上海地區(qū)軟土地基深基坑開挖與支護(hù)技術(shù)探討

鄧平

摘要：上海地區(qū)位于我國長三角地區(qū)，是長江三角洲沖積平原的一部分，其地質(zhì)條件較為復(fù)雜，其土質(zhì)大多數(shù)為淤泥質(zhì)和雜填土，因此，上海是我國典型的軟土地區(qū)。軟土地區(qū)的深基坑工程一直是巖土工程界的難題。本文主要探討上海地區(qū)的軟土地基下的深基坑的開挖與支護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：淤泥；支撐；施工；開挖

1.前言

上海地區(qū)是沖積平原這一特點，使得其地質(zhì)地貌較為特殊，其淺部地層均為軟土，多由淤泥質(zhì)土、雜填土組成，這一類軟土整體結(jié)構(gòu)較為松散，含水量較高，工程性能很差，可壓縮性較大，一般需要通過地基處理后才可以用作建筑物的地基。此外，上海是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心，其地下管網(wǎng)分布較為復(fù)雜，地下水河道較多，上海地區(qū)的深基坑工程的開挖與支護(hù)技術(shù)較為復(fù)雜，工藝繁瑣。因此，本文主要探討上海地區(qū)的軟土地基下的深基坑的開挖與支護(hù)技術(shù)。

2.深基坑工程的特點

基坑工程是一項綜合性的巖土工程問題，涉及范圍較廣，涵蓋眾多學(xué)科和專業(yè)，影響因素多且復(fù)雜，因此需要結(jié)構(gòu)工程和巖土工程技術(shù)人員的密切配合?；庸こ叹哂腥缦绿攸c：深基坑工程安全儲備小、風(fēng)險高；深基坑工程的區(qū)域性很強。不同地區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況差異甚大，相應(yīng)的，基坑工程的差異性也會很大；深基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工除了受地質(zhì)條件制約外，還受基坑周邊環(huán)境的影響，每個基坑所處的環(huán)境都會有所差異；深基坑工程具有較強的時空效應(yīng)。對于軟土而言，土體含水量較高且強度低，有很大的蠕變性，因此基坑的設(shè)計施工設(shè)計中應(yīng)考慮時空效應(yīng)。深基坑工程具有較強的環(huán)境效應(yīng)。基坑開挖會引起地下水位的改變以及周圍土體應(yīng)力場的變化，這將對基坑周圍環(huán)境產(chǎn)生較大影響。

3.軟土地基深基坑開挖施工工藝

基坑工程的施工不僅與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和水文條件有關(guān)，還涉及到周邊的建筑物、地下的管道埋設(shè)以及周圍的場地條件等的影響。因此在基坑開挖時，應(yīng)根據(jù)主要的特點，如基坑的開挖深度、面積、支護(hù)體系和工程環(huán)境制定開挖方案。

總的來說，基坑工程的開挖遵循以下的開挖原則：分層、均衡、對稱開挖。防止支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力突變。常規(guī)的方法有中心島式，盆式，分層退行開挖等。具體如何開挖要根據(jù)支護(hù)方案，地質(zhì)條件制定土方開挖方案，方案經(jīng)專家評審合格后方可開挖。

規(guī)范《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）中明文規(guī)定，對于軟土地質(zhì)條件下的基坑開挖。需要采用均衡分層的開挖方法，分層的高度宜小于1米。因此軟土地基的深基坑工程的施工要點在以下幾個方面：

基坑土方的開挖應(yīng)在圍護(hù)樁和旋噴樁止水帷幕的施工完畢之后進(jìn)行，且必須在滿足理論設(shè)計強度的前提下才可開挖。

采用分段階梯分層的開挖形式，這種方法的優(yōu)勢在于可以保持深基坑工程的穩(wěn)定性，并且方便施工的組織管理，開挖過程中，每個階梯都可以作為新的工作平臺，這樣可以更加快速的完成開挖計劃。

為了減小基坑周圍部位的變形累積，可以在圍護(hù)結(jié)構(gòu)前留置一部分的反壓土，這是利用了軟土的穩(wěn)定性特點，使反壓土與維護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)合來抵抗圍護(hù)樁外側(cè)的水壓力、土壓力等，并且，還可以為鋼支撐的安裝提供工作面。

對于軟土基坑的開挖，監(jiān)測是開挖過程中的一項必不可少的工作，在開挖前，根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）中的技術(shù)要求合理的設(shè)置監(jiān)測點，監(jiān)測的數(shù)據(jù)主要在地下水位、土體的沉降和測斜、樁體的測斜和樁頂?shù)奈灰频?。記錄初始值，然后每天對?shù)據(jù)監(jiān)測兩次，實時的對數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤和分析，觀察監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化形式，緩慢的漸變過程表明基坑處于一個相對穩(wěn)定的情況下，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)生了突變，表明基坑工程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，平衡被打破，這時需要加大監(jiān)測的次數(shù)，減緩基坑的開挖速度或者根據(jù)實際情況適時考慮停止開挖施工。

