深基坑被動(dòng)區(qū)軟土加固對(duì)基坑變形的影響

程 鑫

(上海廣聯(lián)環(huán)境巖土工程股份有限公司，上海 200438)

深基坑被動(dòng)區(qū)軟土加固對(duì)基坑變形的影響

程 鑫

(上海廣聯(lián)環(huán)境巖土工程股份有限公司，上海 200438)

介紹了深基坑被動(dòng)區(qū)軟土加固的機(jī)理，并以具體工程為例，分析了深基坑被動(dòng)區(qū)加固對(duì)基坑變形的影響，指出基坑被動(dòng)區(qū)加固提高了土體的強(qiáng)度，改善了土體的力學(xué)性能，減小了被動(dòng)區(qū)的塑性范圍。

基坑，被動(dòng)區(qū)，軟土加固，變形

0 引言

隨著現(xiàn)在越來(lái)越多的深大基坑位于城市市中心，基坑周圍環(huán)境復(fù)雜，基坑支護(hù)變形控制變得越來(lái)越嚴(yán)重。而且當(dāng)基坑的開挖范圍內(nèi)存在深厚的軟土?xí)r，由于軟土的蠕變特性，隨著上面土體的開挖，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)向基坑內(nèi)滑移，最終導(dǎo)致基坑支護(hù)失效。為了控制支護(hù)結(jié)構(gòu)向內(nèi)滑移，工程中一般會(huì)對(duì)基坑被動(dòng)區(qū)加固，常見的有滿堂式、裙邊式、抽條式、墩式等幾種方式，本文通過(guò)理正軟件對(duì)昆明滇池流域某深基坑進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，探尋裙邊加固方式的最佳加固范圍。

1 被動(dòng)區(qū)加固機(jī)理

滇池地區(qū)泥炭土的物質(zhì)成分有其特點(diǎn)：1)礦物成分：滇池地區(qū)第四紀(jì)沉積中，砂粒的碎屑礦物主要有石英(60%～70%)、長(zhǎng)石(10%～20%)、基性巖碎屑和部分鐵泥質(zhì)巖屑(1%～30%)，有時(shí)含少量云母和白云母；2)有機(jī)物質(zhì)成分：泥炭土含有大量有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)和粘土顆粒都呈膠體狀態(tài)，土體物理力學(xué)性質(zhì)主要受有機(jī)質(zhì)成分和粘土礦物成分的影響。滇池周邊的泥炭質(zhì)土與其他軟土或粘土相比具有抗剪強(qiáng)度低、孔隙比大、含水率高、壓縮性高、低透水性、流變性、腐蝕性大的特點(diǎn)，同時(shí)具有蠕變性，經(jīng)過(guò)擾動(dòng)之后的泥炭質(zhì)土可以像水一樣流動(dòng)。在此種軟土地區(qū)進(jìn)行基坑開挖時(shí)，很容易造成安全隱患，如基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形過(guò)大等問(wèn)題。

由于軟土基坑開挖卸載，坑內(nèi)軟土土壓力減小，造成基底隆起，同時(shí)由于支護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的壓力差造成樁往坑內(nèi)發(fā)生水平向位移，使得基坑周邊的軟土發(fā)生沉降，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生“踢腳”破壞、圍護(hù)結(jié)構(gòu)斷裂、滲水等危害基坑安全的問(wèn)題?；娱_挖支護(hù)工程中被動(dòng)區(qū)受荷變化是由于開挖卸載，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生過(guò)大的變形說(shuō)明坑內(nèi)地基已經(jīng)處于塑性發(fā)展?fàn)顟B(tài)，局部地基已經(jīng)進(jìn)入破壞狀態(tài)，因此在工程中為了控制基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和提高地基承載力，一般會(huì)控制施工過(guò)程中基坑周圍的堆載以及采取土體加固等措施。

