黃土基坑基底隆起影響因素分析

(西安工業大學 陜西 西安 710000)

黃土基坑基底隆起影響因素分析

賈二帥李珅熠馬浩

(西安工業大學陜西西安710000)

基坑開挖時，由于土的回彈作用，基坑隆起現象是必然發生的。本文通過一個工程實例分析基坑開挖深度，圍護機構抗彎剛度對基坑隆起的影響，進行基坑隆起驗算以及模擬值與實際值的比較。結果表明：隨著基坑開挖深度的增加，基坑土體隆起量逐漸增大，但是隆起的增量是在逐漸減小的。在要求不是很嚴格時，可以用彈性支點法計算基底隆起量的大小，此時圍巖抗彎剛度對基坑隆起量的影響不大。模擬值與實際值接近。

基坑;隆起量;因素

一、工程概況

本工程為中原大廈基坑開挖項目。場地近似矩形，東西寬約30米，南北寬約40米，地下兩層，地上8層。框架剪力墻結構。樁基礎。基坑南側和西側側壁安全重要性等級為一級，安全重要性系數取1.1，北側和東側邊坡側壁重要性等級為二級，安全重要性系數取1.0，基坑開挖深度12米。

二、基坑隆起量的影響因素

(一)基坑隆起量與圍巖抗彎剛度的關系

首先，我們借鑒軟土地區的彈性支點法來計算基坑的隆起量。彈性支點法對黃土地區沒有專門的介紹。假設基坑的隆起量與基坑的開挖深度，支護結構的入土深度，地面超載情況以及位置無關。

其中：δ為基坑底隆起量，單位是cm

Q為地面超載值的大小單位是kN/m2

D為支護結構的入土深度單位是m

圖2-1

從圖中可以看出，基坑的實際隆起曲線是兩邊大，中間小的一個接近于“M”型的曲線，以基坑的中線為中心軸。由于沒有考慮圍護結構對土地的水平擠壓和摩擦作用，基坑底部隆起量處處相等。通過與實測值的比較發現彈性支點法計算的基坑隆起量的結果比實際值偏大。在對基坑隆起量要求不是很嚴格時可以選用此種方法計算，此時，圍巖的抗彎剛度對基坑隆起量的影響不大。

(二)基坑隆起量與開挖深度的關系

通過實際觀測，繪出不同開挖深度下基坑隆起量，如圖1-1所示其中H為開挖深度。

圖2-2

從圖中可以看出，隨著基坑開挖深度的增加，坑底的隆起量在逐漸增大。隆起量的增量值在逐漸減小。可以看出，當基坑開挖至10米時，基坑的最大隆起量為71mm。與基坑深度的比值為0.59%。

(三)模擬值與實測值的比較

在考慮基坑開挖深度對基底隆起量的影響時，基底隆起量隨著開挖深度的增加，隆起量也在增加，基坑隆起量最大的位置一般都是靠近基坑中間的位置，這是由于支護樁的存在，支護樁在被動土壓力的作用下，樁角與內外土體在土壓力的作用下上涌導致。通過數值分析將模擬數據與實際值進行比較。如圖2-3

圖2-3

從圖中可以看出，數值模擬的結果與實際測量的結果變化趨勢基本上是一致的。在靠近基坑的中心位置，基底的隆起量達到最大值。從圖中我們可以看出，實測值始終大于模擬值，這是因為在進行數值模擬的時候沒有考慮外界的影響因素，例如：基坑在開挖的過程中坑邊緣大型機械的荷載影響，周邊建筑物的影響等都會對土產生一個附加壓力，從而增大了基底的隆起量。

三、結論

引起坑底土體隆起的主要原因有如下兩方面：第一，土體開挖卸載引起開挖區土體本身的回彈；第二，開挖卸載引起支護結構的側移以及坑后土體的變形進而對坑內土體產生擠壓作用，導致坑內土體的隆起變形。通過對圍巖的抗彎剛度，基坑的開挖深度的分析以及對模擬值與實際值的對比分析，可以得出以下結論：

(1)在假設基坑的隆起量與基坑的開挖深度，支護結構的入土深度，地面超載情況以及位置無關的情況下，此時基底的隆起量與圍巖的抗彎剛度無關，在對隆起量要求不是很嚴格的情況下，可以采用彈性支點法來計算基底的隆起量，此時計算出的基底隆起量較實際值大。

(2)考慮基底的隆起量與基坑開挖深度有關時，隨著基坑開挖深度的增加，基底隆起量也在逐漸增加，但是隆起量的增量值在逐漸減小。

(3)通過模擬值與實際值的比較，可以看出模擬值與實際值基底隆起量的最大值都是出現在靠近基底中心的位置，另外實際值比模擬值的結果偏大，這是因為在實際情況下，基坑周邊外部荷載增大了土壓力，從而增大了土的隆起量。

[1]劉建航，侯學淵.基坑工程手冊北京[M]：中國建筑工業出版社，1997

[2]熊智彪.建筑基坑支護[M].北京；中國建筑工業出版社，2008

[3]李廣信.高等土力學[M],北京，清華大學出版社,2004

賈二帥(1991-)，男，漢族，河南省商丘市人，學生，工學碩士，陜西省西安市未央區學府中路2號西安工業大學，研究方向建筑與土木工程(巖土方向)。