淺析基坑變形和工程處理措施

彭斯鳴　鐵自通

[摘 要] 分析和研究基坑變形規(guī)律，采取及時有效的工程措施，對工程建設意義重大。主要研究基坑變形的基本理論，結合常見的工程問題及處理經驗，為進一步研究基坑工作提供參考。

[關 鍵 詞] 基坑變形；工程措施；安全

[中圖分類號] TV551 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）32-0188-01

基坑工程本身技術要求高，實際施工過程中，由于偶然因素的存在，很容易會發(fā)生土體和支護結構的受力、變形和位移，稍有不慎，就可能發(fā)生一系列安全事故，帶來嚴重的后果。

一、基坑變形

（一）概念

在基坑施工過程中，隨著基坑內土體被挖出，基坑內部上層土體應力損失，下層土體就會產生一種向上為主的應力和位移，周圍土體則會產生一種向內為主的應力和位移。周圍地表可能產生向下的沉降趨勢。這種基坑所在位置土體的原有平衡遭到破壞，導致其內部支撐系統(tǒng)受力出現(xiàn)不平衡，土體產生位移的現(xiàn)象就是基坑的變形。

（二）變形的影響因素

有關變形的影響因素較多，主要包括以下幾個方面：（1）自然環(huán)境：包括基坑所在地工程地質、水溫和氣候條件等。（2）設計方面：包括基坑設計的平面尺寸、開挖深度、圍護結構剛度和強度等。（3）施工環(huán)節(jié)：包括基坑圍護墻施工、開挖的時空效應問題和土體蠕變效應等。

（三）變形的破壞形式

根據(jù)以往的工程實踐，總結基坑變形的破壞形式主要有三種：基坑底部的隆起、支護結構的變形破壞和周圍地層的位移破壞。

1.基坑底部的隆起

基坑開挖過程實際就是土體的一個卸荷載過程，隨著施工的進行，上層土體被清理，荷載消失，下層土體就會產生向上的位移，導致基坑底部微微隆起。隆起的過程一般包含兩部分：彈性變形過程和塑性變形過程?；拥撞康穆∑鹆靠勺鳛榕袛嗷臃€(wěn)定性和建筑物沉降的重要指標。（如圖1所示）

2.支護結構的變形破壞

支護結構的變形破壞因素較多，除了自身結構的強度、剛度、制作工藝和施工管理等因素外，還與施工過程中周圍環(huán)境條件的變化有著密切關系，如基坑周圍的堆料、行車和降水等，都有可能導致支護結構出現(xiàn)問題。

3.周圍地層的位移破壞

在基坑施工過程中，由于圍護結構的變形和坑底隆起的發(fā)生，經常會伴隨周圍地層的位移。主要包括路面沉降、周圍燃氣管線沉降等?；又車牡貙游灰剖苤谓Y構影響。同時，基坑施工時的降水和止水作業(yè)，也會對周圍地面的沉降產生較大的影響。

二、工程問題分析處理

（一）工程概況

該基坑位于兩條城市主干道交叉口，周圍建筑較多，環(huán)境復雜。所在地區(qū)全年雨量較大，常見的臺風暴雨等災害性天氣較多，區(qū)域地質以風化巖和花崗巖為主，殘積土顆粒級配不良，存在管涌、流土等滲透現(xiàn)象。底板主要位于硬塑狀礫質粘性土上，車站內局部存在淤泥質土層和2～4 m厚砂層。（如圖2所示）

（二）停工問題的分析

由于春節(jié)放假的原因，車站施工從12月22日開始相繼停止，監(jiān)測工作頻率相對減少。1月份以后，工程相繼開工，基坑監(jiān)測工作提前開始。為驗證前期數(shù)據(jù)分析的準確性，確保后續(xù)工程安全，在施工開始以前，對地表沉降、建筑物沉降、管線沉降和地下水位進行重新監(jiān)測、持續(xù)兩周，并對比停工前監(jiān)測數(shù)據(jù)，初步判斷基坑工程處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，可進行開工建設。

（三）預警問題的分析處理

9月份監(jiān)測過程中，基坑工程出現(xiàn)橙色預警。建設單位、監(jiān)理單位和設計單位共同組織，實地巡視，召開專題專家會議，總結工程概況，分析事故原因，采取針對此次預警問題的專項解決方案：（1）加密相應監(jiān)測點和監(jiān)測頻率，及時反饋監(jiān)測信息。（2）加強施工組織，加快主體結構施工進度，及時封閉底板。（3）嚴格按照基坑開挖方案進行開挖作業(yè)，及時架設支撐和預加軸力。（4）嚴控變形和水位變化，必要時采取灌漿措施。

根據(jù)11月份和12月份數(shù)據(jù)分析，相關監(jiān)測點變形值在合理范圍內，沒有超過監(jiān)測預警值，驗證了預警方案的科學性和有效性。

三、結論

基坑施工過程中，變形控制既要滿足基坑本身的安全和穩(wěn)定要求，還要控制基坑周圍地層的移動情況。深入分析基坑變形理論研究，能夠較好地把握基坑變形規(guī)律，科學指導工程施工，提高業(yè)績，促進理論水平的發(fā)展。

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