软土地区地铁车站深基坑开挖围护结构的变形原理
地铁深基坑开挖周围地质及建筑物变形机理分析及控制
地铁深基坑开挖周围地质及建筑物变形机理分析及控制摘要：随着城市的不断发展和社会进步，目前很多城市的公用交通工程已经无法满足人们日常出行、工作、生活，通过发展地下交通能够有效缓解城市地面交通压力。
但是在建造地铁过程中，挖掘地铁深基坑时会对基坑周围的地质结构、建筑物等产生不利影响，设计、施工、防范措施不当时，容易导致基坑周围的地质结构、建筑物出现沉降、变形等现象。
因此，为了能够有效确保施工安全，本文通过对地铁深基坑开挖周围地质及建筑物变形机理进行分析，并提出有效的控制措施，使地铁深基坑受到的影响降到最低。
关键词：地铁；深基坑；建筑物；变形机理1.引言现如今，随着城市轨道交通的不断发展，城市轨道交通工程规模越来越大，在施工过程中，周围地质和建筑物会受到设计不合理、施工不规范等因素影响，导致土层松动，使建筑物以及周围地质发生变形出现侧移、沉降等现象。
尤其是在施工过程中，由于在挖掘过程中没有将土体进行整体分层施工，导致邻近道路容易出现沉降现象，导致路面交通受到影响，甚至在挖掘过程中，深基坑周围地质结构、地下管道、周围建筑等受到第二应力影响，发生位移现象。
为了能够有效避免上述影响发生，在施工过程中应对相关变形机理进行分析，并做好相应的控制工作，确保施工能够顺利、安全进行[1]。
2.变形机理分析2.1基坑围护结构变形机理地铁深基坑开挖导致周围地质及建筑物变形，其原因主要与地铁深基坑周围围护结构变形有关，为避免地铁深基坑开挖导致周围地质及建筑物变形，需要对地铁深基坑周围围护结构进行监测。
在地铁深基坑开挖早期过程中，由于安装的支撑结构时，没有施加合适的应力，导致深基坑周围围护结构发生变形现象，导致该结构出现弧线形，中间部位出现较大变形，导致承受力降低。
同时，基坑周围的土体随着围护结构的改变也会发生不同程度沉降、凹陷或者变形现象，导致基坑周围的围护结构出现水平位移情景。
另外，深基坑周围围护结构受到沉降和位移影响后会向内凸出，导致变形量增加，使得整体结构出现凹槽型，使得周围地质和建筑物发生变形[2]。
软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究
软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究摘要：随着城市建设的快速发展，越来越多的高层建筑、地下道路和地下设施需要在软土地区进行施工。
然而，软土地区的工程施工面临着较大的土体变形和沉降风险。
本文通过对软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究进行分析和总结，提出相应的控制措施。
1. 引言软土地区是指土壤的可塑性较高，在施工过程中容易发生变形和沉降的地区。
软土地区的工程施工往往会引起较大的土体变形，给工程安全带来威胁。
因此，深入研究软土地区深基坑施工引起的变形及控制措施具有重要意义。
2. 软土地区深基坑施工引起的变形机理（1）土体压缩：在深基坑施工过程中，由于土体受到较大的垂直荷载，土体呈现出较大的压缩变形，导致基坑周边土体的沉降。
（2）土体侧限：在软土地区，由于土体的可塑性较高，土体易发生侧限，导致基坑周边土体的变形和沉降。
（3）地下水位变化：在施工过程中，由于基坑开挖导致地下水位的变化，地下水压力的变化也会引起土体的变形。
3. 变形控制措施（1）预应力锚杆支护：预应力锚杆支护可以有效地控制软土地区基坑周边土体的变形和沉降。
通过锚杆对土体施加预压力，使土体的内摩擦角增加，抵御外力的作用。
（2）混凝土减压层：在软土地区深基坑施工中，可以在基坑开挖前铺设一层混凝土减压层，减少土体压缩变形和沉降。
（3）地下水位控制：在基坑施工过程中，对地下水位进行合理的控制，避免地下水位变化过大，减小土体的变形。
