基坑支護結(jié)構(gòu)變形影響及控制措施

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摘要：文中通過對基坑支護機理的研究，得出了支護結(jié)構(gòu)變形的影響因素；通過支護結(jié)構(gòu)剛度，樁入土深度，支撐錨桿設(shè)置及剛度，支錨預應(yīng)力等方面進行了仿真模擬，得出了影響范圍，并提出了基坑支護結(jié)構(gòu)變形控制措施。

關(guān)鍵詞：基坑支護；變形；影響因素；控制

1基坑開挖的影響機理

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

2基坑支護結(jié)構(gòu)變形的因素

基坑支護結(jié)構(gòu)變形因素有基坑的嵌固深度、支護結(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：支護結(jié)構(gòu)剛度，樁入土深度，支撐錨桿設(shè)置及剛度，支錨預應(yīng)力［2］。

2.1基坑支護剛度不同

其它因素不變，模擬支護結(jié)構(gòu)厚度從0.8~1.4m的基坑變形情況可知，支護結(jié)構(gòu)的剛度與樁的直徑、混凝土強度等級、樁間距有關(guān)。當某兩個因素一定時，另一個因素增大，都會提高樁的剛度，有利于控制支護結(jié)構(gòu)的最大變形。當基坑支護結(jié)構(gòu)厚度較小時，剛度也比較小，為了減小支護結(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結(jié)構(gòu)的變形［3］。

2.2基坑支護長度不同

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

2.3錨桿預應(yīng)力

錨桿應(yīng)力既可以防止基坑支護的變形，同時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)，錨桿長度等參數(shù)恒定時，將對錨桿施加100~400kN的預應(yīng)力?；又ёo結(jié)構(gòu)的側(cè)移隨著預應(yīng)力的增加，基坑的水平位移在減小。當預應(yīng)力超過某一值時，繼續(xù)增加預應(yīng)力將對基坑支護結(jié)構(gòu)的變形影響較?。?］。

2.4基坑開挖的時空效應(yīng)

為了控制基坑開挖過程中引起支護結(jié)構(gòu)的變形、基坑開挖后引起的基坑支護結(jié)構(gòu)周圍的固結(jié)沉降，基坑變形時空效應(yīng)的措施如下［5］：（1）對深基坑而言，對基坑底土體的加固，增加被動土壓力，對支護結(jié)構(gòu)的側(cè)移、地表沉降等有顯著的效果。（2）增加錨桿或錨索對支護結(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）考慮時空效應(yīng)的影響，盡快縮短基坑開挖的時間以及后續(xù)的暴露時間。（6）提前做好防水、防滲預防工作。

2.5基坑支護變形控制

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

2.5.1設(shè)計措施（1）根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件進行基坑支護方案的選型。（2）提高支護結(jié)構(gòu)的剛度，減小支護結(jié)構(gòu)的變形。（3）優(yōu)化基坑支護結(jié)構(gòu)的嵌固深度，保障基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（4）增加第一道錨桿、錨索或支撐系統(tǒng)的剛度對支護結(jié)構(gòu)的變形控制的效果是明顯的。（5）加快進行支撐或錨桿系統(tǒng)的施工進度，減小支撐或錨桿系統(tǒng)縱橫向間距對于支護結(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間以及后續(xù)的暴露時間。提前做好防水、防滲預防工作。

2.5.3監(jiān)測措施通過對支護結(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、地下水位等進行跟蹤監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，反饋給施工和設(shè)計，將信息化施工應(yīng)用到工程實例中，既提前了工期，又節(jié)省了工程造價成本。

參考文獻

［1］賈瑞晨.某深基坑開挖監(jiān)測及變形研究［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)災害與環(huán)境保護，1999（03）：52-56.

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

［5］姜朋明，蔣志勇，黃海濱.飽和軟土地區(qū)深基坑變形時間效應(yīng)的研究［J］.華東船舶工業(yè)學院學報，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)學院