近十幾年來隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，高層超高層建筑、城市地鐵、地下車站等快速建設(shè)，基坑開挖的規(guī)模不斷擴大，深度不斷增加。由于城市建筑密集，往往需要在狹窄的場地上進行深基坑的開挖，有時稍有不慎,便會造成工程事故，甚至帶來災(zāi)難性的后果。而基坑支護是為滿足地下結(jié)構(gòu)的施工要求及保護基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側(cè)壁采取的支擋、加固與保護措施,保證坑底穩(wěn)定。為了在基坑支護工程中做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，確保基坑邊坡、基坑周邊建筑物、道路和地下設(shè)施的安全，應(yīng)綜合場地工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、地下室的要求、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境和周邊荷載、施工季節(jié)、支護結(jié)構(gòu)使用期限等因素，因地制宜地選擇合理的支護結(jié)構(gòu)形式。

　　摘要：隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建筑向著大型化、高層化快速的發(fā)展，大量大型建筑、高層建筑拔地而起，日益增多。于是深基坑的施工安全技術(shù)的重要性日益凸顯，尤其是軟土地基深基坑支護技術(shù)更應(yīng)引起重視。本文主要探討了軟土地基深基坑支護的土壓力、支護結(jié)構(gòu)的計算方法及軟土地基深基坑支護結(jié)構(gòu)中防水、排水措施。

　　關(guān)鍵詞：軟土地基,深基坑,支護技術(shù),支護結(jié)構(gòu),措施

　　一、軟土地基深基坑支護的土壓力

　　1、土強度指標的選擇

　　土的抗剪強度指標Ｃ，與土的固結(jié)度有密切的關(guān)系，土的固結(jié)過程就是土中孔隙水壓力的消散過程，對于同一種土，在不同排水條件下進行試驗，可以得出不同的抗剪指標Ｃ和φ，故試驗條件的選取應(yīng)盡可能反映地基土的實際工作狀態(tài)。在基坑支護設(shè)計中應(yīng)采用三軸試驗的指標，才能保證選取參數(shù)值的客觀性和準確性。對于黏性土，計算圍護結(jié)構(gòu)背后由自重應(yīng)力而產(chǎn)生主動土壓力采用三軸試驗的固結(jié)不排水剪的指標與實際工作狀態(tài)較致，但由地面臨時荷載而產(chǎn)生的土壓力，通常采用三軸不排水剪指標較合理。特別對于軟黏性土，最好采用現(xiàn)場十字板的原位測試方法確定Ｃ和φ，因為室內(nèi)試驗的擾動影響太明顯，強度指標偏低，使設(shè)計過于保守。計算基坑內(nèi)被動土壓力時，一般宜采用三軸固結(jié)不排水剪。對于砂土，由于排水固結(jié)迅速，對于任何情況，均可采用排水剪指標，或采用固結(jié)不排水剪經(jīng)孔隙水壓力修正后的Ｃ和φ值來計算土壓力。

　　2、水土壓力的合算與分算

　　按照有效應(yīng)力原理，可知“土、水壓力分算”比“土、水壓力合算”概念要清楚。但由于要測得有效應(yīng)力強度指標，一般試驗難以做好，而且水、土壓力合算法在一些軟黏土地區(qū)的臨時性開挖工程中土壓力計算值與實測值較為符合。土在有水作用時，墻后土壓力主要是水、土壓力共同作用的結(jié)果，在未搞清水、土耦合效應(yīng)的前提下，水、土壓力合算是一個包含一定的實踐經(jīng)驗的綜合方法，對工程實踐來說是有利的、為搞清墻后土體在水、土共同作用下的破壞機理，進行水、土壓力分算，是符合系統(tǒng)科學原理的方法。

　　二、地基深基的支護結(jié)構(gòu)計算方法

　　1、靜力平衡法

　　靜力平衡法亦稱自由端支承法，該法假定圍護結(jié)構(gòu)是剛性的，并可繞支撐點轉(zhuǎn)動。圍護結(jié)構(gòu)的前側(cè)產(chǎn)生被動土壓力，后側(cè)產(chǎn)生主動土壓力。靜力平衡法適用于圍護結(jié)構(gòu)的入土深度不太深即底端非嵌固的情況，此時圍護結(jié)構(gòu)由于土壓力的作用而達到極限平衡狀態(tài)。利用墻前后土壓力的極限平衡條件來求插入深度、結(jié)構(gòu)內(nèi)力等。

　　2、等值梁法

　　單支撐（錨拉）埋深板樁計算，將其視為上端簡支、下端固定支承，變形曲線有一反彎點，一般認為該點彎矩值為零，于是可把擋土結(jié)構(gòu)劃分為兩段假想梁，上部為簡支，下部為一次超靜定結(jié)構(gòu)，其彎矩圖不變，該法稱為等值梁法。實踐表明，等值梁法計算板樁是偏于安全的，實際設(shè)計計算常將最大彎矩予以折減，折減經(jīng)驗系數(shù)為0.6～0.8，一般取0.74。等值梁法基于極限平衡狀態(tài)理論，假定支擋結(jié)構(gòu)前后受極限狀態(tài)的主被動土壓力作用，不能反映支擋結(jié)構(gòu)的變形情況，亦即無法預(yù)先估計開挖對周圍建筑物的影響，故一般僅作支護體系內(nèi)力計算的校核方法之一。