4. 工程实例分析通过对某软土地区深基坑施工项目进行实际观测和数据分析，得出以下结论：（1）预应力锚杆支护可以有效地控制软土地区深基坑周边土体的变形和沉降。
（2）混凝土减压层的使用可以减少土体压缩变形和沉降的发生。
（3）合理控制地下水位可以降低土体的变形和沉降风险。
5. 结论软土地区深基坑施工引起的变形需要采取相应的控制措施。
预应力锚杆支护、混凝土减压层的使用以及合理控制地下水位都能有效地减小土体的变形和沉降风险。
软土地区深基坑施工引起的变形及控制分析
软土地区深基坑施工引起的变形及控制分析由于深基坑开挖变形过大所带来的事故时有发生，在市区为保护邻近建筑物、地铁、地下管线、道路等设施的安全，对基坑的变形做出严格的限制。
基坑工程不仅要保证围护结构本身的安全，还要保证四周建筑物的安全和正常使用，因此，基坑工程变形掌握研究越来越得到重视。
1深基坑变形机理基坑支护结构除满意强度要求外，还需满意变形要求，在软土地区，后者往往占主导地位。
基坑工程的变形主要由围护结构位移、四周地表沉降及基坑底部土体隆起三部分组成。
深基坑开挖过程中，开挖面上因土体开挖而卸载，因此引起基坑底部土体产生以向上为主的位移，围护结构在两侧压力差作用下产生向基坑内的水平位移和相应的土体变形，而四周地表沉降主要来自围护结构位移。
这三者之间存在耦合关系，影响基坑变形的因素很复杂。
1.1围护结构变形基坑开挖导致围护墙内侧原有的压力被卸去，在基坑外侧主动土压力作用下，产生不平衡土压力，进而使墙体产生位移和变形。
对于悬臂围护结构，墙体侧向变形一般为墙体绕坑底以下的某点向基坑内部倾斜，而墙顶位移最大，呈三角形分布。
然而，随着基坑的开挖，墙体的侧向变形呈现出墙体腹部向坑内凸起而墙顶位移基本不变的状况。
尤其在软土地区，由于围护结构限制了坑外土体向坑内的流淌，因此，围护结构变形是导致坑外地表沉降和深层土体移动的主要原因。
1.2围护结构后的地表沉降基坑开挖后周边土体处于临空状态，原有的结构平衡遭到破坏，土体开头应力释放简单发生滑动剪切破坏，地基土在原有荷载作用下产生新沉降；另外，基坑开挖降水引起周边地下水位下降，形成以抽水井点为中心的降水漏斗，由于基坑周边土层地下水位降低，土体中的孔隙水压力消散，直接导致土体中有效应力增加，土体产生了新的固结沉降。
地表沉降的分布形式可近似归纳为“三角形”和“抛物线”两种，前者最大沉降点位于基坑边，后者最大沉降点离基坑边有一定距离。
基坑中部四周剖面的地表沉降曲线可能是“三角形”也可能是“抛物线”，而基坑角点四周由于受到另一侧围护结构的支撑作用，其沉降分布形式常常为“抛物线”。
软土地区深基坑变形原因分析及控制措施
质量安全节能环保PROJECT MANAGEMENT软土地区深基坑变形原因分析及控制措施胡军(上海建科工程咨询有限公司，上海200032)摘要：针对软土地区深基坑开挖过程中出现较大变形的问题，目前的研究主要集中在基坑监测数据的分析、土体应力计算分析、开挖时空效应分析等方面。
以上海某深基坑项目为依托，对深基坑开挖阶段变形的原因及应釆取的措施进行系统分析。
着重介绍支撑结构施工不合理、不细致对深基坑变形的影响及釆取的相关措施。
关键词：软土；深基坑；支撑结构；变形；控制措施中图分类号：TU712文献标识码：B文章编号：1007-4104(2019)04-0066-030引言随着城市的快速发展，地下空间的开发和利用成为城市建设的主要方向皿。
大量的深基坑项目随之出现并凸显出规模巨大、开挖较深、周围环境复杂等特点，从而使基坑的变形控制变的愈加困难，特别在软土地层中基坑变形尤为明显，软土地层具有含水量高、灵敏度高、承载力小、物理性质极不稳定等特点0。
1工程概况上海某深基坑项目主体规模25mX22m,深度约20m,围护结构为1000mm厚地下连续墙(采用锁口管接头)，墙深37m,共设置5道支撑(斜撑)。
其中，第一道支撑为钢筋混凝土支撑(600mmX800mm),第二道支撑为钢支撑¢609mm(t=16),第三道〜第五道为钢支»¢800mm(t=20),5道支撑全部采用斜撑的方式架设。
