深厚饱和软土区基坑支护设计与监测成果分析

朱少华

江苏苏州地质工程勘察院215129

摘要：软土是在静水中或非常缓慢的流水中沉积，经过生物化学作用形成的淤泥和淤泥质土。软土基坑支护结构作用于软土环境，使基坑在软土环境中能够保持相对稳定，避免出现安全事故造成人员伤亡和财产损失，进而影响工期。本文研究了位于深厚饱和软土区的工程基坑支护的设计，分析了其基坑支护的设计以及其监测成果的分析。

关键词：深厚软土；基坑；支护设计；基坑监测

所谓的软土区，实际上就是淤泥以及淤泥质土的总称。在工程建设角度上，软土泛指于抗剪强度相对低而且压缩性比较大的软弱土层。软土的主要成分是饱和软粘土，因为软黏土本身具有一定黏性，它往往会和粉砂、炭灰等一起交错沉积。在进行基坑建设的过程中，由于软土的硬性差，可塑性不强，难以作为地基，所以常常成为工程性的地质问题。虽然深厚软土区的基坑支护工程属于临时性工程，但其技术复杂程度不亚于永久性工程。在此条件下，合理地建设起安全可靠、监测有效的基坑支护，成为当前基坑工程和围护工程施工的热门研究课题。

1基坑支护的设计

1.1基坑支护

基坑支护实际上是一种在建筑物的地下结构施工过程中，对挖掘的基坑侧面墙壁和周围环境起到支撑、加强加固的保护措施，属于一种建筑工程中常用到的临时性工程。良好的基坑支护设计，可以保证基坑环境的稳固和安全，保证施工人员在工作中不会受到伤害，并且为之后的监测和施工建立便捷的条件。经济合理的支护设计，可以节省建筑公司的生产成本和人力资源，提升企业的经济效益。

1.2基坑支护的设计方案

在进行支护工程的设计时，要综合考虑到工程环境的具体情况，如土质属性、粘度、孔隙度等，还有支护施工的经验、施工材料、施工环境等，进而决定要建设的基坑支护的水平、层次设计。

深厚软土基坑的支护结构由围护结构以及支撑结构两部分组成。围护结构是基坑支护的主要结构，它可以承受基坑开挖后的承水压力以及土壤压力。支撑结构用来传递围护结构传来的压力荷载。围护结构相对支撑结构而言更复杂。围护结构的选型在很大程度上决定了深厚软土基坑支护工程的安全性和经济效益。

1.3围护结构的结构型式

1.3.1板桩式围护结构

这种围护结构的特点是强度高，品质好，接缝的精度有质量保证，具有耐久性，经过回拨矫正以后，可以重复利用。板桩式围护结构主要由工厂加工制作好的钢材构件拼接组装而成，在基坑围护施工中，安装方便，造价低，大大降低了建造工期。板桩式围护结构可以与多道钢进行支撑组合，使用在软土区有明显的成效。板桩式围护结构的缺点是结构接头的防水性能比较差。由于本身需要打桩挤土，造成的震动和噪声都比较大，所以不适合在建筑比较密集的城市市区或者商业中心使用。另外，板桩式围护结构也不适合在硬土环境中施工。

1.3.2柱列式围护结构

柱列式围护结构具有刚度大、施工方便等优点，在施工过程中产生的噪声和震动都比较小，减小了对周围环境的影响。柱列式围护结构施工方便，可以就地进行浇筑施工，不仅造价低，而且还能保证成桩质量。但是其缺点和板桩式围护结构一样，都具有较差的防水性能，尤其是接头处，需要根据建筑施工的地质条件来选取搅拌桩和旋喷桩等技术，通过这些技术来辅助解决防水问题。

1.3.3地下式连续墙

这种围护型式的优点比较全面，不仅可以降低施工噪声和施工震动等环境影响，还能够就地浇筑建制，而且整体的刚度大，墙的接头处防水性能也比上述围护结构要强，止水效果好。它可以运用在软弱地层和建筑设施比较密集地区。它的施工范围可以达到场地红线处，大幅提高了场地内建筑物的建筑面积。在建筑工程的工期比较短时，或者建筑面积比较小，可以把地下式连续墙体作为主体结构。但是其也有缺点，就是支护形式多为泥浆处理，在水下具有钢筋和混凝土设施，工艺比较复杂，对施工管理要求高。

