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摘要：以某深基坑在深厚軟土地層條件下支護結構的變形為背景，結合理論計算與現場實測數據，對軟土地區基坑支護結構的變形情況進行分析對比，提出深厚軟土地層下支護結構設計及施工方面的注意事項，同時將分析結果應用于其他類似工程，減少深厚軟土地區深基坑開挖風險，為后續類似工程積累經驗。

關鍵詞：深厚軟土；支護結構；監測數據；變形；設計總結

在深厚軟土地區進行深基坑開挖，往往存在較大的安全風險，本文擬從設計角度分析某深基坑施工過程中基坑變形的原因及特點，闡述在施工過程中采用的成功措施，并通過基坑監測數據的分析總結經驗，指導后續基坑土方開挖作業，進一步保障基坑安全。

1工程概況

1.1周邊環境

某基坑總長209.00m，寬度為19.70m，深度約為17.58m，如圖1所示。主體基坑周邊最近的建筑物為村民民房（3A），距離為50m，在兩倍基坑深度范圍以外。基坑周邊均為荒地及魚塘，無地下市政管線。

1.2工程地質條件

圖2為地質縱剖面圖，地質從上至下土層分別為：〈1-1〉素填土、〈2-1〉淤泥質土、〈2-2-1〉淤泥質粉細砂（或〈2-3〉中粗砂）、〈2-1B〉淤泥質土、〈2-2〉淤泥質粉細砂、〈3-4〉圓礫（或〈3-5〉卵石）、〈7-2〉強風化巖、〈8-2〉中風化巖。基底位于〈2-1B〉淤泥質土層，連續墻底位于〈8-2〉中風化巖層中。本工程地下水位埋深較淺。每年4～10月為雨季，大氣降雨充沛，水位會明顯上升，而在冬季因降水減少，地下水位隨之下降，水位年變化幅度為2.5～3.0m。實測鉆孔靜止水位埋深為0.80～3.00m，平均埋深為1.42m。土層物理力學參數如表1所示。本基坑安全等級為一級，基坑側壁重要性系數為1.1，變形控制保護等級為一級。圍護結構設計使用年限為2年。主體結構采用明挖順作法施工，基坑擋土結構采用800mm厚地下連續墻加內支撐的支護形式，其中要求進入中風化巖層不少于1.5m?；娱_挖前采用基坑內深井降水，地下連續墻兼作止水帷幕。圍護結構標準段采用3道支撐：第1道混凝土八字撐（主撐700mm×900mm+肋撐500mm×700mm），第2道混凝土八字撐（主撐1000mm×1200mm+肋撐800mm×1000mm），第3道支撐為鋼支撐（f609，t＝16mm）；兩端盾構擴大頭采用3道混凝土支撐：第1道混凝土支撐（700mm×900mm），第2道～第3道支撐（800mm×1000mm）?；撞捎萌S攪拌樁進行抽條加固，加固深度為4m，攪拌樁實樁水泥摻量不應小于22％，空樁水泥摻量不應小于8％，加固后樁體無側限抗壓強度不低于0.8MPa，作為基底下的一道支撐體系，控制連續墻變形（見圖3、圖4）。

2現場施工情況與連續墻變形情況及分析

本基坑的深厚淤泥質土層基本位于基底以下，基底以上基本為淤泥質粉細砂層，在第2道支撐以下的土方開挖前，圍護結構深層水平位移實測值（見圖5）基本與理論計算值相同，但從第2道支撐開始往下到底板土方開挖時，實測基坑變形值與理論計算值差異性逐漸顯現。本基坑從第2道支撐到第3道支撐土方開挖期間，連續墻深層水平位移最大累計值達到10~20mm，變形速率基本維持在3~10mm/d，均大于現行規范［1-3］的要求，且變形最大位置位于基坑底部，在開挖的2d內坑底位置連續墻累積變形迅速達到70mm，變形速率基本維持在5~20mm/d，對基坑安全造成嚴重影響［4］。

3理論計算與實測數值分析

針對變形遠遠超過計算變形值，為研究深厚軟土情況下的變形情況，對設計輸入進行分析。監測數據顯示當基坑開挖完第3層土方，并架設完成第3道鋼支撐工況下，基坑東端連續墻發生的最大變形點為ZQT11，位于21軸位置，此工況下當時連續墻最大變形已經達到102.50mm，與原理論計算值相差很大，因此首先對原設計參數進行復核。

3.1原設計計算

連續墻最大變形ZQT11對應鉆孔為SK-08，原設計計算〈2-1B〉淤泥質土層參數采用勘察報告直接快剪值（粘聚力c=9.0kPa，內摩擦角j=5°，m=4）進行設計。內力位移包絡如圖6a所示。根據上述計算結果，對應開挖到第3道支撐的工況下連續墻計算位移值為19.38mm，架設第3道支撐后計算位移值為18.93mm，復核計算結果均小于目前實測值102.50mm。

3.2參考寧波地區參數對比分析

結合國內其他軟土地區［5-6］經驗，寧波地區軟土地層與本項目地質情況相類似，根據寧波地區的某基坑詳勘報告，淤泥層的內摩擦角j=8.5°（固結快剪參數），粘聚力c=14.4kPa，標貫實測擊數為1，m值為2.03。對軟土層采用寧波地區的參數進行計算，理論計算開挖至第3道位置，未架設第3道鋼支撐作用下，連續墻變形為29.45mm，架設完第3道鋼支撐后，連續墻變形為28.97mm，低于連續墻目前最大變形102.50mm。