　　3、彈性地基梁的m法

　　基坑工程彈性地基梁法取單位寬度的擋墻作為豎直放置的彈性地基梁，支撐簡化為與截面面積、彈性模量和計算長度等有關(guān)的二力桿彈簧。彈性地基梁法中土對支擋結(jié)構(gòu)的抗力（地基反力）用土彈簧模擬，地基反力的大小與擋墻的變形有關(guān)，即地基反力由水平地基反力系數(shù)同該深度擋墻變形的乘積確定。即f=mzy，其中：f為土對支擋結(jié)構(gòu)的水平地基反力，kN/㎡；z為計算深度，m；y為計算點處擋墻的水平位移I＂11。彈性地基梁的m法優(yōu)點是考慮了支護結(jié)構(gòu)與土體的變形協(xié)調(diào)。工程實踐表明，在軟土中的懸臂樁支護計算采用m法，計算位移與實測位移有很大差異，實測位移是計算值的好幾倍。這說明樁后土體變形已不再屬于彈性范圍。另外，m法無法直接確定支護結(jié)構(gòu)的插入深度，通常假定試算有很大的隨意性，有時樁底落在軟弱土層中，還需經(jīng)驗來修正。

　　4、彈塑有限元法

　　有限單元法作為今后基坑支護設(shè)計計算的發(fā)展方向，它的優(yōu)點是考慮了土體與結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)，而且可以得出塑性區(qū)的分布，從而判斷支護結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性。但選取合理的本構(gòu)模型與計算參數(shù)，以及塑性區(qū)范圍與穩(wěn)定性之問的定量關(guān)系均缺乏經(jīng)驗。目前，隨著計算機技術(shù)及系統(tǒng)科學的發(fā)展，為有限單元法的完善提供了更有利的工具。在結(jié)構(gòu)計算方面，建立了能考慮基坑圍護結(jié)構(gòu)和土壓力的空間非線性共同作用理論及其計算方法，并編成程序，方便高效地完成基坑圍護工程的計算。

　　三、地基基坑支護體系的選擇原則

　　支護體系的選用原則是安全、經(jīng)濟、方便施工，選用支護體系要因地制宜。

　　安全不僅指支護體系本身安全，保證基坑開挖、地下結(jié)構(gòu)施工順利，而且要保證鄰近建（構(gòu)）筑物和市政設(shè)施的安全和正常使用。

　　經(jīng)濟不僅是指支護體系的工程費用，而且要考慮工期，考慮挖土是否方便，考慮安全儲備是否足夠，應(yīng)采用綜合分析，確定該方案是否經(jīng)濟合理。

　　方便施工也應(yīng)是支護體系的選用原則之一。方便施工可以降低挖土費用，而且可以節(jié)省工期、提高支護體系的可靠性。

　　一個優(yōu)秀的支護體系設(shè)計，要做到因地制宜，根據(jù)基坑工程周圍建（構(gòu)）筑物對護體系變位的適應(yīng)能力，選用合理的支護型式，進行支護結(jié)構(gòu)體系設(shè)計。相同的地質(zhì)條件，相同的挖土深度，允許圍護結(jié)構(gòu)變位量不同，滿足不同變形要求的不同的支護體系的費用相差可能很大。優(yōu)秀的設(shè)計，應(yīng)能較好地把握支護結(jié)構(gòu)安全變位量，使支護體系安全，周圍建筑物不受影響，費用又小。

　　支護體系一般為施工過程中臨時構(gòu)筑物，設(shè)計中不宜采用較大的安全系數(shù)，但適當?shù)陌踩珒�備還是需要的。安全系數(shù)取1.0，對一個工程不一定出問題；但宏觀地看，對一個地區(qū)，工程事故數(shù)量就可能不少。從安全與經(jīng)濟兩方面考慮，可以在采用較小的安全儲備條件下，在施工過程中加強監(jiān)測，并備有應(yīng)急措施，以保證在事故苗頭出現(xiàn)時，采取措施，確保安全施工。

　　一般講，軟粘土地基中基坑工程要側(cè)重處理支護體系圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題，或者說處理好擋土問題；地下水位較高的砂性土地基中基坑工程要側(cè)重處理好水的問題，如何降低地下水位，如何設(shè)置好止水帷幕，軟粘土地基中基坑工程支護體系失穩(wěn)往往是支護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。引起支護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的原因很多，有設(shè)計方面的原因，也有施工方面的原因，也有對地質(zhì)條件了解不清楚的原因。但原理性錯誤，也經(jīng)常遇到。滲透性較大的地基中基坑工程支護體系失敗往往是水的問題未處理好。要根據(jù)地基土質(zhì)情況合理選用支護體系。