1.3.4自立式水泥土挡墙

自立式水泥土挡墙的技术特点比较明显，支护性能比较好，对环境要求不高，适用于软土地区。自立式水泥土挡墙的施工过程中，噪音比较少，震动小，防水性能好，造价经济实惠。但是其支护深度比较浅，围护挡墙也比较宽，总的来说占用面积大，对建筑密集区域的适用性不强。

1.3.5组合式围护结构

这种围护结构结构轻度比较高，在防水性能方面也较为优越。组合式围护结构在施工过程中噪音低，震动小，造价比较合理。该围护型式适用于各种土层，在合适的条件下可以取代地下式连续墙来作为建筑的主体结构。组合式围护结构结合了灌注桩、搅拌桩或旋喷桩等建筑工艺，将灌注桩作为基坑围护受力的主要结构，而搅拌桩或旋喷桩则作为防水结构。对中浅层的软土结构地层的深基坑有着良好的应用。不过在挖掘基坑深度超过一定程度时，可能会发生流砂现象，对这种地层该围护型式要慎重投入使用。

1.4围护结构形式的选取

围护结构需要根据施工环境的条件状况来选取。上述的五种围护结构型式都有各自的适用范围，在选取时应根据定性的指标进行评估，比如基坑的深度、基坑周围环境、基坑土壤地质条件以及地下水的分布等状况，综合各围护型式的特点，针对施工团队的经验、施工材料等进行甄选，从而确定经济划算的围护结构型式来建设基坑支护。

1.5支护结构设计计算

支护结构设计计算的目的是通过内部细节优化，采用最优计算方式和计算模型，在综合考虑进支护结构的整体特性，对基坑支护结构进行受力分析。最后，以分析结构的结果来指导基坑支护在设计建设过程中，材料的用量、支护的建设步骤等。

1.5.1弹性抗力法

弹性抗力法是建筑基坑支护时建筑单位最常用到的计算方法。这种方法最简单有效，而且具备详细的规范要求。该方法通过计算基坑支护结构的结构位移、弯矩最大值和剪应力等，对结构进行力学分析，从而建立起数学模型，对选取的变量进行条件限定，代入目标函数的模型进行计算，对其结果进行现实考量，最终得出最优化的基坑支护设计方案。

1.5.2建设经验法

根据大量的实际建设操作经验，对建设工程监测数据进行分析，可以确定支护桩的结构受力部位以及受力程度，通过对支护桩进行加强加固，一样可以确保在深基坑环境中基坑支护的安全质量。

2基坑支护的监测

2.1基坑支护的检测内容

基坑支护在检测时，一般需要监测的内容有：支撑稳定性；路面和管线的沉降；坑底隆起程度；监控点高度；基坑支护结构侧向位移测量；支护土体的侧向位移；支护结构内外的土壤压力；支护结构内外的孔隙水压力；支护结构的内部受力；地下水深度；建筑物影响等。

2.2基坑支护监测方案

监测方案的确立，需要对基坑支护工程的基坑环境地质、基坑围护设计方案、基坑支护施工方案以及施工时周围自然环境与社会环境进行调查，建立监测组织，实行有效检测控制。

2.3监测成果分析

2.3.1成果数据整理

对每次监测保存的原始记录进行详细整理，建档记录表，做出实际测点图、位移变化图、应力变化图等数据；

2.3.2数据处理

对监测成果整理后，将档案数据进行线性分析和回归方程，分析每条项目的稳定性；

2.3.3数据反馈

对档案进行电子存档和电子化处理，由计算机处理后对有关部门进行数据反馈，协调基坑支护的建设。

3结语

深厚饱和软土的基坑支护项目是建筑施工环节的基础工作，深度影响到建筑将来的建设。重视支护设计的每个环节，才能安全高效的进行建筑工作。

参考文献：

[1]李焕焕，高路皓，高治，等.厚软土地区深基坑支护设计与监测分析[J].施工技术，2015，44（8）：114-117.

[2]吴炳来.监测技术与软土深基坑工程的动态施工[D].同济大学，2014.

[3]张小荣.软土地区深基坑工程支护设计与监测分析[J].地球，2014（5）.

[4]魏俊杰，张元华，王丽华，等.饱和软土地区深基坑支护与降水技术研究[J].吉林地质，212，27（3）：96-99.