上海地区软土地基深基坑开挖与支护技术探讨

邓平

摘要：上海地区位于我国长三角地区，是长江三角洲冲积平原的一部分，其地质条件较为复杂，其土质大多数为淤泥质和杂填土，因此，上海是我国典型的软土地区。软土地区的深基坑工程一直是岩土工程界的难题。本文主要探讨上海地区的软土地基下的深基坑的开挖与支护技术。

关键词：淤泥；支撑；施工；开挖

1.前言

上海地区是冲积平原这一特点，使得其地质地貌较为特殊，其浅部地层均为软土，多由淤泥质土、杂填土组成，这一类软土整体结构较为松散，含水量较高，工程性能很差，可压缩性较大，一般需要通过地基处理后才可以用作建筑物的地基。此外，上海是我国经济发展的中心，其地下管网分布较为复杂，地下水河道较多，上海地区的深基坑工程的开挖与支护技术较为复杂，工艺繁琐。因此，本文主要探讨上海地区的软土地基下的深基坑的开挖与支护技术。

2.深基坑工程的特点

基坑工程是一项综合性的岩土工程问题，涉及范围较广，涵盖众多学科和专业，影响因素多且复杂，因此需要结构工程和岩土工程技术人员的密切配合。基坑工程具有如下特点：深基坑工程安全储备小、风险高；深基坑工程的区域性很强。不同地区的工程地质和水文地质情况差异甚大，相应的，基坑工程的差异性也会很大；深基坑工程围护结构的设计和施工除了受地质条件制约外，还受基坑周边环境的影响，每个基坑所处的环境都会有所差异；深基坑工程具有较强的时空效应。对于软土而言，土体含水量较高且强度低，有很大的蠕变性，因此基坑的设计施工设计中应考虑时空效应。深基坑工程具有较强的环境效应。基坑开挖会引起地下水位的改变以及周围土体应力场的变化，这将对基坑周围环境产生较大影响。

3.软土地基深基坑开挖施工工艺

基坑工程的施工不仅与当地的地质条件和水文条件有关，还涉及到周边的建筑物、地下的管道埋设以及周围的场地条件等的影响。因此在基坑开挖时，应根据主要的特点，如基坑的开挖深度、面积、支护体系和工程环境制定开挖方案。

总的来说，基坑工程的开挖遵循以下的开挖原则：分层、均衡、对称开挖。防止支护结构内力突变。常规的方法有中心岛式，盆式，分层退行开挖等。具体如何开挖要根据支护方案，地质条件制定土方开挖方案，方案经专家评审合格后方可开挖。

规范《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）中明文规定，对于软土地质条件下的基坑开挖。需要采用均衡分层的开挖方法，分层的高度宜小于1米。因此软土地基的深基坑工程的施工要点在以下几个方面：

基坑土方的开挖应在围护桩和旋喷桩止水帷幕的施工完毕之后进行，且必须在满足理论设计强度的前提下才可开挖。

采用分段阶梯分层的开挖形式，这种方法的优势在于可以保持深基坑工程的稳定性，并且方便施工的组织管理，开挖过程中，每个阶梯都可以作为新的工作平台，这样可以更加快速的完成开挖计划。

为了减小基坑周围部位的变形累积，可以在围护结构前留置一部分的反压土，这是利用了软土的稳定性特点，使反压土与维护结构联合来抵抗围护桩外侧的水压力、土压力等，并且，还可以为钢支撑的安装提供工作面。

对于软土基坑的开挖，监测是开挖过程中的一项必不可少的工作，在开挖前，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）中的技术要求合理的设置监测点，监测的数据主要在地下水位、土体的沉降和测斜、桩体的测斜和桩顶的位移等。记录初始值，然后每天对数据监测两次，实时的对数据进行跟踪和分析，观察监测数据的变化形式，缓慢的渐变过程表明基坑处于一个相对稳定的情况下，如果监测数据发生了突变，表明基坑工程中的支护结构发生了变化，平衡被打破，这时需要加大监测的次数，减缓基坑的开挖速度或者根据实际情况适时考虑停止开挖施工。

软土地基的特点使得基坑开挖过程中时刻都需要由支护结构的保护，而在开挖过程中，可以合理的利用软土自身的控制位移的能力，最大限度的降低无支护的开挖过程持续时间，缩小土体之间的扰动范围。

4.软土地基深基坑支护技术

4.1基坑支护结构的主要类型

深基坑的支护结构是临时的构筑物，走起的支护结构体系多采用木桩围护，而随着工程技术的不断发展，基坑支护方法越来越多，当下主要有地下连续墙、钢板桩、钢筋混凝土桩等几种形式。主要的支护结构体系可以分为支挡型和加固型两个类别。

加固型支护体系大多数都选用的是水泥搅拌桩，适用于软土地基条件下的基坑支护，有点在于既可以挡土，又可以形成帷幕来挡水。国内的水泥搅拌桩的应用中，最大的只当高度达到了14米，常见的支挡高度多在6m左右。因其施工的周期短，价格便宜，并且还可以在桩体内配筋来增强支护的刚度，因此水泥搅拌桩的应用较为广泛。

支挡型的支护结构中最长见的有钻孔灌注桩挡墙、内支撑桩排支护、钢板桩支护、地下连续墙支护等，支挡型的支护结构对周边的环境影响较小，并且对土体具有很强的适用性，在防渗、抗弯、整体性等多个指标上均具有良好的工程性能，但其总体的造价相对加固型支护体系要高。

4.2软土地基基坑支护的选取原则

软土地基的软土构成主要是细粒土，上海地区的软土大多数是含水量较高淤泥质土，土体的工程性能十分差，这类土在受到工程荷载之后发生较大的变形，加之其自身土体的蠕变这一特点，容易在引起坑底的隆起。因此在确定软土地基条件下的深基坑工程的支护结构时，应从以下几个要点来考虑。

首先，根据深基坑工程的整体特点，考虑现场的周围地质条件和场地设施，相邻建筑物的分布以及地下管道的分布等采用最适合、合理的支护体系。

如果現场的周边环境狭窄，或是相邻建筑较为密集的，支护体系的选择应从控制沉降和控制地面位移两个方面进行考虑和选择。如果深基坑工程的现场条件较为空阔，则上段可以选择放坡开挖的形式，下段的支护选择深层搅拌水泥桩墙。

如果基坑的开挖深度大，支护结构应选择单支点或多支点的结构形式，如果基坑的开挖面积较大时，支护结构应选择单层或多层锚杆。如果基坑的开挖深度小，支护结构选择悬臂式挡土支护，如果基坑的开挖面积较小，支护结构则采用内撑形支点的结构形式。

上海地区是典型的软土地区，但是每个区域的软土的工程特点具有一定的差异性，如果土体条件很差，可以选择深层搅拌水泥墙的支护结构，如果土体的质量很好，则支护结构可以选取排桩或者锚杆。

5.结语

随着城市化发展的不断加快，地下结构工程越来越多，如何做好地下结构工程中深基坑的施工是一项艰巨的任务。尤其在上海地区，人口密集、经济繁华，加之其地处长三角冲击平原地带，是典型的软土地区，其深基坑工程的开展更为困难。本文主要探讨上海地区的软土地基下的深基坑的开挖与支护技术。分析主要的施工工艺和支护技术。

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