軟土地區(qū)深基坑變形控制技術(shù)應(yīng)用

　　基坑開(kāi)挖的過(guò)程，實(shí)質(zhì)是載荷釋放的過(guò)程，受載荷釋放影響，導(dǎo)致坑底土體向上發(fā)生位移，與此同時(shí)導(dǎo)致圍護(hù)墻受兩邊壓力差影響，出現(xiàn)水平向位移及墻外側(cè)位移。導(dǎo)致周邊地層發(fā)生位移的主要誘因是坑底的隆起和圍護(hù)墻的位移。另外，地層損失、漏水、漏砂等事故也會(huì)引發(fā)基坑變形。影響開(kāi)挖變形的主要因素：（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)：圍護(hù)墻體厚度、插入深度、支撐體系的剛度等。（2）地基加固：通過(guò)對(duì)基坑內(nèi)側(cè)、外側(cè)施行地基加固。實(shí)際工程中，往往進(jìn)行坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)的加固。（3）施工措施：圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工對(duì)地層的撓動(dòng)；開(kāi)挖土方的空間效應(yīng)；施工期的長(zhǎng)短的影響。 

　　2、軟土深基坑變形控制技術(shù) 

　　2.1勘察設(shè)計(jì)過(guò)程控制 

　　基坑事故的最大影響因素就是設(shè)計(jì)不完善。體現(xiàn)在設(shè)計(jì)準(zhǔn)備質(zhì)量不充分，信息量不足、經(jīng)驗(yàn)欠缺、解決問(wèn)題措施不當(dāng)?shù)仍斐�。控制點(diǎn)主要包含以下幾方面： 

　�、賹�(shí)地勘察、巖土參數(shù)的準(zhǔn)確性； 

　　②基坑周?chē)�環(huán)境，如地下管網(wǎng)、建筑、保護(hù)對(duì)象（古建筑）。 

　�、蹖�(duì)變形控制計(jì)算，結(jié)構(gòu)選型、變形計(jì)算等； 

　�、軐�(duì)變形影響大的因素設(shè)計(jì)處理不當(dāng)，如：集中應(yīng)力，必須進(jìn)行對(duì)基坑陽(yáng)角進(jìn)行加固、支撐系統(tǒng)強(qiáng)度需適當(dāng)增加、樁間加固等。 

　　2.2施工工藝與質(zhì)量控制 

　　2.2.1排樁。①做好樁位布置、把握好偏差、支護(hù)剛度必須牢靠，盡可能防止局部變形太大；保證樁的垂直度。不然，兩個(gè)樁基在施工收尾可能會(huì)引發(fā)交叉情況，引發(fā)樁徑上大下小。②受排樁間距（間距較�。┯绊�，軟土區(qū)域邊距通常為200mm～500mm，因此，施工作業(yè)因間距不夠大，產(chǎn)生負(fù)面影響，特別在混凝土剛要凝固時(shí)。一般情況應(yīng)在鄰樁灌注作業(yè)間隔24h以后，在進(jìn)行施工作業(yè)。 

　　2.2.2內(nèi)支撐。①混凝土支撐應(yīng)當(dāng)采取整體澆注的手段，無(wú)法整體澆注，要對(duì)混凝土的連接面進(jìn)行打毛處理，以保證鏈接牢靠。此外，各混凝土斷面必須交錯(cuò)，不得在同一平面；澆注混凝土的底模，如果使用壘磚做磨時(shí)，需要用油氈做墊層隔離；強(qiáng)度、擾曲度、剛度等需達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)要求。支撐梁的高度落差誤差范圍控制在30mm內(nèi)，斷面尺寸誤差范圍控制在5mm以內(nèi)。②鋼管支撐。支撐用的鋼管必須為正品，不得使用殘次品、偽劣品。安裝前要對(duì)鋼管進(jìn)行性能測(cè)試，變形、有缺陷的嚴(yán)禁使用。鋼管的壁厚必須符合設(shè)計(jì)認(rèn)同，不同壁厚的鋼管不得混用；鋼腰梁進(jìn)行分段施工時(shí)，每段長(zhǎng)度要最低達(dá)到支撐間距的2倍，同時(shí)設(shè)置一定數(shù)目的鄰近支撐點(diǎn)；安裝作業(yè)中所用的防滑塊要求滿焊，焊接強(qiáng)度必須牢固可靠、與混凝土填充良好；施加預(yù)應(yīng)力要略微高出設(shè)計(jì)值，支撐兩端的預(yù)應(yīng)力施加作業(yè)要同步、對(duì)稱進(jìn)行；鋼支撐施工完畢，必須做好防撞措施，避免支撐失穩(wěn)。 

　　2.3土方開(kāi)挖過(guò)程控制 

　　軟土深基坑進(jìn)行土方施工作業(yè)時(shí)，通常會(huì)對(duì)圍護(hù)墻體產(chǎn)生不良影響、墻后地面出現(xiàn)下沉、基坑底部的巖土發(fā)生回彈變形。實(shí)踐表明：控制變形的關(guān)鍵在于合理的開(kāi)挖方案，采用科學(xué)的手段進(jìn)行土方開(kāi)挖。①充分發(fā)掘和利用土體自身開(kāi)變形能力，以增加軟土基坑的穩(wěn)定性能、縮小不良變形。這也是時(shí)空效應(yīng)應(yīng)對(duì)措施的基礎(chǔ)要求。②依據(jù)基坑的數(shù)量、尺寸、支撐方式、挖掘深度、地基加固措施等，設(shè)計(jì)詳細(xì)的施工方案，要求有施工的步驟、施工作業(yè)的詳細(xì)化參數(shù)、施工出現(xiàn)問(wèn)題的應(yīng)急措施。逐段開(kāi)挖、分段進(jìn)行，分段長(zhǎng)度宜小不宜大；開(kāi)挖順序：先開(kāi)挖陰角、再開(kāi)挖陽(yáng)角、中部開(kāi)挖。 

