考慮基坑深度、地質(zhì)條件等因素，對基坑支護結(jié)構(gòu)及可能影響周邊環(huán)境進行變形估算，并在滿足支護強度需求情況下，在允許范圍內(nèi)控制位移，選擇合理控制技術(shù)，實現(xiàn)對基坑工程變形控制。 

　　二、基坑工程變形控制技術(shù)及指標(biāo)分析 

　�。ㄒ唬┛刂萍夹g(shù)方面 

　　眾所周知，基坑工程變形控制需要從周邊環(huán)境調(diào)查、支護結(jié)構(gòu)等方面入手：首先，對基坑工程周邊環(huán)境進行調(diào)查和分析，并結(jié)合實際情況，制定變形控制指標(biāo)；其次，設(shè)計基坑工程時，需要對周邊環(huán)境附加變形值進行估算，并確保總變形值在允許范圍之內(nèi)；最后，在施工中，還需要加強支護結(jié)構(gòu)、地下水控制等方面的關(guān)注，圖為基坑工程變形控制具體流程。 

　　（二）控制指標(biāo)方面 

　　隨著我國城鎮(zhèn)化快速推進，對基坑周邊環(huán)境保護提出了更高要求，任何工程施工之前，需要對周邊環(huán)境進行調(diào)查，基坑工程也不例外，至此，基坑變形控制指標(biāo)也需要結(jié)合周邊環(huán)境能夠承受的附加變形能力確定，但是，在確定控制指標(biāo)時，受到問題的復(fù)雜性及落實難度較大等因素的影響，無法實現(xiàn)針對某個具體工程確定具體的控制指標(biāo)，至此，為了確保控制指標(biāo)科學(xué)、合理性，可以將施工成功的實踐資料作為基礎(chǔ)，合理確定控制指標(biāo)，為具體施工提供依據(jù)。 

　　三、基坑變形估算具體方式和方法 

　　就現(xiàn)階段我國基坑工程實際情況來看，對基坑變形估算常用的方式和方法主要包括兩方面： 

　　一方面，經(jīng)驗法。該方法最早出現(xiàn)是由國外研究學(xué)者Peck提出，其提出利用觀測資料對開挖產(chǎn)生的地表沉降等進行估算，并針對不同地質(zhì)情況展現(xiàn)關(guān)系曲線（如下圖），為估算工作提供支持。從本質(zhì)上來看，曲線屬于包絡(luò)線[1]。 

　　另外，隨著時間的推移，經(jīng)驗方法在Clough等人研究下，提出了將土層作為基礎(chǔ)的包絡(luò)線形式，例如：針對砂土及硬黏土而言，可以采取三角形包絡(luò)線，而針對中等軟弱粘土來看，則可以采取梯形形式，下圖為上海某地區(qū)地表沉降實測情況。 

　　另一方面，數(shù)值法。基坑工程日漸復(fù)雜，依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗法難以滿足基坑工程設(shè)計需求，而數(shù)值法作為一種新型估算方式和方法，為基坑工程估算提供了支持。Clough等人嘗試運用有限元方法分析基坑開挖問題，并以其自身準(zhǔn)確性等優(yōu)勢得到了廣泛推廣和普及，且在計算機技術(shù)滲透下，衍生出一些適合基坑開挖分析的專業(yè)巖土工程軟件，利用有限元方法的重中之重在于選擇土體的模型及計算參數(shù)，模型復(fù)雜度越高，那么對應(yīng)的參數(shù)也越多，也會增加工程應(yīng)用難度，至此，在進行估算時，要將工程視為一個整體，進行科學(xué)、合理的估算，提高估算準(zhǔn)確性，為工程設(shè)計工作提供了極大的支持和幫助。 