根据工程地质性质，本工程地质层由上至下依次为：第①1层杂填土、第①2层浜填土、第②层褐黄〜灰黄色粉质黏土、第③层灰色淤泥质粉质黏土、第③j层灰色黏质粉土夹粉质黏土、第③层灰色淤泥质粉质黏土、第④1层灰色淤泥质黏土、第④2层灰色砂质粉土、第⑤口层灰色粉质黏土、第⑤“层灰色粉质黏土、第⑤”层灰色粉质黏土夹粉土、第⑤3」层灰色粉质黏土夹粉土等。
本项目基坑底标高位于⑤□层灰色粉质黏土，地下连续墙底位于⑤3」层灰色粉质黏土夹粉土。
软土地区深基坑变形控制技术应用
软土地区深基坑变形控制技术应用随着城市建设的不断发展，越来越多的高楼大厦在软土地区兴建。
然而，在软土地区进行深基坑开挖时，往往会遇到一系列地质和土壤条件带来的挑战，例如地基沉降、土体变形等问题，给工程施工和结构安全带来了严重影响。
因此，如何在软土地区进行深基坑的变形控制成为了一个重要的研究和应用课题。
本文将从软土地区的特点、深基坑变形控制技术的原理和应用等方面展开论述。
一、软土地区的特点软土是指在地表以下较浅层的土体，由于其含水量高、孔隙比大、孔隙水压力较高，导致其强度和稳定性较差，易发生沉降、塌陷等问题。
软土地区的地基条件复杂，地质构造不均匀，土壤性质不稳定，加上地下水位变化大等因素，使得在软土地区进行深基坑开挖面临着诸多挑战。
（一）高地下水位软土地区地下水位通常较高，地下水对土体的影响很大，易引起土体流失、沉降等问题。
（二）土壤变形软土地区的土壤较为松软，容易受外界力的作用而发生变形，尤其是深基坑开挖过程中，土体变形更加严重。
（三）地质分层不均匀软土地区的地质构造复杂，地质分层不均匀，不同土层之间的承载能力差异大，对基坑的稳定性构成了严重威胁。
二、深基坑变形控制技术的原理深基坑变形控制技术是通过一系列手段来减缓和控制土体的变形，保证基坑周围环境和结构的安全。
其主要原理包括：加固支护、降低地下水位、地基处理和监测预警。
（一）加固支护在软土地区进行深基坑开挖时，对基坑周围进行加固支护是十分必要的。
采用钢支撑、混凝土搅拌桩等方式来加固周边土体，增加土体的稳定性。
（二）降低地下水位通过降低地下水位的方法，来减缓土体的流失和沉降，保证基坑周围土体的稳定性。
可以采用抽水井、井点排水等方式来降低地下水位。
（三）地基处理通过地基处理来提高土体的承载能力，减缓土体的变形。
可以采用土体加固、土体固化等方式来进行地基处理。
（四）监测预警通过对基坑周围环境和土体变形的监测预警，及时发现问题并采取相应的措施。
可以采用位移监测、应力监测等手段来进行监测预警。
软土地区地铁车站深基坑的变形特性
软土地区地铁车站深基坑的变形特性摘要：随着我国城市的快速发展，地铁建设在城市中日益增多。
以某轨道交通车站为例，分析了软土地区的深基坑工程特点以及难点，经过大量的研究和实践之后，笔者提出了几点行之有效的软土地区地铁车站深基坑变形控制技术，希望未来可以为相关工作者提供帮助。
关键词：软土地区；地铁车站；深基坑；变形特性引言随着近年轨道交通工程迅速发展，地铁车站对周边商业的带动性特别明显，越来越多的车站与商业联合开发，特别是两线或多线换乘的车站，多选择在城市商圈中心，还常常对车站本身加大开发力度，促使车站朝更的地下空间发展。
不仅加大了对车站本身的施工难度，由于商圈建筑物密集，也加大了对周边建筑物的保护难度，急需一套深基坑微扰动施工体系。
1软土地区地铁深基坑变形主要类型1.1围护结构的变形随着地铁深基坑施工挖掘的不断入，深基坑结构土体的重力会在一定程度上影响墙体，导致墙体产生形变问题。
如果结构整体质量较差，就会导致深基坑墙体产生严重的不均匀沉降现象。
现今我国条形深基坑结构体系非常常见，假若将钢管当作是体系建材，那么深基坑支护体系的强度以及刚度就会相对较弱，在深基坑挖掘的过程中，支撑体系就不能有效地支撑周遭土体所带来的荷载，支撑体系约束力不能有效防止出现纵向形变。
