深厚軟土深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的實(shí)測與分析

1、深厚軟土深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的實(shí)測與分析摘要：為探討深厚軟土地區(qū)深基坑開挖基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形及周邊土體的位移特 性。以龍海某深厚軟土深基坑支護(hù)工程為例，通過有效的監(jiān)測手段，確保了施工 過程中深基坑及周邊環(huán)境安全可控，并對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為類似的深基坑開 挖及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了參考。關(guān)鍵詞：深厚軟土；深基坑；支護(hù)結(jié)構(gòu)；變形；實(shí)測與分析引言隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)沿海地區(qū)地下空間的開發(fā)利用越來越多。濱海地區(qū)主要 以深厚軟土為主，總體屬欠固結(jié)土，強(qiáng)度低、靈敏度大，基坑施工過程中易產(chǎn)生 排水固結(jié)，導(dǎo)致周邊環(huán)境的破壞。為確保基坑的安全，應(yīng)對(duì)基坑的進(jìn)行監(jiān)測，分 析監(jiān)測數(shù)據(jù)，基坑出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)做出相應(yīng)的應(yīng)急措施。1

2、深厚軟土深基坑支護(hù)簡述在20世紀(jì)80年代開始，深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)開始逐漸地被使用，由于預(yù)應(yīng) 力錨桿使得支護(hù)樁的變形情況得到了良好的改善，能夠有效地控制位移現(xiàn)象的出 現(xiàn)，但是在預(yù)應(yīng)力的作用之下會(huì)使深基坑的結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜繁瑣。在開挖的過程 中，會(huì)受到被動(dòng)土壓力的影響，使強(qiáng)度增加25%的作用。深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形 和受力會(huì)受到很多的因素影響，比如水分、地質(zhì)條件、自然環(huán)境等等，所以在進(jìn) 行深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候要將這些因素都考慮到，確保深基坑不會(huì)出現(xiàn)受力 和變形的情況，這樣才能夠使深基坑工程的質(zhì)量得到有效的保證。樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu) 是由支護(hù)樁和錨桿錨固兩部分共同組成的，其中的主要的構(gòu)件包括支護(hù)樁、錨桿 等

3、等，施工中，主要是在深基坑開挖前，需在深基坑周邊插入支護(hù)樁，開挖到一 定程度的時(shí)候?qū)㈠^桿打入到巖體中，然后對(duì)其進(jìn)行固定，使基坑能夠更加的穩(wěn)定 1。2深厚軟土深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及原理2.1深厚軟土深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)深基坑裝錨支護(hù)是一種十分良好的支護(hù)形式，能夠通過護(hù)坡排樁與多錨和單 錨之間形成一個(gè)良好的配合方式，使樁錨支護(hù)有著十分優(yōu)越的特點(diǎn)，這是其他支 護(hù)方式?jīng)]有辦法相比較的。樁錨的穩(wěn)定性十分良好，通過支護(hù)樁深入到土層當(dāng)中 再加上錨桿錨固段和土層之間形成的摩擦力，從而減小了支護(hù)排樁的內(nèi)力和位移， 使深基坑的變形能夠得到控制，在復(fù)雜的施工環(huán)境中，為深基坑工程提供一個(gè)良 好的、可靠的、安全的工作環(huán)

4、境2。但是由于樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)相對(duì)比較堅(jiān) 硬的粘性土、砂土等地方，在保證基坑的穩(wěn)定時(shí)，錨桿錨固力相對(duì)也會(huì)較大一些。2.2深厚軟土深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的原理在深基坑施工的過程中，如果深度開挖得較深，會(huì)使基坑周圍很容易塌陷， 為了保證基坑的穩(wěn)定性，就要使用支護(hù)技術(shù)來應(yīng)對(duì)。在樁錨支護(hù)的方式中，使其 能夠產(chǎn)生巨大的支撐力。通過錨桿進(jìn)行支撐，從而給支護(hù)提供錨拉力。錨固段和 土層錨固兩者結(jié)合形成的摩擦能夠?qū)⒑奢d分散到周邊的土地，使深基坑能夠穩(wěn)定， 不會(huì)形成塌陷事故3。3監(jiān)測內(nèi)容本文以龍海某深厚軟土深基坑支護(hù)工程為案例，設(shè)一層地下室，基坑開挖深 度約6.8m，場地軟土厚度約為基坑開挖深度的3倍，軟土層平均厚度

5、為17.89m， 采用排樁+錨索結(jié)合被動(dòng)區(qū)加固的支護(hù)形式。將監(jiān)測元件以及輔助材料正確的布 設(shè)，進(jìn)行坑頂水平位移和豎向位移、深層水平位移、錨索拉力、地下水位、周邊地表豎向位移等監(jiān)測，獲取基坑開挖過程的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。4監(jiān)測布設(shè)方法4.1深層水平位移深層水平位移鉆機(jī)打孔埋設(shè)測斜管于土層中，進(jìn)入軟土層下穩(wěn)定土層不少于 2m，埋置足夠深時(shí)，管底可認(rèn)為是不動(dòng)的。軟土深厚，鉆桿拔出來后孔內(nèi)容易縮 頸，測斜管無法順利插至孔底。應(yīng)采用全套管護(hù)壁，在測斜管插至孔底后再拔除 套管。埋設(shè)測斜管，應(yīng)注意導(dǎo)輪方向，上下左右導(dǎo)輪應(yīng)與基坑開挖邊線垂直或平 行。測斜管與孔壁土體不貼合時(shí)，應(yīng)灌砂填補(bǔ)間隙。采用測斜

