软土地基深基坑群阶梯式组合支护技术

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1、软土地基深基坑群阶梯式组合支护技术　　摘要：对于复杂的深基坑群传统的分区一次性围护到位、多层内支撑模式越来越不能满足工期及成本的限额要求，尤其是对高含水率流塑态淤泥层地基，深基坑群支护及开挖难度更加突出。本文在分析流塑态淤泥软基基坑变形规律的基础上，提出采用阶梯式组合支护概念，并对组合支护方法要点及基坑开挖要点进一步阐述。实例证明采用阶梯式组合支护技术在确保变形安全的前提下，能有效缩短工期且降低基坑成本。　　关键词：软土地基；深基坑群；阶梯式组合；支护加固　　　　1软土地基深基坑群阶梯式组合支护技术　　摘要：对

2、于复杂的深基坑群传统的分区一次性围护到位、多层内支撑模式越来越不能满足工期及成本的限额要求，尤其是对高含水率流塑态淤泥层地基，深基坑群支护及开挖难度更加突出。本文在分析流塑态淤泥软基基坑变形规律的基础上，提出采用阶梯式组合支护概念，并对组合支护方法要点及基坑开挖要点进一步阐述。实例证明采用阶梯式组合支护技术在确保变形安全的前提下，能有效缩短工期且降低基坑成本。　　关键词：软土地基；深基坑群；阶梯式组合；支护加固　　　　1前言　　随着国家经济发展战略的调整及区域经济发展的需要，近年来一些大型工业生产线，尤其是冶金

3、行业大型轧钢生产线，受原料进口及产品运输的需求，逐渐往江河入海口、滨海区域搬迁或异地改造。广东沿海区域相对上海地区软土工程性能更差，典型特点是含水率高、呈流塑淤泥态、强度低、渗透小（几乎不透水）、流变性大,一般情况液限WL=40%～90%,天然孔隙比e﹥1.0，压缩系数α1~2﹥0.5m2/mm,不排水抗剪强度小于0.03MPa,天然渗透系数K=10-6～10-8cm/s。对于标高变化多、平面不规则的大型复杂深基坑群支护而言面临新的难题，其中比较突出的问题是无法降水开挖，常见的依次分区支护、多层内支撑的支护模式

4、很难满足建设工期及基坑成本的限额要求。笔者结合在上海、广东沿海地区施工大型复杂深基坑的经验，提出了软基深基坑群阶梯式组合支护方法，在满足基坑稳定变形控制要求的前提下，提高基坑开挖效率，最大限度地节省工期，降低工程成本。本文对阶梯式组合支护方法及要点作简要阐述。　　2阶梯式组合支护设计依据及方法　　2.1软基基坑变形特点　　基坑变形包括围护结构变形、基底隆起变形、基坑外围地层的变形【1】，考虑对工程桩的影响，还包括开挖期间基坑内待挖土层的蠕动变形。基坑支护体系的设计及开挖方案设计主要以控制这四种变形为目的，控制最

5、终基坑周围地层变形是关键目标。基坑开挖卸载，打破围护墙内外原土压力的平衡，开挖过程伴随土压力差持续拉大发展，从而引起基底隆起变形及围护结构位移变形，进而引起基坑周围地层的沉陷及位移变形。基坑土方开挖是一切变形的根源，基底隆起和支护结构的变形是基坑周围地层变形的直接原因。对于高含水率、高流变性软土地基而言，这种前因性的变形速率、变形量及变形范围往往成几何级数地增加。　　深基坑的变形规律及变形估算工程界作过大量的分析、研究及经验总结，刘国彬教授等在《基坑工程手册》（第二版）中对软土地基基坑变形有系统的分析及结论。经

6、笔者实例统计发现，对于滨海地区高含水率流塑淤泥态软土，因流变性大，比较一般性软土具有更不利的特点：一是在基底隆起变形方面，基底面隆起弹性变形微弱主要以塑性变形为主，同时在围护墙趾一定范围有绕流挤入式隆起，隆起量与围护墙体入土深度相关，入土越深隆起量越小，反之越大，基底隆起量统计表明沿围护墙体内侧墙趾附件隆起量最大，基坑几何中心区域次之，余下部位相对较小；二是变形发展速率相对更快，变形范围更广，基坑过程中分层开挖围护墙体外周土体主动土压力很快达到峰值，地层对围护墙侧压力持续累加直至最终相对稳定，外围地层沉陷变形影

7、响范围往往超过5倍的开挖深度；三是外围的超载变化及振动对变形影响明显且基本都是塑性变形。　　2.2考虑时空效应的基坑挖土　　任何深基坑的支撑安装与开挖总是渐进式的，尤其是多层内支撑支护基坑，做到严格意义上的先支撑完再开挖，施工相当困难。大量研究与实践表明，每步开挖所暴露的未支撑前的空间尺寸与暴露时间对基坑变形有重要影响，充分利用土体自身，通过有意识调整开挖顺序、设定分段分块开挖空间和待挖区位置等方法，可以有效控制软土基坑变形发展，尤其是对于施工周期相对较长的复杂深基坑群。根据时空效应规律，基坑地层土质越软弱，其

8、步进式挖土空间尺寸要求越小，暴露时间要求越短。对于深厚流塑淤泥层地基基坑，较经济的应对措施是对基坑土进行适当加固改良，以保证每步开挖空间尺度和时间尺度满足基础结构施工要求。　　由上述可以得出简单结论，软基深基坑控制变形的关键在于三点：1）控制支护结构稳定及变形；2）控制坑底土体稳定及变形；3）任何时候都尽最大可能减少基坑暴露尺寸及时间。　　2.3阶梯式组合支护方法　　软土地基复杂深基坑