伴随着深基坑作业的不断跟进，深基坑挖掘区间纵向水平的矛盾会日益凸显，初始位移与之后的形变的积累，会让其出现非常严重的深基坑变形。
1.2深基坑隆起变形1）深基坑施工中的挖掘工作，导致土体重力释放，土体自身的势能让深基坑底部出现回弹的问题。
2）假若基底回弹，整个深基坑体系的土层就会出现松动的情况，而且结构紧密度降低，进而导致基底隆起问题突出。
3）在深基坑作业时，由于存在结构形变，在结构横向位移形变方向上，深基坑体系会对土体形成一定的挤压应力，进一步让深基坑出现抬升变形的情况。
4）在软土地基中，深基坑土层有着相对较高的含水量，水体黏附性质明显，土体黏聚进而产生明显的深基坑隆起变形现象。
《地铁站基坑开挖变形规律及影响因素研究》范文
《地铁站基坑开挖变形规律及影响因素研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，地铁建设成为了城市基础设施建设的重点。
在地铁建设过程中，基坑开挖是一个重要的环节。
然而，基坑开挖过程中往往伴随着土体变形，如不加以控制，将可能对周边环境及建筑物造成不利影响。
因此，研究地铁站基坑开挖的变形规律及其影响因素具有重要的理论意义和实际价值。
二、基坑开挖变形规律基坑开挖过程中，土体变形主要表现为隆起和沉降。
在基坑的边缘处，由于土体的卸载作用，往往会出现较大的变形。
随着基坑开挖深度的增加，变形量也会逐渐增大。
此外，基坑的变形还受到时间、空间等多种因素的影响。
1. 时间效应基坑开挖后，土体的变形并非一蹴而就，而是随着时间的推移逐渐发展。
在初期，由于土体的固结作用，变形速度较快；随着时间推移，固结作用逐渐减弱，变形速度减缓。
2. 空间效应基坑的变形受到空间效应的影响，即基坑的尺寸、形状和开挖顺序等都会对变形产生影响。
一般来说，基坑尺寸越大、形状越复杂、开挖顺序不合理，都会导致更大的变形。
三、影响因素分析基坑开挖变形的影响因素众多，主要包括土质条件、支护方式、环境因素等。
1. 土质条件土质条件是影响基坑变形的重要因素。
不同土质的物理力学性质差异较大，如粘聚力、内摩擦角等都会对基坑的变形产生影响。
一般来说，土质越软弱、含水量越高，基坑的变形越大。
2. 支护方式支护方式也是影响基坑变形的重要因素。
合理的支护方式能够有效地控制土体的变形，减小对周边环境的影响。
常见的支护方式包括排桩支护、地下连续墙等。
不同的支护方式有其适用的土质条件和工程条件，选择合适的支护方式对于控制基坑变形至关重要。
3. 环境因素环境因素也是影响基坑变形的重要因素。
如周边建筑物的距离、地下水位、地震等都会对基坑的变形产生影响。
例如，周边建筑物的距离越近，基坑的变形对周边建筑物的影响越大；地下水位的变化也会引起土体的膨胀和收缩，从而影响基坑的稳定性。
四、研究方法与展望针对地铁站基坑开挖变形规律及影响因素的研究，可以采用现场监测、数值模拟等方法。
软土地区深基坑施工引起的变形及控制分析
软土地区深基坑施工引起的变形及控制分析引言近年来，城市化进程加速，为满足城市发展需求，深基坑施工在各大城市中广泛应用。
然而，由于软土地区土体的特殊性质，深基坑施工可能会引发土体变形，从而给周围建筑物和交通道路带来安全隐患。
因此，对软土地区深基坑施工引起的土体变形进行分析研究，对科学完善施工工艺，减少地质灾害发生具有重要意义。
软土地区的特性软土是指含有大量水分，且没有承重环境或已承受过荷载后受到破坏而呈现软塑性的土层。
软土地区通常指土层厚度在20米以上，固结后应力水平小于1.0MPa，压缩系数大于0.5%的土层。
软土地区的土体特性决定了其在深基坑施工中易发生土体变形。
常见的土体变形类型塌陷由于软土地区土壤的松散性，地下水位高，施工时常常需要进行土体开挖，而土体开挖过程中容易出现塌陷现象。
塌陷通常是由于土体自身的重力作用导致土层向坑底方向挤压，而坑壁则发生垮塌抵抗不住土壤的挤压力，从而发生变形现象。