6、儀進(jìn)行觀測，測斜 管內(nèi)自下而上進(jìn)行觀測，測斜管兩端的相對(duì)水平位移差可表示為：，繪制出各層 土體的水平位移曲線4。4.2水平位移和豎向位移周邊地表豎向位移觀測點(diǎn)布設(shè)于坡頂?shù)乇?，每隔基坑深度?/2布設(shè)，各觀 測點(diǎn)連線與開挖線垂直。埋設(shè)時(shí)應(yīng)將基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)于基坑開挖深度3倍的影響范圍 以外的固定區(qū)域。因基坑面積較大，可布設(shè)多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。豎向位移采用精密水準(zhǔn) 儀進(jìn)行觀測，基準(zhǔn)點(diǎn)與各測點(diǎn)的沉降量差，計(jì)算各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的沉降量，豎向位移 可表示為：Si=Hi-Ho。水平位移采用全站儀進(jìn)行觀測，可與深部水平位移互補(bǔ)， 相互驗(yàn)證。4.3錨索拉力錨索拉力監(jiān)測采用錨索應(yīng)力計(jì)，應(yīng)力計(jì)埋設(shè)前，應(yīng)測試其工作性能。應(yīng)力計(jì) 在錨索

7、張拉鎖定前安裝于錨索錨頭位置，應(yīng)注意保護(hù)導(dǎo)線。采用頻率計(jì)進(jìn)行監(jiān)測。4.4地下水位水位觀測孔采用鉆孔埋設(shè)，鉆孔深度進(jìn)入坑底約6m。觀測管采用PVC管， 管身鉆進(jìn)水孔，外包兩層無紡布，管身與孔壁的間隙回填小碎石，埋設(shè)好后，應(yīng) 立即進(jìn)行洗孔。采用水位觀測計(jì)進(jìn)行觀測。5數(shù)據(jù)分析錨索布設(shè)角度較大，錨索錨固體設(shè)置于軟土層較深處，工程特性相對(duì)淺層軟 土較好，本工程錨固體錨索拉力較小，剛開始時(shí)等于施加的預(yù)應(yīng)力，雖然土體的 蠕變，隨著基坑開挖過程錨索拉力會(huì)變小，但變化幅度不大。地下水位由于處于 軟土層中，弱透水層，水位基本不變。場地地層分布較均勻，各測斜管監(jiān)測數(shù)據(jù) 變化規(guī)律基本一致，以C9號(hào)深層水平位移時(shí)程曲線

8、進(jìn)行分析，C9深層水平位移 時(shí)程曲線圖2所示。在錨索鎖定時(shí)，錨索施加預(yù)應(yīng)力，冠梁受到往坑外的水平力， 支護(hù)結(jié)構(gòu)往基坑外變形。在錨索鎖定后開挖1m，土壓力的增加，支護(hù)結(jié)構(gòu)往基 坑內(nèi)變形5。在錨索鎖定后基坑開挖1m時(shí)，該區(qū)域出土方有一段時(shí)間處于停止 狀態(tài)，錨索輕微蠕變，支護(hù)結(jié)構(gòu)往基坑內(nèi)變形。在基坑開挖至坑深一半，支護(hù)結(jié) 構(gòu)往基坑內(nèi)產(chǎn)生較大變形，此時(shí)坑頂變形最大，各土層變形沿深度趨于直線。在 基坑開挖至坑底時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)往基坑內(nèi)產(chǎn)生較大的變形，坑頂有錨索約束，變形 到一定程度后不再發(fā)生較大的變化，冠梁以下、坑底以上因挖空無約束，變形持 續(xù)增大。冠梁處和坑底以下位移量均較小，基坑中間至坑底位移量較大，各

9、土層 深度變形趨于大肚子曲線。土體水平累計(jì)位移最大值為41.70mm，發(fā)生在測斜孔 6.0m 處。深層水平位移冠梁處和坑頂水平位移所測得的監(jiān)測數(shù)據(jù)基本一致，也互相驗(yàn) 證了監(jiān)測過程的可靠性。基坑坑頂周邊地表的豎向位移觀測時(shí)程曲線圖2所示。在錨索鎖定時(shí)，由于錨索施加預(yù)應(yīng)力，冠梁向坑外變形，坑外土體微微向上 拱起。在錨索鎖定后開挖土方，土壓力的增加，支護(hù)結(jié)構(gòu)往基坑內(nèi)變形，土體下 沉增大。在基坑開挖至坑底時(shí)，冠梁處有錨索約束，變形到一定程度后不再發(fā)生 較大的變化，下沉量減小，冠梁以下、坑底以上土體開挖無約束，持續(xù)增大，約 一倍基坑深度處下沉最大。垂直于基坑邊線的坡頂豎向位移近似拋物線形狀。結(jié)束語軟土層

10、深厚的基坑，錨索施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)往基坑外變形，隨著基坑 的開挖，支護(hù)結(jié)構(gòu)往坑內(nèi)變形，當(dāng)基坑開挖深度較大時(shí)，坑頂由于錨索的約束， 坑頂變形量受到約束，基坑開挖深度范圍的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形持續(xù)發(fā)展，深層水平位 移時(shí)程曲線呈大肚子曲線形狀，基坑坑頂豎向位移呈拋物線形，一倍基坑深度處 下沉量最大。錨索拉力較小，變化幅度不大。地下水位處于軟土層中，屬弱透水 層，水位基本不變。參考文獻(xiàn)江杰，肖萌，劉智勇，等.復(fù)雜環(huán)境下多種支護(hù)結(jié)構(gòu)并存的深基坑監(jiān)測分析 J.廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（1）： 269-278.鐘連祥，陳飛，熊如宗，等.深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)變形分析和數(shù)值模擬J. 江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（1）