　　四、軟土地基基坑止水、降水體系和排水措施

　　1、為了保證土方開挖和地下室施工處于“干”狀態(tài)，常需要通過降低地下水位或配以設(shè)置止水帷幕使地下水位在基坑底面0.5～1.0m以下。降低地下水位也有利于基坑圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止流土、管涌、坑底隆起引起破壞。對于滲透性很小的地基也可既不降低地下水位也不設(shè)置止水帷幕，在基坑開挖過程中產(chǎn)生的少量積水采用明溝排水處理。

　　水泥土重力式圍護結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)和凍結(jié)法圍護結(jié)構(gòu)本身又是止水帷幕；而排樁墻圍護結(jié)構(gòu)等則需要另外設(shè)置止水帷幕以共同形成擋土和擋水的基坑圍護體系。

　　目前在基坑工程中應(yīng)用較多的止水惟幕有三種形式：深層攪拌法水泥土止水帷幕，高壓噴射注漿法水泥土止水帷幕和素混凝土地下連續(xù)墻止水帷幕。

　　除設(shè)置豎向止水推幕外有時還需設(shè)置水平向止水帷幕，以防止流土、坑底隆起等造成破壞。當有承壓水時，更應(yīng)重視。

　　降低地下水位常采用井點降水。常見的有單（多）層輕型井點，噴射井點和深井井點降水等。

　　2、止水帷幕及適用條件

　　為了表明水泥摻合量為10%的水泥土滲透系數(shù)比原狀土滲透系數(shù)小兩個數(shù)量級以上，在基坑圍護體系中常采用水泥土止水帷幕截水。深層拌攪拌法水泥土止水帷幕視土層條件可采用一排、兩排、或數(shù)排水泥攪拌樁相互疊合形成。相鄰水泥攪拌樁可搭接100mm左右。深層攪拌法水泥土止水帷幕適用于粘土、淤泥質(zhì)土和粉土地基高壓噴射注漿法水泥土止水帷幕一般有兩種形式：單獨形成止水帷幕，采用單排旋噴樁相互搭接形成；或采用擺噴法形成：與排樁共同形成止水帷幕。高壓噴射注漿法水泥土止水帷幕適用于粘土、淤泥質(zhì)土、粉土、砂土及碎石土等地基。

　　3、采用深層攪拌法形成豎向水泥土止水帷幕比采用高壓噴射注漿法費用低，故能采用深層攪拌法形成水泥土止水帷幕的應(yīng)優(yōu)先考慮。高壓噴射注漿法的優(yōu)點是透用范圍廣。有時也采用素混凝土地下連續(xù)墻止水帷幕，常采用沖水成槽，素混凝土地下連續(xù)墻壁厚常為200～300mm。有的基坑工程需封堵坑底以下的地下水，防止地下水沖破基坑底部土層涌人基坑或出于抗浮問題的考慮，就需設(shè)置水平向止水帷幕。水平向止水帷幕常采用高壓噴射注漿法或深層攪拌法形成。若基坑內(nèi)已有工程樁，因深層攪拌無法與工程樁密貼，故不能采用深層攪拌法。根據(jù)坑底浮力、或承壓水的頂托力、整體穩(wěn)定、抗坑底隆起分析確定封底水泥土厚度。

　　4、降、排水措施及適用條件

　　在基坑工程中，通過降、排水，使基坑土方開挖過程中，地下水位保持在基坑底以下0.5～1.0m。若有承壓水，應(yīng)使深部承壓水不致引起坑底突涌破壞。在降、排水過程中應(yīng)不影響鄰近建筑物及地下管線的正常使用。降水措施常用并點降水。并點降水可根據(jù)基坑范圍、開挖深度、工程地質(zhì)條件、環(huán)境條件等合理選擇井點類型。常用井點類型有單（多）層輕型井點、噴射井點、深并井點和電滲法。

　　五、結(jié)束語

　　在處理軟土地基時，應(yīng)認真進行調(diào)查，重視施工過程中的動態(tài)觀測，隨時進行調(diào)整。軟土地基的處理一定要遵照“因地制宜、綜合考慮”的原則進行。在基坑開挖與支護領(lǐng)域中，人們已應(yīng)用各種手段和技術(shù)措施，集中解決了一個又一個工程問題和難題。只有不斷的提高軟土地基處理技術(shù)，才能保證地基施工的順利實施，從而加快工程的建設(shè)進度。

　　參考文獻

　　[1]劉松芳，高峰，許建章，方慶高．建筑深基坑支護方案的技術(shù)經(jīng)濟比選[J]．建筑施工，2009．

　　[2]陶聿君．對深基坑工程支護技術(shù)的論述[J]．四川建材，2006．

　　[3]張雪松．建筑基坑支護工程安全的影響因素分析[J]．黑龍江科技信息，2007．

　　[4]張雪，秦躍民．深基坑支護施工技術(shù)[J]．蘭州工業(yè)高等專科學校學報，2003．

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