深厚软土地区基坑开挖主要工程地质问题与对策

2018-02-13应鉴钧王军翰

建材与装饰 2018年5期

应鉴钧王军翰

（宁波宁大地基处理技术有限公司浙江宁波 315000）

软土地基是工程施工中较为常见的情况。由于软土地基土地承载问题，再加上随着社会经济发展进步以及施工技术的不断提升，工程规模与数量不断扩展，软土地基土地荷载也越来越大，基坑开挖深度不断增加，对工程结构的稳定性影响也越来越突出。因此，进行深厚软土地区基坑开挖主要工程地质问题与对策的研究，为软土地基基坑开挖施工提供相应的意见支持与参考，具有十分显著的积极作用和意义。下文在分析深厚软土地区基坑开挖主要工程地质问题基础上，结合基坑开挖施工的影响因素，对其防范与解决对策进行分析与研究。

1 深厚软土地区基坑开挖主要工程地质问题分析

一般情况下，深厚软土地区的软土覆盖厚度较深，多在10～20m左右，甚至会达到30m或以上，再加上软土地质本身的黏土矿物含量相对较高，土地结构较为松散、含水量较大等特点，导致其土地结构强度性较低，容易发生压缩变形，存在工程地质性较差等突出特征。结合深厚软土地区基坑开挖施工实际，主要的工程地质问题主要表现为以下几种。

（1）深厚软土地区基坑开挖施工中，容易发生支护结构失效或者是基坑的边坡稳定性受影响等问题。由于软土地基本身的结构稳定性与荷载能力就比较差，因此，在工程施工中受到多种荷载的作用影响，必然会引起软土地基结构的变形或移位等变化，尤其是在动力荷载影响下，其结构变形与损坏影响更加突出，会发生明显的地基沉降或者是悬浮、流动等变化，而在这种变化影响下，必然会造成软土地基基坑开挖施工中，支护措施或者是支护结构发生失效，出现支护结构鼓腰或倾覆等，严重情况下，甚至会对基坑开挖的边坡稳定性造成破坏，产生一系列不良影响。

（2）深厚软土地区基坑开挖施工中还容易因地质变化影响发生渗透变形等问题。由于软土地区本身的地下水位标高较高，土质含水量较大，并且以软土、泥砂土、细砂土等不同土层结构中含水层混合存在最为典型，而在软土地基的基坑开挖施工中，随着施工开展容易形成基坑内外部的水位差变化，从而引起涌水或者是涌砂等情况，引起基坑工程的侧壁发生变形或者坍塌等问题。

（3）深厚软土地区地基开挖施工中，因工程地质影响，还容易发生地面沉降或者是沉陷等变化。深厚软土地区的基坑开挖施工中，由于对地质结构中地下水位的抽排水影响，造成水土流失或者是潜蚀性影响，使工程地质的周围出现不均匀沉降变化，发生地面建筑或者是道路开裂等，对工程结构及性能造成破坏影响，并且在动态荷载变化影响下，对软土地基结构形成触变性影响，还会导致工程地质发生沉降变化，出现较大范围的地面沉陷等问题，造成十分不利的影响。

（4）深厚软土地区基坑开挖施工中，还会因工程地质引起基坑底部出现隆起或者是突涌，对工程施工造成不利影响。由于软土地基的基坑开挖施工中，开挖导致原油的土体应力关系受到破坏，产生基坑底部与侧面荷载卸除，在这种变化影响下，就容易引起基坑侧面的土体向内挤入或者是基坑底部隆起等变化，其中以二元结构的深厚软土地区地基开挖施工中这类情况问题最为常见。这主要是由于二元结构的深厚软土地区，其地质结构分布中，由于上部软土层的透水性较差，形成隔水层，而下部土层中的粉砂土或者是细砂土，其透水性较好，为主要的承压含水层，在基坑开挖施工中，软土层结构受破坏，在土层结构与应力分布下，就会发生基坑底部突涌会侧面向内挤入等情况，对工程施工造成不利影响。

