控制深基坑變形的坑內加固技術研究

劉 洋

中建三局集團有限公司(滬)

控制深基坑變形的坑內加固技術研究

劉 洋

中建三局集團有限公司(滬)

在本文中，深基坑工程實踐、控制深基坑的時空效應、基坑加固技術、基坑開挖變形及設計參數，設計原理工藝類型、施工參數的選擇原則進行了分析和總結，在此基礎上結合工程實踐，在基坑加固技術的時空效應方法是解決深基坑的城市環境巖土工程問題的變形控制的有效方法。

深基坑；坑加固；時間和空間效應；變形控制

過去十年來，隨著城市建設的快速發展，城市更新改造建設中遇到的大量的深基坑，基坑周圍各種地下管線和鄰近建筑物、商業中心、交通道路、地鐵、高架設施，深基坑施工場地狹小，施工周期短、土方大開挖，施工條件復雜困難；特別是在軟土地區飽和軟土，由于其孔隙比大、壓縮性大、抗剪強度低、靈敏度高、軟塑或流塑性等特點。因此，安全穩定至關重要，必須采取有效措施控制軟土深基坑開挖過程中引起的的沉降變形在基坑土體開挖卸荷在允許范圍內，避免由于過度變形導致周邊設施，沉降裂縫和損傷。軟土地區深基坑的變形控制已成為一個非常迫切和重要的課題，需要在理論和實踐上進行深入的研究。對這一課題的認識和深入研究是工程分析和環境問題的基礎，也是城市環境巖土工程研究的一個重要方面。

1 深基坑鋼筋控制變形的設計原則

對于緊鄰城市中心區、地鐵、高架周邊設施的深基坑防護施工，我們需要采取措施來控制深基坑變形。變形是基坑開挖卸荷的必然結果，但我們可以采取措施控制基坑變形的大小，從而滿足了對周邊設施的保護要求。軟土深基坑卸載變形是影響工程地質、設計和施工的一個重要因素。基坑卸荷變形雖然是固有且不可避免的，但我們可以采用變形控制技術來控制和減少其變形。基坑變形控制技術包括變形控制設計和變形控制的一系列技術施工。影響深基坑變形的主要因素如下：地基的工程地質和水文地質條件；深度、尺寸和基坑幾何形狀；圍護結構剛度和深度、支護結構的密封性能；基坑加固形式和過程；垂直式支撐系統，支撐布置間距和系統的剛度；鋼支撐，如鋼支架預壓和使用復雜的負載控制；開挖步驟，每一步開挖體積和相對時間和支持曝光時間控制和時間控制；基坑墊層和底板澆筑；開挖和反常量施工方案、基坑開挖和支撐條件建設置換；過載時，基坑開挖及降水氣候等的影響。對這些因素的分析，由于圍護結構的剛度(厚度)的施工工藝、設備的限制和穿透深度(D/ H＞1.5)減少變形的效果較小且不經濟；如果增加太多的支撐，會導致支撐豎向間距太小(H＜3M)影響挖掘作業。因此，除了減少周邊配套有限的布局調整的變形控制，結合基坑加固技術開挖的時空效應法是一種有效且必要控制深基坑變形的措施。

2 基坑加固的過程和形式

基坑加固技術是基坑支護中的一些技術的基礎加固技術。在軟土地基加固處理過程中，主要有兩種類型的降水固結和雙液注漿、深層攪拌和高壓噴射注漿。

2.1 降水加固

從國內外降水的發展來看，最初是為了施工方便，后來發展到鞏固基礎，提高承載能力，土的強度降低導致土體隆起，基坑變形控制。

2.2 注漿加固

注漿法加固地基的長期存在，傳統的單液注漿技術應用廣泛，但在許多情況下，由于不同土壤和土壤的不確定性，加固效果往往是由人來控制的，特別是在層狀土壤沉積在基礎層，在細粒土中，噴射劑流通常沿水平方向，注入劑難以滲透到顆粒的孔隙中。因此，在基坑的注漿加固中，通常需要采用雙液注漿技術，以控制注漿加固的質量，提高鋼筋的均勻性。由于大量注漿加固土層和對離散性較大土層加固產生的擾動較大，因此注漿技術在基坑工程中的應用主要是堵漏，注漿滲透變形縫使用改正變形擠壓的方法。近年來，上海灌漿技術是一種新的發展，在原有基礎上的注漿技術，結合環境保護的要求，在上海新城開發區以外的基坑主動跟蹤補償注漿，進行注漿壓力控制和指導。

2.3 深層攪拌水泥土加固

深層攪拌法是最適合加固飽和軟粘土的方法。采用深層攪拌法加固軟土、泥炭土、粉土、粉土、淤泥質土，這是常用的加固淤泥、淤泥質及地基承載力標準值小于120kpa軟黏土的方法。從深層攪拌法加固技術的應用和發展，無論是日本、北歐國家還是我國，深層攪拌加固的基本原理都是相同的，但是也存在技術和機械設備的差異，這是中國的深層攪拌法來提高在未來所需要的技術。

2.4 高壓噴射注漿

近年來，由于高壓噴射注漿與固體的異質性、完整性、防水性好、高強度建設、布局靈活，各種樁基礎和地下連續墻具有良好的附著力和施工設備簡易、加固深度可達40米等特點，深基坑工程在上海廣泛應用于深基坑變形、承壓水的閉環控制和超深水護底穩定結構。實踐證明是有效和成功的。在上世紀90年代，日本需要在高噴灌漿工程中直徑更大、更均勻的加固注漿樁和強度更大的鋼筋，因此有了“ETX”法、噴射法和深層噴射攪拌法的方法；特殊項目減少噴射注漿對周邊設施影響的方法。高壓噴射注漿技術的完善和發展是高壓噴射灌漿技術發展的一個重要方面，而且由于高壓噴射注漿加固施工靈活，易于保證質量，應用范圍廣，所以高壓旋噴注漿技術是解決城市復雜地下工程的有效手段和措施，同時也代表了地基加固技術的未來發展方向。

3 結論

結合時間和空間效應法在基坑加固中的合理應用，基坑開挖過程中基坑的變形可以減少30%～50%，工程實踐也證明了這一點。基坑的應用加固技術，可以解決在軟土深基坑的一些困難和復雜的變形穩定性問題，控制基坑變形保護周邊環境和設施，從而為社會帶來一定的經濟效益和社會效益。根據基坑變形控制設計方法和施工開挖的時間效應，結合基坑加固技術的應用，動態設計和信息化施工，實現根據需要控制變形階段的變形問題可以解決上海飽和軟土深基坑工程。

[1] 劉建航，侯學淵等.基坑工程時空效應理論與實踐.上海市科 委課題報告.上海地鐵總公司、同濟大學，1997.12.