圖1a)表示基坑主被動(dòng)區(qū)的位置簡(jiǎn)圖，圖1b)表示被動(dòng)區(qū)加固的布置；通過(guò)對(duì)比圖1c)，圖1d)可以得出對(duì)被動(dòng)區(qū)進(jìn)行泥土加固可以控制支護(hù)樁兩側(cè)的塑性發(fā)展。對(duì)被動(dòng)區(qū)進(jìn)行水泥土加固能夠提高坑內(nèi)土體的抗隆起能力，控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，減小被動(dòng)區(qū)土壓力。

2 工程概況

某基坑開挖8 m，支護(hù)樁為一排φ1 000@1 200，支護(hù)樁全長(zhǎng)18 m，取土體計(jì)算深度為30 m。地基土的主要物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)見表1，計(jì)算模型圖見圖2。

表1 地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)

本文主要針對(duì)裙邊加固不同的深度和寬度進(jìn)行計(jì)算分析，采用單一因素控制變量法進(jìn)行對(duì)比分析，主要分為8組。第1組：加固深度為1 m，寬度為1 m～8 m，第2組：加固深度為2 m，寬度為1 m～8 m，以此類推，第8組：加固深度為8 m，寬度為1 m～8 m。在理正軟件計(jì)算中，通過(guò)改變加固深度和寬度的數(shù)值，得到基坑頂部水平位移量。

從圖3可以看出，當(dāng)基坑被動(dòng)區(qū)未加固時(shí)，基坑頂水平位移達(dá)50多毫米，隨著被動(dòng)區(qū)的加固，頂部水平位移減少。當(dāng)加固深度和寬度都達(dá)到5 m時(shí)，基坑頂部水平位移減少到20 mm，加固深度和寬度繼續(xù)增加，基坑頂部水平位移幾乎不再變化。

3 結(jié)語(yǔ)

基坑被動(dòng)區(qū)加固提高了土體的強(qiáng)度，改善了土體的力學(xué)性能，使基坑被動(dòng)區(qū)的塑性區(qū)范圍減小，同時(shí)也使坑頂水平位移減少，在工程實(shí)踐中，通過(guò)被動(dòng)區(qū)加固能夠顯著減少坑頂?shù)乃轿灰?，?dāng)加固寬度和深度為坑深的1/2～2/3時(shí)即為被動(dòng)區(qū)加固的一個(gè)臨界范圍，超過(guò)了臨界范圍后，坑頂水平位移幾乎不再減少，而加固所需的費(fèi)用會(huì)增加，造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因此，在基坑被動(dòng)區(qū)進(jìn)行加固時(shí)，要確定合理的加固深度和寬度，在保證基坑安全的同時(shí)，又能達(dá)到節(jié)約工程造價(jià)的目的。

[1] 胡廣鑫.昆明盆地泥炭質(zhì)土在滲流條件下變形規(guī)律試驗(yàn)研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2013.

[2] 金曉波.軟土基坑被動(dòng)區(qū)加固處理的研究[D].昆明：昆明理工大學(xué),2008.

[3] 王衛(wèi)東，劉國(guó)彬.基坑工程手冊(cè)[M].第2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009:617-633.

[4] 陳祖煜.深基坑支護(hù)技術(shù)指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012：287-289.

[5] JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

On influence of soft-soil consolidation at passive zone of deep foundation pits on foundation pit deformation

Cheng Xin

(ShanghaiGuanglianEnvironmentalGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200438,China)

The paper introduces the mechanism of the soft soil consolidation at the passive zone of deep foundation pits, analyzes the influence of the consolidation of the zone on the foundation pit deformation with engineering examples, and points out the consolidation at the zone can enhance the strength of the soil, improve the dynamic performance of the soil, and reduce the plastic scopes of the passive zone.

foundation pit, passive zone, soft soil consolidation, deformation

2015-05-13

程 鑫(1978- )，男，工程師

1009-6825(2015)22-0058-02

TU463

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