深基坑開挖沉降變形的分析研究

劉國明 張南

摘要：深基坑開挖施工中必須嚴格按照規(guī)范要求和施工組織設(shè)計內(nèi)容提前準備，優(yōu)化基礎(chǔ)土方開挖施工的技術(shù)措施，提高建筑基礎(chǔ)士方開挖施工的預見性、科學性、合理性。

關(guān)鍵詞：深基坑開挖;基坑變形;監(jiān)測

前言

在高層建筑物設(shè)計施工中，一般需要開挖深基坑，深基坑不僅可提高土地的空間利用率，同時也為高層建筑物的抗震、抗風等提供穩(wěn)固的基礎(chǔ)。隨著建筑高度的增加和規(guī)模的擴大，基坑深度和防護邊坡的高度也不斷加大。隨著基坑開挖寬度和深度的不斷增加，深基坑的變形也隨著增加。

1導致基坑變形的影響因素

設(shè)計因素。主要有基坑的平面尺寸和開挖深度、圍護墻體的剛度及和地質(zhì)條件、支撐的剛度和道數(shù)、支撐的位置、預應力大小以及被動區(qū)的土體加固等。

施工過程?；邮┕み^程對基坑工程變形的影響是非常大的。許多工程事故的發(fā)生，除部分由于設(shè)計失誤或考慮不周的原因外.絕大數(shù)與施工因素有關(guān)。主要表現(xiàn)為基坑的施工方案、施工時是否按照設(shè)計進行施工以及施工質(zhì)量的好壞。開挖基坑時不可避免地會引起地基卸載和土體應力釋放，進而會影響基坑的穩(wěn)定性和安全性，合理的分層分區(qū)對稱均衡開挖有利于控制變形的發(fā)展。

地質(zhì)條件。基坑工程的設(shè)計和施工與自然條件密切相關(guān).設(shè)計中必須全面掌握基坑所在地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和氣候條件等特點.而調(diào)查工程所處位置的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件是確定支護方法、開挖方法、降水方法和地基加固等設(shè)計的基本依據(jù)。 在硬質(zhì)粘性土層中不大可能由于滲流而出現(xiàn)管涌問題。在基坑的開挖過程中.坑底隆起可能比側(cè)向位移更為危險：對于超固結(jié)粘土， 施工開挖前土中的靜止土壓力系數(shù)比較大.所以側(cè)壓力也比較大.開挖后可能引起比較大的側(cè)向位移.甚至可能在開挖面底部的被動區(qū)土體中出現(xiàn)破壞.其開挖引起的地表沉降與砂土大致相同。在飽和軟粘土中進行基坑開挖產(chǎn)生的地層位移比砂土和硬質(zhì)粘土中大很多，當圍護墻體有足夠的嵌入深度時，最大水平位移出現(xiàn)在坑底附近。

2基坑變形的形式

在實際的開挖過程中，基坑變形有以下幾種。

（1）坑底的隆起。造成該問題的原因有兩種，一種是在開挖的過程中豎向地應力平衡被打破，土地為了保證原有的平衡，所以底部隆起;另一種是在開挖的過程中，兩側(cè)產(chǎn)生了壓力的差值，對底部的土地產(chǎn)生擠壓，最終導致底部隆起。

（2）支護結(jié)構(gòu)變形。支護結(jié)構(gòu)變形，也分為兩種，一種是豎直方向的變形，一種是水平方向的變形。由于在實際的施工過程中豎直方向的變形程度很小，對整體工程不會產(chǎn)生較大的影響，因此不對該問題進行深入的研究。而造成水平方向變形的原因主要有四種，分別是懸臂式變形、踢腳式變形、內(nèi)凸式變形以及復合式變形。在實際的施工過程中，支護樁的入土深度，有無內(nèi)支撐以及內(nèi)支撐的剛度大小決定了支護水平方向變形的形式。因此在實際的施工過程中，需要選擇合適的入土深度，根據(jù)實際工程進行分析，判斷是否需要進行內(nèi)支撐，判斷內(nèi)支撐的剛度大小，這樣才能夠提高支護工作的質(zhì)量，才能夠保障深基坑開挖施工的進行。

