[關(guān)鍵詞]基坑；變形；施工控制 

　　當(dāng)前，隨著我國城市建設(shè)規(guī)模的擴大，高層建筑越來越多，基坑工程面臨挖深加大、土方開挖周期長、基坑周邊環(huán)境復(fù)雜等諸多問題。由于這些深大基坑一次性卸荷量大，施工工期長、施工條件復(fù)雜困難，使得深基坑開挖對環(huán)境的影響十分顯著，主要表現(xiàn)為周邊建筑、道路、地下管道和管線因地基不均勻沉降開裂或斷裂破壞等。因此，了解深大基坑的卸荷變形性狀和產(chǎn)生的影響的基礎(chǔ)上，采取針對措施控制基坑變形，以控制深大基坑的卸荷影響和保護周邊環(huán)境是目前基坑工程中面臨的一個迫切而重要的課題。 

　　1.基坑開挖變形機理 

　　1.1坑底土體隆起�？拥淄馏w隆起是坑底土體原有應(yīng)力狀態(tài)因垂直卸荷而改變的結(jié)果。在開挖深度不大時，坑底土體卸荷后發(fā)生垂直向的彈性隆起，坑底彈性隆起在開挖停止后很快停止，這種坑底隆起基本上不會引起圍護墻外的土體向坑內(nèi)移動，隨著開挖深度的增加，基坑內(nèi)外的土面高度差和地面各種超載作用下，就會使圍護墻外側(cè)的土體向基坑內(nèi)移動，引起圍護墻的變形，同時在基坑周圍產(chǎn)生較大的塑性區(qū)，引起坑內(nèi)土體的塑性隆起和坑周地面沉降。尤其當(dāng)塑性變形發(fā)展到極限狀態(tài)時，基坑外的土體向坑內(nèi)產(chǎn)生破壞性的滑動，使基坑失穩(wěn)，基坑周圍地層發(fā)生大量沉陷。 

　　1.2圍護墻變形和位移�；�坑開挖時，荷載不平衡導(dǎo)致圍護墻體產(chǎn)生水平向變形和位移，從而改變基坑外圍土體的原始應(yīng)力狀態(tài)而引起地層移動�；�坑開挖時，圍護墻內(nèi)側(cè)卸去原有土壓力，而基坑外側(cè)受到主動土壓力，坑底墻體內(nèi)側(cè)受到全部或部分被動土壓力，不平衡土壓力使墻體產(chǎn)生變形和位移。圍護墻的變形和位移又使墻體主動土壓力區(qū)和被動土壓力區(qū)的土體發(fā)生位移，墻外側(cè)主動土壓力區(qū)的土體向坑內(nèi)移動，使背后土體水平應(yīng)力減小，剪力增大，出現(xiàn)塑性區(qū)；而在開挖面以下的被動區(qū)土體向坑內(nèi)移動，使坑底土體水平向應(yīng)力加大，導(dǎo)致坑底土體剪應(yīng)力增大而發(fā)生水平向擠壓和向上隆起的位移。墻體變形不僅使墻外側(cè)發(fā)生地層損失而引起地表沉降，而且使墻外側(cè)塑性區(qū)擴大，因而增加了墻外土體向坑內(nèi)的移動和相應(yīng)的坑內(nèi)隆起，墻體的變形和坑外土體向坑內(nèi)的移動是引起周圍地層移動的重要原因。 

　　1.3墻后地表沉降。基坑開挖的過程就是基坑內(nèi)卸荷的過程，由于卸荷引起坑底土體隆起以外，還會引起坑外土層向坑內(nèi)移動，從而引起坑外地表沉降。可以認為，基坑開挖引起周圍地層移動的主要原因是坑底的土體隆起和圍護墻的側(cè)向位移。當(dāng)然，地下水的滲流、軟土的流變性以及其他施工因素等也會對坑外地表沉降造成影響。 

　　2.基坑變形對建筑施工的影響因素 

　　對此問題，筆者以實踐參與的某工程為例進行說明。該基坑工程設(shè)計總建筑面積為20000m2，其中地下部分3層，開挖面積約9000m2，平均開挖深度13.40m。基坑施工分4層進行挖土�；�坑圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻及3層鋼筋混凝土平面框架支撐體系。地下連續(xù)墻厚0.8m，深26m，按6m標(biāo)準分幅。3道鋼筋混凝土支撐斷面分別為0.8mxO.8m、1.2mx1.0m、1.2mx1.0m。3道支撐中心標(biāo)高為：第1道-2.8m，第2道-7.15m，第3道-l1.3m。為保證基坑穩(wěn)定、控制基坑變形，連續(xù)墻內(nèi)側(cè)被動區(qū)土體采用水泥攪拌加固�；�坑變形的施工影響因素主要為： 

　　2.1開挖深度的影響。隨著開挖深度的增加，支護墻的水平位移和正彎矩逐漸增加。其中支護墻的頂端位移在未加支撐時最大，當(dāng)?shù)趌道支撐施加之后有所減小并保持穩(wěn)定。當(dāng)土體開挖到6m時，支護墻出現(xiàn)了最大的負彎矩；當(dāng)?shù)?道、第3道支撐加上之后，第1道支撐軸力有所減小，負彎矩也隨之減小。 

