杂填土工程特性及基坑边坡稳固性概述

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1、杂填土工程特性及基坑边坡稳固性概述1绪论1.1引言基坑坑壁通常为垂直或者带有一定坡度的支护结构，支护结构通常是指在基坑侧壁具有一定埋置深度的桩、板、墙等支护结构。深基坑工程是指在基坑开挖过程中，为了防止基坑坑壁将塌、保证主体建筑地下结构安全、保持基坑周边环境稳定性和保障施工人员安全所采取的一系列工程措施的总称，其中包括勘察设计、基坑方案设计、支护结构施工、基坑降水、土方幵挖与回填以及基坑监测等。随着我国城市化建设的不断推进，越来越多的农村及城镇人口不断涌向大中型城市，使得各大中型城市的城市人口趋近饱和状态。面对目前我国人口众多，可耕地资源有

2、限以及城市用地紧张等基本国情，建设高层、超高层建筑和利用地下空间己经成为现代化城市发展的必然选择。然而，无论是建设高层、超高层建筑、建造大型市政设施，还是幵发利用地下空间，其建筑都必须以一定的地下空间作为依托。在很大程度上，充分发挥城市空间的效率是以开发利用地下空间作为基础，而充分幵发利用地下空间需要充分发展深基坑工程作为其前提条件。深基坑工程是建立在土力学、工程地质学、基础工程学、结构力学和施工组织设计等学科的基础上。然而，深基坑工程作为临时性支护结构，其本身具有很多不确定因素（如岩土体力学参数的离散性、工程地质条件和水文地质条件的复杂性

3、、计算分析方法的确定以及施工条件等），而且深基坑工程存在基坑周围环境多样性（如邻近建筑物基础埋深及类型、地下管线位置以及邻近道路重要性等）。此外，成熟工程技术所采用的基坑设计理论值与工程实际值相差较大，这些因素无疑为深基坑工程的设计增加了一定的风险性。1.2深基坑工程研究现状深基坑工程作为一门历史悠久而又具有时代特征的学科，一直是工程领域中所研究的热点课题。基坑的历史可以追溯到远古时代的放坡幵挖和城墙修筑，然而深基坑工程真正意义上的迅速发展是在二十世纪初，随着钢筋混凝土的广泛应用，建筑物的高度不断增加，建筑物基础的埋置深度不断加深，促进了深

4、基坑工程的科学研宄和技术发展。1948年Terzaghi和Peck提出土体边坡稳定性评价方法和土体总应力计算法，并成为基坑分析的最初理论依据，后续学者在此基础上进行修改和完善，使其成为至今仍然广泛应用的土力学经典理论1956年BjerrumL.和Eide0.通过对基坑实测数据研宄分析，提出基坑坑底隆起破坏的分析方法。1969年Peck通过对工程实测数据研宄分析，提出有关土体工程特性和开挖深度与地表沉降量之问估算方法，并得出地表沉降量与基坑距离的关系曲线【12】。1970年Duncan和Chang通过建立土体非线性弹性有限元模型模拟边坡开挖效

5、应，首次采用有限元法对边坡开挖进行模拟【13】。1981年Mana和Clough通过建立有限元模型分析基坑变形，并结合实测数据得出支护结构变形和地表沉降与基坑隆起安全系数之间的经验公式。2工程背景2.1工程概况随着我国社会经济的迅速发展，城市建筑的密集程度不断增加，建筑用地的需求量急剧增长，许多城市不得不在覆盖有软弱杂填土场地进行建设施工。由于杂填土层中含有人类长期生活、生产等活动所产生的建筑垃圾，工业废料以及生活垃圾等杂物，杂填土通常具有土体成分复杂、结构松散、均匀性差、整体性差以及抗剪强度低等工程特性。在深基坑工程中，杂填土一般不能直接

6、作为基坑坑壁，软弱杂填土层在一定程度上增加了基坑设计施工的难度，必须对杂填土釆取一定的支护形式才能确保基坑稳定性。目前，对于覆盖有杂填土层的深基坑工程进行科学合理设计和信息化施工，已经成为岩土工程领域要解决重点和难点研究课题，受到专家学者的广泛关注和重视。由于杂填土存在较大离散性与较多不确定因素，通常基坑支护设计人员未充分对杂填土进行试验分析和研究，使得基坑支护设计中的参数无法真实反映杂填土工程特性。在基坑工程的实际设计中，工程师经常根据工程经验对杂填土工程特性进行评价和判断并将其作为设计施工的依据。在这种情况下，设计施工人员一方面有时出于

7、安全性考虑，使得基坑设计施工过于保守，造成了经济上不必要的浪费；另一方面有时出于基坑属于临时性工程考虑，片面追求经济效益，导致基坑设计标准降低，最终导致工程事故的发生和经济损失。因此，土工试验参数是深基坑工程分析研宄的基础。本文通过对场地内杂填土进行土工特性试验研究，试验参数为基坑工程的整体设计施工提供参考依据，保证基坑安全性与经济效益之间的平衡。2.2场地工程地质条件场地位于海口市南沙路东侧，场地南部有一池塘，勘察后期池塘内的水被抽干，地面标高13.88-15.93m，相对高差2.05m，场地经平整较为平坦。场地地貌为海成一级阶地。根据区

8、域地质资料，东西向分布的光村-铺前大断裂位于场地南侧约4km，该条断裂和近南北向的东寨港-清澜断裂交汇于琼山市塔市，正是由此引发了1605年的琼州大地震。本场地未发现有浅埋断裂。