渗漏由于软土地层中的水分较多，施工中可能出现渗漏问题。
渗漏通常是由于施工过程中土体周围的压力作用过大，土体内部孔隙水受压挤出而形成倒水。
如果渗漏过多，会导致土壤饱和状态，从而引起可能的土体变形。
控制土体变形的方法坚硬支撑法坚硬支撑法是指在深基坑周围设置坚硬的支撑结构，在支撑结构的作用下进行施工。
这种方法的优点是能够确保深基坑的稳定性，减少变形，缺点是需要相对较高的成本。
抗渗加固法抗渗加固法是指通过对软土地层中孔隙水的控制加固，从而减少渗漏现象。
通过加固电压进而提高土体的持久力，降低土体变形率，提高土体的强度。
预制桩加固法预制桩加固法是指在深基坑周围钻孔并预制桩，从而增加土体在深基坑支撑作用下的强度。
该方法能够提高土体抗压性及弯曲矩，并通过支撑周围土体抵抗坑壁滑动的力，从而达到降低变形的目的。
软土地区深基坑施工引起的土体变形问题不容小觑，其对周围建筑物和交通道路的安全带来了巨大的威胁。
对于软土地区深基坑施工时的土体变形问题，我们需要根据具体情况采取科学合理的方法加以控制，为城市化发展保驾护航。
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软土地区地铁车站深基坑开挖围护结构的变形原理摘要:通过对宁波软土地区深基坑施工过程监测数据的统计与分析并应用反演法,作者得出软土地区深基坑开挖过程中围护结构的变形特点和规律,并对控制深基坑变形提出了合理的建议及措施,对软土地区深基坑施工的变形及安全控制也具有重要意义。
关键词:软土深基坑地下连续墙变形动态平衡Abstract:Based on the statistics and analysis of the data about the deep foundation construction process in soft soil in Ningbo and using the inversion way,the author concludes that the envelope construction’s deformation characteristics and regular.According to information,the article gives some important suggestions.These suggestions also are very meaningful to the deep foundation construction deformation in soft soil and control safely.Key Words:Soft soil;Deep foundation;Diaphragm wall;Deformation;Dynamic equilibrium深基坑施工在目前中国的基础设施建设中具有越来越重要作用,尤其是近几年各重要及经济发达城市中地铁交通线的大量修建,更加确定了对深基坑施工研究的重要性。
由于软土地区的不良地质影响,深基坑施工难度加大,施工安全也受到严重影响,因此对沿海一带软土地区深基坑施工过程围护结构变形规律的研究就具有更加重要的理论和现实意义。
本文对宁波市轨道交通1号线一期工程TJ-VII标地铁车站深基坑施工过程的监测数据及围护结构变形特点进行了详细的研究,并对其变形规律、原理及其控制措施加以探讨。
1 工程概况宁波市轨道交通1号线一期工程TJ-Ⅶ标车站总长448m,包括海晏北路站及西延段,本文以海晏北路站西延段为主要研究对象。
海晏北路站及西延段为1号线中间站,车站位于东部新城规划宁穿路下,沿宁穿路布置,呈东西走向。
1.1 工程地质条件海晏北路站西延段场地第四纪地层发育,厚度大于70m,成因类型以海相沉积为主,总体特征为:(1)沉积物粗细韵律变化明显,总体趋势呈自老至新粒度变细,具多旋回性。
(2)沉积物的沉积环境由陆相向海相过渡。