　　2.2開挖寬度的影響。為分析基坑寬度對墻體位移的影響，將基坑開挖寬度分別取為原值的0.5倍、1.0倍和2.0倍計算，其他參數(shù)保持不變。由計算結(jié)果得，當(dāng)基坑開挖寬度增大時，墻體水平位移也增大，同時墻體的彎矩也有比較明顯的增大。因此，在實際工程中，為了保證墻體的安全，不應(yīng)使基坑開挖寬度過大。 

　　2.3支撐與開挖順序的影響�；�坑開挖有“先撐后挖”及“先挖后撐”兩種方式，前者墻后土體在約束狀態(tài)下卸載，后者是先卸載再加約束。試驗結(jié)果表明，用后者進行開挖時，支護墻的最大水平位移明顯增加，而墻體的正彎矩有所減小，負彎矩明顯增大。 

　　2.4基坑空間效應(yīng)的影響。在基坑深度方向上，圍護結(jié)構(gòu)的最大水平位移發(fā)生在基坑底面附近。而在沿基坑邊的方向，位移為拐角處小，中間大；主動土壓力的分布與水平位移呈現(xiàn)出相反的規(guī)律，而被動土壓力的規(guī)律則又反之。隨著基坑長寬比的增大，圍護結(jié)構(gòu)長邊的最大水平位移不斷增大，空間效應(yīng)減弱。當(dāng)長寬比超過一定值之后，其最大水平位移已接近于按二維平面應(yīng)變問題分析的結(jié)果。 

　　3.基坑變形的施工控制措施 

　　3.1基坑支護方案選擇 

　　3.1.1鉆（沖、挖）孔樁、沉管灌注樁或鋼筋混凝土預(yù)制樁。對于5m-10m深軟土基坑常用此法作為支護結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)必要時再加內(nèi)支撐，如需防滲止水，則可輔之以深層攪拌樁作為止水帷幕，有時也用鋼板樁或H型。 

　　3.1.2土釘墻技術(shù)。該技術(shù)是一種原位土加筋和強化的技術(shù)，對場地土層適應(yīng)性強，但該不適合在松砂土、軟土或地下水豐富的情況下使用。 

　　3.1.3錨桿技術(shù)。該技術(shù)能為基坑開挖提供較廣闊的空間，應(yīng)用廣泛。 

　　3.1.4泥土攪拌樁技術(shù)。該技術(shù)是目前5m以內(nèi)基坑的首選支護形式，適用于多種地質(zhì)條件，較經(jīng)濟。 

　　3.1.5地下連續(xù)墻。基坑大于10m時或緊鄰其周圍有非常重要的建筑物或其他重要設(shè)施需要嚴格控制基坑變形時，常選地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻既是擋土墻又兼作地下室的外墻，采用逆作法施工可縮短基坑開挖和支護結(jié)構(gòu)大面積暴露的時間，改善支護結(jié)構(gòu)受力性能，使其剛度大為增強，使支護結(jié)構(gòu)的變形及對相鄰設(shè)施的影響大為減少，從而使總造價降低。 

　　3.1.6 SMW法連續(xù)墻。該法從日本引進，以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑與地基土反復(fù)混合攪拌，在各施工單元之間采取重疊搭接施工，等水泥土未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為補強材料至水泥結(jié)硬，便形成具有一定強度和剛度、連續(xù)完整、無接縫的地下墻體。該法近年來使用較多。 

　　3.2注意應(yīng)用時空效應(yīng)原理 

　　時空效應(yīng)理論是在土體流變性的基礎(chǔ)上提出的，其施工原則是分層、分塊、限時、對稱、平衡。即在基坑開挖施工同支護結(jié)構(gòu)及坑周土體位移之間，存在著一定的相關(guān)性，故科學(xué)地安排土方開挖施工順序和控制施工進度，將有助于控制擋墻和坑周土體的位移。據(jù)基坑工程規(guī)模、幾何尺寸、支撐形式、開挖深度和地基加固條件，提出詳細的、可操作的土方開挖分層、分塊，限時開挖時間與無支撐暴露時間，并保證每次開挖時支撐體系的力學(xué)平衡。 

　　3.3適當(dāng)?shù)耐馏w加固 

　　對一些基坑變形不能滿足要求的可適當(dāng)對相應(yīng)的土體進行加固，例如可對基坑周圍的土體注漿加固，以減少周圍建筑物、管道的側(cè)移，同樣也可以對坑底土采用壓力灌漿、水泥攪拌樁、石灰樁等方法進行基坑底土體加固，以提高基底土的強度，改善其變形特征。 

　　3.4利用信息化施工 

　　一是支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測，包括支護結(jié)構(gòu)樁墻頂位移監(jiān)測、支護結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測、支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測、支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測、錨桿錨固力監(jiān)測、土壓力監(jiān)測、土體孔隙水壓力監(jiān)測等。二是環(huán)境監(jiān)測，包括鄰近建筑物的沉降觀測、邊坡土體的位移和沉降觀測、鄰近道路和地下管線的沉降觀測、裂縫觀察、地下水位測試、邊坡土體的位移和沉降觀測�；�坑監(jiān)測可以捕捉到開挖各工況下的信息。 

　　參考文獻 

　　[1]吳瑞波.基坑中局部挖深對圍護結(jié)構(gòu)的安全及位移影響分析[D].同濟大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008. 

　　[2]劉艷軍，孫敦本.深基坑變形控制研究進展[J].四川建筑科學(xué)研究，2011，（1）.