軟土地基的特點使得基坑開挖過程中時刻都需要由支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)，而在開挖過程中，可以合理的利用軟土自身的控制位移的能力，最大限度的降低無支護(hù)的開挖過程持續(xù)時間，縮小土體之間的擾動范圍。

4.軟土地基深基坑支護(hù)技術(shù)

4.1基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要類型

深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)是臨時的構(gòu)筑物，走起的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系多采用木樁圍護(hù)，而隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，基坑支護(hù)方法越來越多，當(dāng)下主要有地下連續(xù)墻、鋼板樁、鋼筋混凝土樁等幾種形式。主要的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系可以分為支擋型和加固型兩個類別。

加固型支護(hù)體系大多數(shù)都選用的是水泥攪拌樁，適用于軟土地基條件下的基坑支護(hù)，有點在于既可以擋土，又可以形成帷幕來擋水。國內(nèi)的水泥攪拌樁的應(yīng)用中，最大的只當(dāng)高度達(dá)到了14米，常見的支擋高度多在6m左右。因其施工的周期短，價格便宜，并且還可以在樁體內(nèi)配筋來增強支護(hù)的剛度，因此水泥攪拌樁的應(yīng)用較為廣泛。

支擋型的支護(hù)結(jié)構(gòu)中最長見的有鉆孔灌注樁擋墻、內(nèi)支撐樁排支護(hù)、鋼板樁支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)等，支擋型的支護(hù)結(jié)構(gòu)對周邊的環(huán)境影響較小，并且對土體具有很強的適用性，在防滲、抗彎、整體性等多個指標(biāo)上均具有良好的工程性能，但其總體的造價相對加固型支護(hù)體系要高。

4.2軟土地基基坑支護(hù)的選取原則

軟土地基的軟土構(gòu)成主要是細(xì)粒土，上海地區(qū)的軟土大多數(shù)是含水量較高淤泥質(zhì)土，土體的工程性能十分差，這類土在受到工程荷載之后發(fā)生較大的變形，加之其自身土體的蠕變這一特點，容易在引起坑底的隆起。因此在確定軟土地基條件下的深基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)從以下幾個要點來考慮。

首先，根據(jù)深基坑工程的整體特點，考慮現(xiàn)場的周圍地質(zhì)條件和場地設(shè)施，相鄰建筑物的分布以及地下管道的分布等采用最適合、合理的支護(hù)體系。

如果現(xiàn)場的周邊環(huán)境狹窄，或是相鄰建筑較為密集的，支護(hù)體系的選擇應(yīng)從控制沉降和控制地面位移兩個方面進(jìn)行考慮和選擇。如果深基坑工程的現(xiàn)場條件較為空闊，則上段可以選擇放坡開挖的形式，下段的支護(hù)選擇深層攪拌水泥樁墻。

如果基坑的開挖深度大，支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇單支點或多支點的結(jié)構(gòu)形式，如果基坑的開挖面積較大時，支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇單層或多層錨桿。如果基坑的開挖深度小，支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇懸臂式擋土支護(hù)，如果基坑的開挖面積較小，支護(hù)結(jié)構(gòu)則采用內(nèi)撐形支點的結(jié)構(gòu)形式。

上海地區(qū)是典型的軟土地區(qū)，但是每個區(qū)域的軟土的工程特點具有一定的差異性，如果土體條件很差，可以選擇深層攪拌水泥墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)，如果土體的質(zhì)量很好，則支護(hù)結(jié)構(gòu)可以選取排樁或者錨桿。

5.結(jié)語

隨著城市化發(fā)展的不斷加快，地下結(jié)構(gòu)工程越來越多，如何做好地下結(jié)構(gòu)工程中深基坑的施工是一項艱巨的任務(wù)。尤其在上海地區(qū)，人口密集、經(jīng)濟(jì)繁華，加之其地處長三角沖擊平原地帶，是典型的軟土地區(qū)，其深基坑工程的開展更為困難。本文主要探討上海地區(qū)的軟土地基下的深基坑的開挖與支護(hù)技術(shù)。分析主要的施工工藝和支護(hù)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]竺松.組合支護(hù)形式在某軟土深基坑中的應(yīng)用[J].煤炭工程.2009（05）

[2]任彥斌，黃小明.試析軟土深基坑工程施工重大危險源的防控[J].建筑.2010（06）

[3]宋明健，周軍，崔軍.某軟土深基坑支護(hù)方案的分析與比選[J].四川建筑.2011（02）

[4]陳文.軟土深基坑支護(hù)設(shè)計探討[J].建筑.2011（17）