　　3、工程應(yīng)用實(shí)例 

　　3.1工程概述 

　　某商廈建筑為地上6層，地下2層，建筑面積50000m2；結(jié)構(gòu)方式初定為框架形式，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)�；�坑平面近似長(zhǎng)方形（約130.0m×75.0m），基坑支護(hù)四周總長(zhǎng)大約400m，開(kāi)挖深度11.50m。 

　　該工程特點(diǎn)：①基坑開(kāi)挖深度大，基坑所處位置、挖深均處于軟土層，軟土土體較厚；②該工程所需基坑深度，為近幾年開(kāi)挖基坑深度最大，該地域設(shè)計(jì)施工資料參考甚微；③基坑位于該市中央地段，四周建筑、地下管網(wǎng)密集、復(fù)雜，且對(duì)環(huán)境有高的要求。支護(hù)深度影響土層順序如下；①雜填土，主要組成為建筑構(gòu)筑物垃圾、碎石礫、粉質(zhì)粘土，該層土層厚度范圍1.7m～3.3m；②粉土，質(zhì)地較密，局部夾雜粉質(zhì)粘土，該層土層厚度范圍1.6m～5.6m；③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑，飽和，夾雜多層粉土，該層土層厚度范圍16.8m～32.8m；④粉質(zhì)粘土，可塑性能好，飽和，該層土層厚度范圍0.5m～1.0m；⑤粉質(zhì)粘土，硬塑， 該層土層厚度范圍0.0m～7.9m。 

　　3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與變形控制的應(yīng)對(duì)策略 

　　①采用排樁擋土、深攪樁止水，內(nèi)支撐布設(shè)兩道，第一道鋼筋砼、第二道鋼管�；�坑內(nèi)降水；受基坑開(kāi)挖面積（8000m2）較大的影響，空間效應(yīng)突出，因此，要適度增大安全系數(shù)。②基坑長(zhǎng)度（長(zhǎng)邊達(dá)130m）較大，中部出現(xiàn)變形的概率較大，為應(yīng)對(duì)變形，需要在中間區(qū)域增加支撐，以提高支撐密度，減小變形量。還要布設(shè)“暗墩”③第二道支撐的標(biāo)高要適度下調(diào)，以有效降低支護(hù)所需費(fèi)用。④為了改良結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度，對(duì)基坑陽(yáng)角采用拉梁板加固措施。 

　　3.3基坑變形特征 

　　3.3.1支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移�；�坑土方開(kāi)挖初期，其水平位移變形量與基坑深度成正比，從分布特征看，中間大、兩端小，陽(yáng)角位移也較大；長(zhǎng)邊變形量大于短邊變形量；局部超挖造成變形量達(dá)75.9mm，超出預(yù)期目標(biāo)參數(shù)，運(yùn)用卸載技術(shù)措施，變形得以控制。 

　　3.3.2深層位移特征。通過(guò)對(duì)深部變形的3個(gè)觀測(cè)報(bào)告進(jìn)行分析，這些變形特點(diǎn)類(lèi)似，基本表現(xiàn)出“變形弓型曲線”，墻頂3個(gè)報(bào)告均體現(xiàn)出水平變形量，變形量基本處于30～40mm范圍以內(nèi)。變形位移量最大的部位是55.4mm，縱深大約是6米。該變形部位是在第一道混凝土支撐與第二道鋼管支撐范圍內(nèi)，極大程度上，靠近彎矩高點(diǎn)，觀測(cè)發(fā)現(xiàn)樁體局部有微裂紋出現(xiàn)，可見(jiàn)維護(hù)墻體的剛度顯得不足。通過(guò)對(duì)有限元進(jìn)行計(jì)算分析，可得出，鋼管支撐及所加預(yù)應(yīng)力可以滿足抑制擋墻內(nèi)側(cè)變形的要求，能到達(dá)到設(shè)計(jì)效果。 

　　3.3.3墻后地面沉降。墻后呈現(xiàn)的沉降值最高達(dá)到54.7mm。綜上所述：①工程四周環(huán)境要求高時(shí)，軟土深基坑的施工關(guān)鍵在于變形控制，為了最大限度控制變形量，需要對(duì)基坑施工全過(guò)程控制。包括勘測(cè)階段、設(shè)計(jì)參數(shù)輸入階段、多方案對(duì)比階段、優(yōu)化方案階段、技術(shù)措施制定階段、施工過(guò)程、觀察檢測(cè)階段、參建方協(xié)作階段、突發(fā)事件的應(yīng)急處理等。②工況、施工因素等影響，沉降曲線有一定的差異，經(jīng)過(guò)合理簡(jiǎn)化處理，吸收先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，能夠找到時(shí)間曲線。③軟土深基坑變形要多因素考慮，以提高設(shè)計(jì)的可靠性。