3.3反設計與現場監測數據對比分析

由于基坑的變形遠遠大于設計值，為保障基坑安全，預判基坑可能發生的位移值，對基坑監測數據進行反分析［7］，利用同濟啟明星對已有的監測數據進行反設計，分析得出〈2-1B〉淤泥質土層的m值反分析值為0MN/m4（此時土層等效于水），此計算結果計算出來的支護結構水平位移最大值為92.7mm，遠小于現場實測值，且不符合土力學的理論，故認為m值并非造成基坑變形過大的主要原因。啟明星反設計擬合數據結果如圖7a所示。另外，基坑變形的結果顯示最大位移發生下底板以下約5m位置，與常規基坑設計出現的最大變形在基坑底部的計算結果不符，因此對坑底加固土的加固效果作為分析對象，在不考慮基底加固土的作用下，啟明星的反設計計算結果如圖7b所示，其變形與實測情況趨勢相同。此時淤泥質土層的反分析值為m=0.22MN/m4，說明基地加固土并未達到預期效果。

4基坑變形應對措施

從基坑的變形情況及數據分析結果，可以認為主要原因是由于本項目淤泥質土地層穩定性較差，淤泥質土層觸變性強，開挖后主動土壓力集中釋放，連續墻變形速率較大，且基本在開挖2d內完成主要變形。另一方面基底加固土未達到有效的支頂作用，為保障基坑安全，抵消基底加固土的實效作用，要求施工單位立即組織架設鋼支撐，并在連續3d監測速率穩定后，進行實施試驗性開挖，目的為確定連續墻最終位移值，以指導后續施工，并將變形控制值放寬到80~100mm。通過試驗段的開挖，發現在深厚軟土地層條件下，最大變形出現在第3道支撐~基坑底部土方期間，具體情況為：在開挖第1~2道支撐土方（開挖深度7~8m），連續墻深層水平位移最大累計值為10~35mm；開挖第2~3道支撐土方（開挖深度11~13m），最大累計值達到30~100mm，開挖期間變形速率達到3~10mm/d；開挖第3~基坑底部土方（開挖深度16~18m），最大累計值達到100~200mm，開挖期間變形速率達到5~20mm/d，個別點位達到40mm/d。連續墻變形最大位置在開挖面以下3~5m。最大變形位移曲線如圖8所示。試驗段監測數據顯示基坑在第3道支撐~基坑底部土方開挖期間連續墻存在變形過大的風險，為保障工程安全，實施過程中要求施工單位嚴格按照方案［8，9］，開挖過程中分別采用在第3道鋼支撐及底板之間增設一道臨時鋼支撐、增設基底素混凝土支撐、坑外降水等措施控制變形，如圖9、圖10所示。通過分析試驗段的監測數據，后續施工過程中嚴格控制開挖跨度，第一時間架設鋼支撐、施加基底以下地梁，縱觀整個基坑開挖過程，地梁很好的發揮了基底支撐的作用，使基底變形出現反彎點，基坑變形趨于穩定，變形速率在0.8~1.5mm/d。連續墻變形情況如圖11所示。

5深厚軟土地層條件下基坑變形設計總結

在深厚軟土地層條件下進行土方開挖，淤泥質土層的應力釋放十分迅速，其觸變性大，支護結構受其影響變化速率急速增加，這就要求在施工過程中更加要注意監測數據需實時反饋［10］、土方開挖方案需嚴格控制土方開挖分段長度，保證支撐及時施工，遵循“快挖快撐快速行成結構”的施工原則。本工程為了抵消基底加固實效情況下引起基坑的變形，采用了增加第3道臨時鋼支撐和增設地梁等措施予以保障基坑安全，通過實際的施工情況反映這兩種方式的綜合運用對控制連續墻的變形有至關重要的作用，基坑的變形可以較為有效地得以控制。另外，建議在后續類似軟土地層基坑工程施工中，合理增加支撐的道數，減少豎向支撐的間距，這種方案雖然對施工作業不便，但對于控制基坑變形，保證基坑安全是非常有用的。在支撐道數無法增加時，采用混凝土地梁或者增厚混凝土墊層，能較好地起到基底臨時支頂作用，而且效果明顯。

參考文獻

［1］建筑基坑支護技術規程：JGJ120-2012［S］.北京：中國建筑工業出版社，2012.

［2］建筑基坑工程監測技術規范：GB50497-2009［S］.北京：中國計劃出版社，2009.

［3］城市軌道交通工程監測技術規范：GB50911-2013［S］.北京：中國建筑工業出版社，2013.

［4］陳漢彬，劉家甫，鐘文貴，等.深基坑工程常見事故分析及處理實例［J］.廣東土木與建筑，2011，18（12）：3-6.

［5］張彥偉.上海軟土地層地鐵深基坑施工技術［S］.中國土木工程學會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集，2004：645-647.

［6］朱瑤宏，葉俊能，劉曉虎，等.寧波軌道交通地下連續墻深基坑工程變形特性及控制研究［J］.水文地質工程地質，2012，39（4）：66-74.

［7］譚偉源，梅卓興，張立財.軟土地基實測沉降推算地基總沉降［J］.廣東土木與建筑，2007（11）：27-28+19.

［8］張賓文，劉雄華，馮龍飛.軟土地區深基坑優化設計及分區拆換撐技術［J］.廣東土木與建筑，2018，25（1）：16-18+50.

［9］沈尉，蔣岳成，張金濤.明珠線二期宜山路車站南端頭井深基坑開挖施工技術［J］.地下工程與隧道，2003（2）：38-40.

［10］徐耀德，金淮，吳鋒波.城市軌道交通工程監測預警研究［J］.城市軌道交通研究，2012，15（2）：19-25.

作者：秦泳生 單位：廣州市設計院