基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響及控制措施

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摘要：文中通過(guò)對(duì)基坑支護(hù)機(jī)理的研究，得出了支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的影響因素；通過(guò)支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，樁入土深度，支撐錨桿設(shè)置及剛度，支錨預(yù)應(yīng)力等方面進(jìn)行了仿真模擬，得出了影響范圍，并提出了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制措施。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；變形；影響因素；控制

1基坑開挖的影響機(jī)理

基坑開挖會(huì)對(duì)作業(yè)區(qū)域下部巖土造成卸荷影響，對(duì)坑底造成隆起現(xiàn)象；當(dāng)基坑開挖區(qū)域附近或下部位置沒有防護(hù)，基坑將產(chǎn)生較大的位移。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移、坑底隆起、護(hù)壁漏水、坑底隆起、基坑周邊的沉降［1］?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)從開挖初期到開挖結(jié)束，主動(dòng)土壓力隨著支護(hù)墻的位移，土體的水平應(yīng)力逐漸減??；被動(dòng)土壓力由于墻體的位移，使坑底土體的水平應(yīng)力增加；支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大位移一般發(fā)生在基坑底坑下1~2m處。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移小時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)面土體的沉降達(dá)到支護(hù)結(jié)構(gòu)位移的60%左右，周圍沉降區(qū)域大約2~3倍基坑開挖深度。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移較大時(shí)，靠近支護(hù)結(jié)構(gòu)的土體的沉降達(dá)到最大值，沉降影響范圍大約3~4倍基坑開挖深度。

2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的因素

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形因素有基坑的嵌固深度、支護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度、開挖深度、基坑的面積、周圍建筑影響因素等等。對(duì)確定的基坑工程而言，周邊環(huán)境狀況是己知的，基坑平面形狀，深度，場(chǎng)地水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件影響基坑變形的關(guān)鍵要素包括：支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，樁入土深度，支撐錨桿設(shè)置及剛度，支錨預(yù)應(yīng)力［2］。

2.1基坑支護(hù)剛度不同

其它因素不變，模擬支護(hù)結(jié)構(gòu)厚度從0.8~1.4m的基坑變形情況可知，支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度與樁的直徑、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、樁間距有關(guān)。當(dāng)某兩個(gè)因素一定時(shí)，另一個(gè)因素增大，都會(huì)提高樁的剛度，有利于控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大變形。當(dāng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)厚度較小時(shí)，剛度也比較小，為了減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，將增加較大作用力的支撐或錨桿。一般選取1.0m的樁徑就能較好的控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形［3］。

2.2基坑支護(hù)長(zhǎng)度不同

當(dāng)嵌固深度不滿足要求，將導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)坍塌等。通過(guò)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗隆起驗(yàn)算、基坑地表土體沉降等因素決定著基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度。其它因素不變，模擬支護(hù)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度從20~35m的基坑變形情況。從圖可知，樁長(zhǎng)越小，支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生的位移越大；支護(hù)結(jié)構(gòu)最大位移發(fā)生在0.6倍的基坑開挖深度處。

2.3錨桿預(yù)應(yīng)力

錨桿應(yīng)力既可以防止基坑支護(hù)的變形，同時(shí)可以減小開挖后土體的剪應(yīng)力?；娱_挖深度為20m，錨桿間距、角度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)，錨桿長(zhǎng)度等參數(shù)恒定時(shí)，將對(duì)錨桿施加100~400kN的預(yù)應(yīng)力?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)移隨著預(yù)應(yīng)力的增加，基坑的水平位移在減小。當(dāng)預(yù)應(yīng)力超過(guò)某一值時(shí)，繼續(xù)增加預(yù)應(yīng)力將對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形影響較?。?］。

2.4基坑開挖的時(shí)空效應(yīng)

為了控制基坑開挖過(guò)程中引起支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、基坑開挖后引起的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍的固結(jié)沉降，基坑變形時(shí)空效應(yīng)的措施如下［5］：（1）對(duì)深基坑而言，對(duì)基坑底土體的加固，增加被動(dòng)土壓力，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)移、地表沉降等有顯著的效果。（2）增加錨桿或錨索對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制的效果是明顯的。（3）盡快澆筑基坑底板，減少暴露時(shí)間。（4）確定合理的基坑開挖順序；應(yīng)分層開挖，控制每層的開挖深度；增加整體的穩(wěn)定性。（5）考慮時(shí)空效應(yīng)的影響，盡快縮短基坑開挖的時(shí)間以及后續(xù)的暴露時(shí)間。（6）提前做好防水、防滲預(yù)防工作。

2.5基坑支護(hù)變形控制

下面將從設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等方面敘述基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制措施。

2.5.1設(shè)計(jì)措施（1）根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件進(jìn)行基坑支護(hù)方案的選型。（2）提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度，減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。（3）優(yōu)化基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度，保障基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（4）增加第一道錨桿、錨索或支撐系統(tǒng)的剛度對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制的效果是明顯的。（5）加快進(jìn)行支撐或錨桿系統(tǒng)的施工進(jìn)度，減小支撐或錨桿系統(tǒng)縱橫向間距對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制的效果是明顯的。

2.5.2施工措施施工前，基坑周邊不要超載堆放材料，周邊做好排水溝等措施，防止雨水的下滲影響基坑的穩(wěn)定。先支護(hù)結(jié)構(gòu)施工，再施加支撐或錨桿后再開挖。盡快縮短基坑開挖的時(shí)間以及后續(xù)的暴露時(shí)間。提前做好防水、防滲預(yù)防工作。

2.5.3監(jiān)測(cè)措施通過(guò)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力、周圍土體的沉降及位移、相鄰建筑物沉降、地下水位等進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，反饋給施工和設(shè)計(jì)，將信息化施工應(yīng)用到工程實(shí)例中，既提前了工期，又節(jié)省了工程造價(jià)成本。

參考文獻(xiàn)

［1］賈瑞晨.某深基坑開挖監(jiān)測(cè)及變形研究［J］.山西建筑，2020（15）：61-62.

［2］賈瑞晨，甄精蓮.深基坑開挖對(duì)鄰側(cè)地鐵隧道及車站的影響研究［J］.山西建筑，2020（04）：56-58.

［3］向安田，鄧榮貴，楊淑碧.武漢某深基坑錨式連鎖灌注排樁的有限元分析［J］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，1999（03）：52-56.

［4］吳文，徐松林，周勁松，等.深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和變形特性研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001（03）：399-402.

［5］姜朋明，蔣志勇，黃海濱.飽和軟土地區(qū)深基坑變形時(shí)間效應(yīng)的研究［J］.華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1998（03）：3-5

作者：賈瑞晨 甄精蓮 單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院