深基坑被動區軟土加固對基坑變形的影響

程 鑫

(上海廣聯環境巖土工程股份有限公司，上海 200438)

深基坑被動區軟土加固對基坑變形的影響

程 鑫

(上海廣聯環境巖土工程股份有限公司，上海 200438)

介紹了深基坑被動區軟土加固的機理，并以具體工程為例，分析了深基坑被動區加固對基坑變形的影響，指出基坑被動區加固提高了土體的強度，改善了土體的力學性能，減小了被動區的塑性范圍。

基坑，被動區，軟土加固，變形

0 引言

隨著現在越來越多的深大基坑位于城市市中心，基坑周圍環境復雜，基坑支護變形控制變得越來越嚴重。而且當基坑的開挖范圍內存在深厚的軟土時，由于軟土的蠕變特性，隨著上面土體的開挖，基坑支護結構會向基坑內滑移，最終導致基坑支護失效。為了控制支護結構向內滑移，工程中一般會對基坑被動區加固，常見的有滿堂式、裙邊式、抽條式、墩式等幾種方式，本文通過理正軟件對昆明滇池流域某深基坑進行數值計算，探尋裙邊加固方式的最佳加固范圍。

1 被動區加固機理

滇池地區泥炭土的物質成分有其特點：1)礦物成分：滇池地區第四紀沉積中，砂粒的碎屑礦物主要有石英(60%～70%)、長石(10%～20%)、基性巖碎屑和部分鐵泥質巖屑(1%～30%)，有時含少量云母和白云母；2)有機物質成分：泥炭土含有大量有機質。有機質和粘土顆粒都呈膠體狀態，土體物理力學性質主要受有機質成分和粘土礦物成分的影響。滇池周邊的泥炭質土與其他軟土或粘土相比具有抗剪強度低、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，同時具有蠕變性，經過擾動之后的泥炭質土可以像水一樣流動。在此種軟土地區進行基坑開挖時，很容易造成安全隱患，如基坑支護結構的變形過大等問題。

由于軟土基坑開挖卸載，坑內軟土土壓力減小，造成基底隆起，同時由于支護結構兩側的壓力差造成樁往坑內發生水平向位移，使得基坑周邊的軟土發生沉降，基坑支護結構發生“踢腳”破壞、圍護結構斷裂、滲水等危害基坑安全的問題。基坑開挖支護工程中被動區受荷變化是由于開挖卸載，圍護結構兩側產生壓力差，支護結構發生過大的變形說明坑內地基已經處于塑性發展狀態，局部地基已經進入破壞狀態，因此在工程中為了控制基坑支護結構的水平位移和提高地基承載力，一般會控制施工過程中基坑周圍的堆載以及采取土體加固等措施。

圖1a)表示基坑主被動區的位置簡圖，圖1b)表示被動區加固的布置；通過對比圖1c)，圖1d)可以得出對被動區進行泥土加固可以控制支護樁兩側的塑性發展。對被動區進行水泥土加固能夠提高坑內土體的抗隆起能力，控制支護結構的變形，減小被動區土壓力。

2 工程概況

某基坑開挖8 m，支護樁為一排φ1 000@1 200，支護樁全長18 m，取土體計算深度為30 m。地基土的主要物理力學性質參數見表1，計算模型圖見圖2。

表1 地基土主要物理力學性質參數

本文主要針對裙邊加固不同的深度和寬度進行計算分析，采用單一因素控制變量法進行對比分析，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。在理正軟件計算中，通過改變加固深度和寬度的數值，得到基坑頂部水平位移量。

從圖3可以看出，當基坑被動區未加固時，基坑頂水平位移達50多毫米，隨著被動區的加固，頂部水平位移減少。當加固深度和寬度都達到5 m時，基坑頂部水平位移減少到20 mm，加固深度和寬度繼續增加，基坑頂部水平位移幾乎不再變化。

3 結語

基坑被動區加固提高了土體的強度，改善了土體的力學性能，使基坑被動區的塑性區范圍減小，同時也使坑頂水平位移減少，在工程實踐中，通過被動區加固能夠顯著減少坑頂的水平位移，當加固寬度和深度為坑深的1/2～2/3時即為被動區加固的一個臨界范圍，超過了臨界范圍后，坑頂水平位移幾乎不再減少，而加固所需的費用會增加，造成經濟浪費。因此，在基坑被動區進行加固時，要確定合理的加固深度和寬度，在保證基坑安全的同時，又能達到節約工程造價的目的。

[1] 胡廣鑫.昆明盆地泥炭質土在滲流條件下變形規律試驗研究[D].昆明：昆明理工大學，2013.

[2] 金曉波.軟土基坑被動區加固處理的研究[D].昆明：昆明理工大學,2008.

[3] 王衛東，劉國彬.基坑工程手冊[M].第2版.北京：中國建筑工業出版社，2009:617-633.

[4] 陳祖煜.深基坑支護技術指南[M].北京：中國建筑工業出版社，2012：287-289.

[5] JGJ 120—2012,建筑基坑支護技術規程[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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