上海地區軟土地基深基坑開挖與支護技術探討

鄧平

摘要：上海地區位于我國長三角地區，是長江三角洲沖積平原的一部分，其地質條件較為復雜，其土質大多數為淤泥質和雜填土，因此，上海是我國典型的軟土地區。軟土地區的深基坑工程一直是巖土工程界的難題。本文主要探討上海地區的軟土地基下的深基坑的開挖與支護技術。

關鍵詞：淤泥；支撐；施工；開挖

1.前言

上海地區是沖積平原這一特點，使得其地質地貌較為特殊，其淺部地層均為軟土，多由淤泥質土、雜填土組成，這一類軟土整體結構較為松散，含水量較高，工程性能很差，可壓縮性較大，一般需要通過地基處理后才可以用作建筑物的地基。此外，上海是我國經濟發展的中心，其地下管網分布較為復雜，地下水河道較多，上海地區的深基坑工程的開挖與支護技術較為復雜，工藝繁瑣。因此，本文主要探討上海地區的軟土地基下的深基坑的開挖與支護技術。

2.深基坑工程的特點

基坑工程是一項綜合性的巖土工程問題，涉及范圍較廣，涵蓋眾多學科和專業，影響因素多且復雜，因此需要結構工程和巖土工程技術人員的密切配合。基坑工程具有如下特點：深基坑工程安全儲備小、風險高；深基坑工程的區域性很強。不同地區的工程地質和水文地質情況差異甚大，相應的，基坑工程的差異性也會很大；深基坑工程圍護結構的設計和施工除了受地質條件制約外，還受基坑周邊環境的影響，每個基坑所處的環境都會有所差異；深基坑工程具有較強的時空效應。對于軟土而言，土體含水量較高且強度低，有很大的蠕變性，因此基坑的設計施工設計中應考慮時空效應。深基坑工程具有較強的環境效應。基坑開挖會引起地下水位的改變以及周圍土體應力場的變化，這將對基坑周圍環境產生較大影響。

3.軟土地基深基坑開挖施工工藝

基坑工程的施工不僅與當地的地質條件和水文條件有關，還涉及到周邊的建筑物、地下的管道埋設以及周圍的場地條件等的影響。因此在基坑開挖時，應根據主要的特點，如基坑的開挖深度、面積、支護體系和工程環境制定開挖方案。

總的來說，基坑工程的開挖遵循以下的開挖原則：分層、均衡、對稱開挖。防止支護結構內力突變。常規的方法有中心島式，盆式，分層退行開挖等。具體如何開挖要根據支護方案，地質條件制定土方開挖方案，方案經專家評審合格后方可開挖。

規范《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）中明文規定，對于軟土地質條件下的基坑開挖。需要采用均衡分層的開挖方法，分層的高度宜小于1米。因此軟土地基的深基坑工程的施工要點在以下幾個方面：

基坑土方的開挖應在圍護樁和旋噴樁止水帷幕的施工完畢之后進行，且必須在滿足理論設計強度的前提下才可開挖。

采用分段階梯分層的開挖形式，這種方法的優勢在于可以保持深基坑工程的穩定性，并且方便施工的組織管理，開挖過程中，每個階梯都可以作為新的工作平臺，這樣可以更加快速的完成開挖計劃。

為了減小基坑周圍部位的變形累積，可以在圍護結構前留置一部分的反壓土，這是利用了軟土的穩定性特點，使反壓土與維護結構聯合來抵抗圍護樁外側的水壓力、土壓力等，并且，還可以為鋼支撐的安裝提供工作面。

對于軟土基坑的開挖，監測是開挖過程中的一項必不可少的工作，在開挖前，根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）中的技術要求合理的設置監測點，監測的數據主要在地下水位、土體的沉降和測斜、樁體的測斜和樁頂的位移等。記錄初始值，然后每天對數據監測兩次，實時的對數據進行跟蹤和分析，觀察監測數據的變化形式，緩慢的漸變過程表明基坑處于一個相對穩定的情況下，如果監測數據發生了突變，表明基坑工程中的支護結構發生了變化，平衡被打破，這時需要加大監測的次數，減緩基坑的開挖速度或者根據實際情況適時考慮停止開挖施工。

軟土地基的特點使得基坑開挖過程中時刻都需要由支護結構的保護，而在開挖過程中，可以合理的利用軟土自身的控制位移的能力，最大限度的降低無支護的開挖過程持續時間，縮小土體之間的擾動范圍。

4.軟土地基深基坑支護技術

4.1基坑支護結構的主要類型

深基坑的支護結構是臨時的構筑物，走起的支護結構體系多采用木樁圍護，而隨著工程技術的不斷發展，基坑支護方法越來越多，當下主要有地下連續墻、鋼板樁、鋼筋混凝土樁等幾種形式。主要的支護結構體系可以分為支擋型和加固型兩個類別。

加固型支護體系大多數都選用的是水泥攪拌樁，適用于軟土地基條件下的基坑支護，有點在于既可以擋土，又可以形成帷幕來擋水。國內的水泥攪拌樁的應用中，最大的只當高度達到了14米，常見的支擋高度多在6m左右。因其施工的周期短，價格便宜，并且還可以在樁體內配筋來增強支護的剛度，因此水泥攪拌樁的應用較為廣泛。

支擋型的支護結構中最長見的有鉆孔灌注樁擋墻、內支撐樁排支護、鋼板樁支護、地下連續墻支護等，支擋型的支護結構對周邊的環境影響較小，并且對土體具有很強的適用性，在防滲、抗彎、整體性等多個指標上均具有良好的工程性能，但其總體的造價相對加固型支護體系要高。

4.2軟土地基基坑支護的選取原則

軟土地基的軟土構成主要是細粒土，上海地區的軟土大多數是含水量較高淤泥質土，土體的工程性能十分差，這類土在受到工程荷載之后發生較大的變形，加之其自身土體的蠕變這一特點，容易在引起坑底的隆起。因此在確定軟土地基條件下的深基坑工程的支護結構時，應從以下幾個要點來考慮。

首先，根據深基坑工程的整體特點，考慮現場的周圍地質條件和場地設施，相鄰建筑物的分布以及地下管道的分布等采用最適合、合理的支護體系。

如果現場的周邊環境狹窄，或是相鄰建筑較為密集的，支護體系的選擇應從控制沉降和控制地面位移兩個方面進行考慮和選擇。如果深基坑工程的現場條件較為空闊，則上段可以選擇放坡開挖的形式，下段的支護選擇深層攪拌水泥樁墻。

如果基坑的開挖深度大，支護結構應選擇單支點或多支點的結構形式，如果基坑的開挖面積較大時，支護結構應選擇單層或多層錨桿。如果基坑的開挖深度小，支護結構選擇懸臂式擋土支護，如果基坑的開挖面積較小，支護結構則采用內撐形支點的結構形式。

上海地區是典型的軟土地區，但是每個區域的軟土的工程特點具有一定的差異性，如果土體條件很差，可以選擇深層攪拌水泥墻的支護結構，如果土體的質量很好，則支護結構可以選取排樁或者錨桿。

5.結語

隨著城市化發展的不斷加快，地下結構工程越來越多，如何做好地下結構工程中深基坑的施工是一項艱巨的任務。尤其在上海地區，人口密集、經濟繁華，加之其地處長三角沖擊平原地帶，是典型的軟土地區，其深基坑工程的開展更為困難。本文主要探討上海地區的軟土地基下的深基坑的開挖與支護技術。分析主要的施工工藝和支護技術。

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