2 深厚软土地区基坑开挖施工影响因素分析

由于软土地基的特殊性，导致软土地基基坑开挖施工中所面临的问题和困难也相对突出。因此，进行软土地区基坑开挖施工影响因素分析，是避免工程地质引起的基坑开挖施工问题发生，确保基坑开挖施工安全与质量的关键。

（1）基坑开挖深度是影响其施工安全的重要因素之一，由于软土地区的土地结构强度低、稳定性差，因此，基坑开挖深度越大，进行基坑支护设计的难度也就越大，引起基坑支护变形的风险也就越大。

（2）对深厚软土地区来讲，软土结构本身的力学性能以及软土土层厚度等，都是影响软土地区基坑开挖施工的因素。软土土层中具有加高的含水量，并且结构较为松散，对外部荷载及作用变化的灵敏性较高，极容易出现触变问题，并且软土厚度越大的情况下，其土地结构变形以及触变影响越突出，对基坑开挖施工造成影响也就更大。

此外，软土地区中出现软土和非软土土层分布的结合形式，也是影响基坑开挖施工的重要因素。一般情况下，软土和黏性土，尤其是硬度较高的黏性土相结合形成的土层，其结构承载与抗变形性能要明显好于软土与粉砂或细砂土形成的土层结构，因此，其在软土地区的分布情况，也将直接影响着软土地区的基坑开挖施工情况。

（3）软土地区基坑开挖施工中，基坑周围的荷载分布以及开挖施工方式，也会对基坑施工及其安全性造成影响。软土地区基坑开挖施工周围建筑分布以及道路车辆荷载等，都会基坑开挖区土地结构荷载性能造成影响，此外，基坑开挖施工中坑内卸载以及坑外边周围的堆载情况，也会引起具有较高荷载变化灵敏性下软土地区土地结构荷载及性能发生变化，而基坑开挖施工中，本身是一个应力释放的过程，基坑开挖施工区周围土地压力作用变化，必然会引起应力释放下，土地结构的变形或者位移等变化发生，在较大作用与变化影响下，则会发生破坏影响。

3 深厚软土地区基坑开挖工程地质问题的解决对策

针对上述对深厚软土地区基坑开挖主要工程地质问题以及基坑开挖施工影响因素的分析，为避免其开挖施工中工程地质问题发生，确保深厚软土地区基坑开挖施工安全性，需要从以下几个方面进行改善与把握控制。

（1）在深厚软土地区基坑开挖施工中，应注意结合工程施工建设的整体情况，根据基坑开挖施工实际，在建立合理的基坑开挖支护体系基础上，确保整个施工安全和顺利，避免施工过程中发生基坑边坡稳定性破坏等问题。通常情况下，在深厚软土地区基坑开挖施工中，对于基坑开挖产生的上部荷载卸除，多会通过底部加固或者是反压作用等技术，来增加基坑开挖过程中支护的稳固性，确保基坑开挖施工安全。

（2）在进行深厚软土地区基坑开挖施工中，还需要根据基坑土层的地质结构分布情况，通过合理的防排水设计，来避免基坑开挖后因土层结构应力变化发生渗透变化或者是坑底突涌等问题。比如，可以开挖施工基坑的外侧进行截水帷幕设置，以进行地下水渗流预防，避免土层结构中水位分布变化引起结构应力变化等。比较常见的软土地基基坑开挖截水帷幕设置形式，像注浆法、高压旋喷桩、双三轴水泥土搅拌桩等各种桩基支护技术，都能够起到截水帷幕效果。此外，针对变形控制要求较为严格的基坑周围建筑支护，还可以通过基坑周围设置回灌井进行回灌方式，避免其发生位移或变形破坏等。

（3）在基坑开挖施工中还可以通过分层、分块或者是分条等开挖设计，结合土体结构的应力变化，对基坑开挖施工中的侧壁与坑底变形破坏等问题进行控制。