中更新世早期以洪积为主,中更新世晚期～晚更新世早期以冲积、冲湖积为主,晚更新世晚期以海陆交互沉积为主,全新世则以海相沉积为主。
车站基坑至上而下地层为:杂填土、粘土、淤泥质粘土、淤泥、淤泥质粘土、灰色粉砂土、粉质粘土夹粉砂、灰色粉质粘土。
地下水由浅部土层中的潜水、砂土中的微承压水及深部砂土层中的承压水组成。
1.2 基坑围护结构设计概况海晏北路站西延段车站基坑长180.80m,标准段基坑宽21.30m,西端盾构井宽25.76m。
基坑标准段深约16.5m,西端头井基坑深度约18.74m,围护结构采用800mm厚地下连续墙,标准段设5道支撑加一道倒撑,西端盾构井段设6道支撑,第一道为800mm×800mm钢筋混凝土支撑,钢筋混凝土支撑水平方向平均9m间距布置;钢支撑水平方向间距2.8m～3.5m布置,标准段第四道钢支撑为双拼支撑。
1.3 基坑开挖前加固情况西延段车站西端头井段基底采用三轴深层搅拌桩加固,标准段采用裙边加抽条加固(基坑周边裙边加固区宽度4m;每条加固区宽3m,两条加固区间距一般为9m,共计14条抽条加固区),三轴搅拌桩强加固范围为基底以下3m,弱加固区为基底以上范围,强加固区水泥掺量为20%,弱加固区水泥掺量为7%,水泥搅拌桩为密排桩。
在三轴搅拌加固区裙边采用旋喷桩加固,强加固范围为基底以下3m,弱加固区为基底以上范围,强加固区水泥掺量为20%,弱加固区水泥掺量为7%。
西端盾构井墙拐角处采用双重管高压旋喷桩加固,每个地连墙接缝处采用3根三重管高压旋喷桩止水,加固区水泥掺量为35%。
2 深基坑施工过程围护结构的变形规律及原理原理分析2.1 围护结构的变形特点及规律经过对宁波软土地区海晏北路站及西延段基坑施工的大量监测数据分析及过程控制总结得出以下几点围护结构的变形特点及规律(本文主要以西延段西端CX45和CX57号测斜孔为例)。
(1)基坑开挖前连续监测报告显示连续墙基本无变形。
(2)基坑开挖后(在开挖到第二层土后),钢支撑架设一道或两道,墙体变形最大量在开挖面以下4m左右,如图1所示。
(3)基坑开挖到基底时,连续墙日变化率最大。
最大变形量发生在基底以下4m～5m,最大变形量一般为50mm左右。
(4)通过对整个施工过程中围护结构地下连续墙变化特点的研究,可以发现:围护结构的最大变形量一直发生在开挖面以下3m～5m,从开挖到结束的整个过程中,基坑一直处于动态平衡或动态趋近平衡过程中。
地连墙变形量最大的地方应为围护结构受力(外部水土侧压力与基坑内支撑的支撑力)最不平衡的位置(或者说是内外受力偏差最大的地方)。
2.2 围护结构变形原理分析(1)在基坑未开挖前地连墙基本没有变化,开挖后未架支撑前因为基坑内部没有与外部主动土压力(侧压)平衡的力,所以此时围护结构变形速率最大。
经统计,在架设支撑后连续墙还会继续变形,只是速率会慢慢变小,或者偶尔出现反弹现象,直到内部支撑的支撑力与围护结构外部水土侧压力达到或趋于平衡,这时的地连墙变形量最小,或在来回波动中趋于平衡,因为在施工过程中有很多因素(比如施工过程中的机械振动、坑外水位随气候的变化、基坑开挖的继续进行等)会导致这种平衡不能达到稳定或静态,所以这种平衡有时会来回的波动。
(2)随着基坑开挖的进行,坑内土体的卸载量越来越大,开挖面以下的土体的泄压速率和泄压量也会越来越大,同时伴随的坑内土体的上浮量(隆起量)也会越来越大,速率也会慢慢变快(因为越往下的土体在原始状态下的受压越大,密度也会整体呈上升趋势,但是如果开挖的工期很长,开挖面下地层的土压卸载和土体上浮已经达到平衡,也会导致继续开挖时土体上浮量的减少)。
所以相应坑外土体的主动侧压力也会越来越大,在基坑内土体开挖后连续墙的变形速率和变形量也会越来越大,直到支撑架设之后与之达到相对的动态平衡,这种变化就会趋于平缓。
(3)在基坑开挖到基底的时候坑外土体主动侧压力与坑内支撑反力差在相应位置(基底一下4m～5m)达到最大,在这个位置也就形成了围护结构变形量最大区域。
