深基坑被动区软土加固对基坑变形的影响

程 鑫

(上海广联环境岩土工程股份有限公司，上海 200438)

深基坑被动区软土加固对基坑变形的影响

程 鑫

(上海广联环境岩土工程股份有限公司，上海 200438)

介绍了深基坑被动区软土加固的机理，并以具体工程为例，分析了深基坑被动区加固对基坑变形的影响，指出基坑被动区加固提高了土体的强度，改善了土体的力学性能，减小了被动区的塑性范围。

基坑，被动区，软土加固，变形

0 引言

随着现在越来越多的深大基坑位于城市市中心，基坑周围环境复杂，基坑支护变形控制变得越来越严重。而且当基坑的开挖范围内存在深厚的软土时，由于软土的蠕变特性，随着上面土体的开挖，基坑支护结构会向基坑内滑移，最终导致基坑支护失效。为了控制支护结构向内滑移，工程中一般会对基坑被动区加固，常见的有满堂式、裙边式、抽条式、墩式等几种方式，本文通过理正软件对昆明滇池流域某深基坑进行数值计算，探寻裙边加固方式的最佳加固范围。

1 被动区加固机理

滇池地区泥炭土的物质成分有其特点：1)矿物成分：滇池地区第四纪沉积中，砂粒的碎屑矿物主要有石英(60%～70%)、长石(10%～20%)、基性岩碎屑和部分铁泥质岩屑(1%～30%)，有时含少量云母和白云母；2)有机物质成分：泥炭土含有大量有机质。有机质和粘土颗粒都呈胶体状态，土体物理力学性质主要受有机质成分和粘土矿物成分的影响。滇池周边的泥炭质土与其他软土或粘土相比具有抗剪强度低、孔隙比大、含水率高、压缩性高、低透水性、流变性、腐蚀性大的特点，同时具有蠕变性，经过扰动之后的泥炭质土可以像水一样流动。在此种软土地区进行基坑开挖时，很容易造成安全隐患，如基坑支护结构的变形过大等问题。

由于软土基坑开挖卸载，坑内软土土压力减小，造成基底隆起，同时由于支护结构两侧的压力差造成桩往坑内发生水平向位移，使得基坑周边的软土发生沉降，基坑支护结构发生“踢脚”破坏、围护结构断裂、渗水等危害基坑安全的问题。基坑开挖支护工程中被动区受荷变化是由于开挖卸载，围护结构两侧产生压力差，支护结构发生过大的变形说明坑内地基已经处于塑性发展状态，局部地基已经进入破坏状态，因此在工程中为了控制基坑支护结构的水平位移和提高地基承载力，一般会控制施工过程中基坑周围的堆载以及采取土体加固等措施。

图1a)表示基坑主被动区的位置简图，图1b)表示被动区加固的布置；通过对比图1c)，图1d)可以得出对被动区进行泥土加固可以控制支护桩两侧的塑性发展。对被动区进行水泥土加固能够提高坑内土体的抗隆起能力，控制支护结构的变形，减小被动区土压力。

2 工程概况

某基坑开挖8 m，支护桩为一排φ1 000@1 200，支护桩全长18 m，取土体计算深度为30 m。地基土的主要物理力学性质参数见表1，计算模型图见图2。

表1 地基土主要物理力学性质参数

本文主要针对裙边加固不同的深度和宽度进行计算分析，采用单一因素控制变量法进行对比分析，主要分为8组。第1组：加固深度为1 m，宽度为1 m～8 m，第2组：加固深度为2 m，宽度为1 m～8 m，以此类推，第8组：加固深度为8 m，宽度为1 m～8 m。在理正软件计算中，通过改变加固深度和宽度的数值，得到基坑顶部水平位移量。

从图3可以看出，当基坑被动区未加固时，基坑顶水平位移达50多毫米，随着被动区的加固，顶部水平位移减少。当加固深度和宽度都达到5 m时，基坑顶部水平位移减少到20 mm，加固深度和宽度继续增加，基坑顶部水平位移几乎不再变化。

3 结语

基坑被动区加固提高了土体的强度，改善了土体的力学性能，使基坑被动区的塑性区范围减小，同时也使坑顶水平位移减少，在工程实践中，通过被动区加固能够显著减少坑顶的水平位移，当加固宽度和深度为坑深的1/2～2/3时即为被动区加固的一个临界范围，超过了临界范围后，坑顶水平位移几乎不再减少，而加固所需的费用会增加，造成经济浪费。因此，在基坑被动区进行加固时，要确定合理的加固深度和宽度，在保证基坑安全的同时，又能达到节约工程造价的目的。

[1] 胡广鑫.昆明盆地泥炭质土在渗流条件下变形规律试验研究[D].昆明：昆明理工大学，2013.

[2] 金晓波.软土基坑被动区加固处理的研究[D].昆明：昆明理工大学,2008.

[3] 王卫东，刘国彬.基坑工程手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2009:617-633.

[4] 陈祖煜.深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2012：287-289.

[5] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

On influence of soft-soil consolidation at passive zone of deep foundation pits on foundation pit deformation

Cheng Xin

(ShanghaiGuanglianEnvironmentalGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200438,China)

The paper introduces the mechanism of the soft soil consolidation at the passive zone of deep foundation pits, analyzes the influence of the consolidation of the zone on the foundation pit deformation with engineering examples, and points out the consolidation at the zone can enhance the strength of the soil, improve the dynamic performance of the soil, and reduce the plastic scopes of the passive zone.

foundation pit, passive zone, soft soil consolidation, deformation

2015-05-13

程 鑫(1978- )，男，工程师

1009-6825(2015)22-0058-02

TU463

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