（3）地表沉降變形。對于深基坑的施工來說，在開挖的過程中，由于對原始的土層進行了大面積和大工程量的破壞，使得原始土層的平衡被打破，在維護墻的兩側(cè)產(chǎn)生了不同程度的應力。在施工后土層需要重塑應力平衡，因此就會導致土層向墻外進行水平上的位移，而土層為了彌補水平位移所產(chǎn)生的縫隙就會發(fā)生地表的沉降。在目前的施工過程中，地表沉降的形式主要有兩種，一種是拋物線分布的地表沉降，這種地表沉降類型主要是在一些深度不深，但是發(fā)揮著非常重要的基坑內(nèi)產(chǎn)生。這些基坑在施工過程中對于周圍的圍護結(jié)構(gòu)要求非常高，因此支護結(jié)構(gòu)進入土層的深度也較深，所以在施工后維護頂部和底部的位移較小，所以就就會形成類似于拋物線的地表類沉降。另一種是三角形分布形式的地表沉降，這種地表沉降主要是在一些深度較淺安全性較小的基坑中產(chǎn)生，這是由于安全性較小，所以支護結(jié)構(gòu)不會過深，因此在移除支護結(jié)構(gòu)時導致水平位移較大，所以就形成了三角形分布的地表沉降。

3監(jiān)測的方法

而在實際監(jiān)測深基坑的變化情況時，一般可以應用沉降監(jiān)測法、支撐軸力、地下管線豎向位移、樁墻深層撓曲監(jiān)測法、圍護樁墻頂水平位移監(jiān)測法以及最為常用的肉眼巡視法等等，這些監(jiān)測方法的應用都可以在很大程度上保證對深基坑監(jiān)測結(jié)果的準確性，可以及時發(fā)現(xiàn)深基坑在施工作業(yè)中存在的變形問題。比如，在深基坑施工作業(yè)期間，常見的變形主要包括圍護結(jié)構(gòu)變形、基坑周圍土體沉降或位移、坑底隆起等。無論何種深基坑施工質(zhì)量問題，一旦深基坑施工作業(yè)中出現(xiàn)了變形等質(zhì)量問題，會給后續(xù)建設(shè)與施工帶來不利影響。而在實際的深基坑施工作業(yè)監(jiān)測過程中，要注意結(jié)合現(xiàn)場施工的實際情況，針對所選的監(jiān)測對象以及應用的監(jiān)測方法，選擇最佳的監(jiān)測點布置位置，如考慮到深基坑施工作業(yè)本身會對基坑周圍的圍護結(jié)構(gòu)以及周邊的地層等帶來干擾，所以在實際的深基坑監(jiān)測施工作業(yè)中重點選擇地下連續(xù)墻變形點、地表豎向位移點等當作主要的測點部位位置，這樣可以更好地確保最終深基坑監(jiān)測施工的整體質(zhì)量。

4 深基坑變形的控制措施

（1）在施工前根據(jù)工程的特點以及周邊環(huán)境水文等條件內(nèi)容進行具體的分析研究，選擇適合該工程的支護方式和開挖方式進行施工。

（2）對施工的支護結(jié)構(gòu)進行安全性驗算，在不影響工程造價的同時提高支護結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性和強度，這樣才能夠保障整體施工的穩(wěn)定進行，提高施工質(zhì)量。

（3）在施工的過程中，注意開挖順序，要做到開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖，保證施工質(zhì)量。

（4）加強基坑監(jiān)測，對基坑監(jiān)測有特殊要求時，各監(jiān)測項目的測點布置、量測精度、監(jiān)測頻率等應根據(jù)實際要求確定，監(jiān)測單位應及時處理、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測結(jié)果和評價及時反饋建設(shè)方及相關(guān)單位，當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到監(jiān)測報警值時必須立即通報建設(shè)方及相關(guān)單位。

（5）對工序和工期進行合理的安排和規(guī)劃。

5結(jié)束語

深基坑開挖過程中，為了保護周圍既有建筑物和構(gòu)筑物的安全，通過監(jiān)測基坑開挖過程中的既有建筑物和地下管線的沉降變化，可以監(jiān)測基坑周圍環(huán)境變形，評估其周圍環(huán)境的安全?；庸こ套冃蔚目刂拼胧?從而為設(shè)計優(yōu)化提供了方法和依據(jù).同時也對信息化施工和基坑的監(jiān)測工作起到重要的指導和參考作用。

參考文獻：

[1]張繼東.高層建筑深基坑工程施工及安全措施的研究.智能城市，2019（19）.

[2]郭烽.建設(shè)工程中深基坑土方開挖的施工管理.建材與裝飾，2019（37）.

（作者單位：中基發(fā)展建設(shè)工程有限責任公司）