在基底以下4m～5m位置墙外土体侧压力与坑内支撑反力差达到最大的原因是:在基坑开挖到基底时,由于基底以下一定深度的土体一直在泄压和上浮且受到一定扰动,所以结构发生了变化,同时密度减小、主动压强降低。
所以基底往下延伸一定深度时所增加的侧压量小于相同情况下墙外土体的增量,但是越往深处延伸,土体的扰动、泄压、结构变形量越小,地连墙内外土体的侧压力会越来越接近,所以会越来越接近平衡,无论开挖到哪一层土,情况一般都是相似的。
3 深基坑施工过程中对围护结构变形的控制措施及其建议通过对软土地区基坑施工的大量经验与实践的总结,对深基坑施工时围护结构地下连续墙变形控制提出以下几点措施和建议。
(1)提高围护结构地下连续墙施工质量。
(2)严格按照时空效应理论指导开挖,合理分布钢支撑位置,加快支撑架设速度,减少无支撑暴露时间,科学对钢支撑加力(分2～3次加力,每次时间间隔5～10分钟,最终达到适当大小的预加力)。
(3)加快基底垫层、防水和底板的施工(基底垫层施工应分段进行,不宜过宽,最好以6m左右为一个单位进行,这样会加快垫层施工速度,减少无支撑暴露时间。
基底垫层的铺设可以大大减缓基底以下土体的上浮泄压,也减缓基底土体结构的变化,同时也作为一道强有力的板撑控制墙内外压力的平衡;底板的铺设直接作为一个强大的刚性体,平衡墙外土体的压力,提高地连墙的刚度和扭矩)。
(4)尽量减少施工时重载机械的扰动和墙外一定范围内的(如土体、钢筋等)的重物堆载。
(5)基坑开挖时维护结构的渗漏会引起坑内土体的浸润湿化作用,从而改变了土体的含水率等宏观物理指标,诱发(粘性土)土体微结构失稳,同时渗漏和降水会引起坑内外土体的渗流和负孔隙水压力的消散从而导致土体物理性质和内结构的改变。
这些都会加大基坑开挖时内外力的不平衡,造成更大的变形。
所以要做好连续墙接缝处止水桩质量,保证止水效果。
(6)在基坑开挖时,架设第一道支撑前应尽量减少基坑开挖的深度,把第一道支撑在合理的标高上(尽量降低)与冠梁结合起来,减少基坑变形量;开挖到基底时,最后一道钢支撑的标高应在不影响主体结构施工的条件下尽量放低,以减少基坑内外应力不平衡的空间,能有效减少基坑的变形量。
(7)在围护结构变形速率较大的地方(如设置下翻梁的位置),如一时得不到很好的控制,应及时补加临时钢支撑,待变形趋于稳定且相应结构施作完成后再拆除临时支撑。
(8)深基坑内基底加固对深基坑开挖时连续墙的变形有很好的缓冲作用。
如果这种缓冲作用很小的话,在软土地区基坑开挖时很容易造成坑外土体的快速变形而造成土体结构严重失稳,这将会快速增大水土的侧压力,对控制基坑变形极为不利。
所以一定要做好深基坑内基底加固质量,尤其是裙边加固时加固体一定要与围护结构地下连续墙紧密结合,不能出现连接缝隙,加固深度最好达到基底以下6m范围(由于考虑到施工成本问题,设计上一般只设计加固到基底以下3m范围)。
(9)根据现场监测数据及实际情况可知,基坑施工周期越短、施工速度越快,对基坑变形控制越有利。
所以在基坑开挖施工前一定要组织和安排好各方面准备工作(如基坑施工方案、施工计划、组织管理方案、施工人员、施工设备、出土设备及准备工作等),一旦开挖,最好顺利、快速进行。
(10)通过对围护结构地下连续墙外水土主动侧压力的科学计算,合理设计地下连续墙的结构构造,降低施工的难度也增加施工的安全性。
4 结语以上是对软土地区深基坑施工过程围护结构地下连续墙变形规律和原理的一点不成熟的认识,以及对如何更好的控制深基坑变形给出了一些措施和建议,望各同行给予批评和指正,同时也希望能给日益增加的软土地区深基坑施工人员一点参考。
参考文献[1] 刘国彬,王卫东,等.基坑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.[2] 张润钊.明挖地铁车站施工中基坑变形及控制[J].市政技术,2010.[3] 李青林,刘军,贺美德.地铁车站基坑变形规律及施工方法[J].市政技术,2005.。