　　四、基坑施工變形控制有效措施 

　　基坑工程作為一項系統(tǒng)性、綜合性工程，對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在三個方面：支護結(jié)構(gòu)施工產(chǎn)生的擠土效應(yīng)；長時間降低地下水引起的地面沉降；基坑開挖時產(chǎn)生的不平衡現(xiàn)象，使得周圍土體及圍護墻移動等現(xiàn)象[2]。至此，在基坑工程施工過程中，需要從設(shè)計角度入手，堅持綠色建筑理念，積極采取環(huán)保措施，從支護結(jié)構(gòu)、地下水控制及開挖三個方面入手，實現(xiàn)對周圍環(huán)境的有效保護，在條件允許情況下，還需要對建筑物及管線等關(guān)鍵細節(jié)進行土體加固、結(jié)構(gòu)托換等處理，以此來提高建筑物整體穩(wěn)定性的同時，為基坑施工順利開展奠定堅實的基礎(chǔ)，具體操作方法如下： 

　　首先，針對支護結(jié)構(gòu)方面，由于本項施工對周圍環(huán)境構(gòu)成的影響較大，至此，要優(yōu)先選擇影響較小的施工技術(shù)，并加大對施工全過程的監(jiān)督和控制，如果在施工中，發(fā)現(xiàn)對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響較大，那么需要改變支護方式及施工技術(shù)，最大 程度上降低不良影響。鉆孔灌漿樁施工作為一項基礎(chǔ)性工程，可以采用提高泥漿比重、液面高度等方式和方法，提高成孔質(zhì)量和效率，減少孔壁塌陷幾率，實現(xiàn)對變形的有效控制。另外，土層錨桿設(shè)置錨固時，要盡量避免軟托土層、不穩(wěn)定土層等地段，特別是在基坑周邊環(huán)境復(fù)雜情況下，也要重新考慮錨桿方案是否合理，重新調(diào)整方案，為實現(xiàn)變形控制提供支持。 

　　其次，針對地下水位較高的位置，基坑開挖時，可以從兩方面入手：一方面，有效控制地下水，為土方開挖及后續(xù)結(jié)構(gòu)施工順利開展奠定基礎(chǔ)，避免地下水溢出影響施工；另一方面，務(wù)必要控制管涌、流砂等因素產(chǎn)生的地面變形。至此，在具體施工過程中，為了能夠有效降低地下水對周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響，要積極選擇止水方案，如果施工時，發(fā)現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)難以發(fā)揮止水作用，需要設(shè)置止水帷幕。若必須采用降水方案，需要估算降水對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響，并制定回灌方案，結(jié)合基坑開挖需求等實際情況，對降水開展動態(tài)監(jiān)督和控制，以此來避免盲目降水、實現(xiàn)減少基坑抽排水量目標(biāo)[3]。 

　　最后，針對土方開挖施工來看，在施工中，要嚴格按照設(shè)計方案開展工作，確保開挖部位及高速等與設(shè)計要求相符合，堅持分層、分段等原則，加強對施工的管理和監(jiān)督，最大程度上避免受到工序安排不當(dāng)產(chǎn)生的變形等情況，實現(xiàn)安全施工目標(biāo)，進而提高施工質(zhì)量和效率。 

　　結(jié)論：根據(jù)上文所述，基坑工程作為一項綜合性工程，是現(xiàn)代建筑工程施工不可缺少的一部分，至此，面對日益復(fù)雜的施工環(huán)境，施工單位要明確認識到基坑工程的重要性，并立足于基坑工程需求，加強對施工周圍環(huán)境的分析和研究，采取合理方法，估算基坑變形值，并對周圍環(huán)境采取加固和隔離處理，實現(xiàn)對整個施工過程的實時監(jiān)督和控制，提供施工質(zhì)量和效率，進而推動我國建筑行業(yè)可持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。 

　　參考文獻： 

　　[1]徐中華，王建華，王衛(wèi)東等.采用逆作法的超大型深基坑三維有限元分析[J].地下空間與工程學(xué)報，2010，18（03）：259-261. 

　　[2]陳神龍，陳龍珠，宋春雨等.基于模糊綜合評判法的地鐵車站施工風(fēng)險評估[J].地下空間與工程學(xué)報，2012，20（05）：12-14. 

　　[3]劉建航.地下墻深基坑周圍地層移動的預(yù)測和治理之二――基坑周圍地層移動的預(yù)測[J].地下工程與隧道，2011，10（8）：158-159.