控制深基坑变形的坑内加固技术研究

刘 洋

中建三局集团有限公司(沪)

控制深基坑变形的坑内加固技术研究

刘 洋

中建三局集团有限公司(沪)

在本文中，深基坑工程实践、控制深基坑的时空效应、基坑加固技术、基坑开挖变形及设计参数，设计原理工艺类型、施工参数的选择原则进行了分析和总结，在此基础上结合工程实践，在基坑加固技术的时空效应方法是解决深基坑的城市环境岩土工程问题的变形控制的有效方法。

深基坑；坑加固；时间和空间效应；变形控制

过去十年来，随着城市建设的快速发展，城市更新改造建设中遇到的大量的深基坑，基坑周围各种地下管线和邻近建筑物、商业中心、交通道路、地铁、高架设施，深基坑施工场地狭小，施工周期短、土方大开挖，施工条件复杂困难；特别是在软土地区饱和软土，由于其孔隙比大、压缩性大、抗剪强度低、灵敏度高、软塑或流塑性等特点。因此，安全稳定至关重要，必须采取有效措施控制软土深基坑开挖过程中引起的的沉降变形在基坑土体开挖卸荷在允许范围内，避免由于过度变形导致周边设施，沉降裂缝和损伤。软土地区深基坑的变形控制已成为一个非常迫切和重要的课题，需要在理论和实践上进行深入的研究。对这一课题的认识和深入研究是工程分析和环境问题的基础，也是城市环境岩土工程研究的一个重要方面。

1 深基坑钢筋控制变形的设计原则

对于紧邻城市中心区、地铁、高架周边设施的深基坑防护施工，我们需要采取措施来控制深基坑变形。变形是基坑开挖卸荷的必然结果，但我们可以采取措施控制基坑变形的大小，从而满足了对周边设施的保护要求。软土深基坑卸载变形是影响工程地质、设计和施工的一个重要因素。基坑卸荷变形虽然是固有且不可避免的，但我们可以采用变形控制技术来控制和减少其变形。基坑变形控制技术包括变形控制设计和变形控制的一系列技术施工。影响深基坑变形的主要因素如下：地基的工程地质和水文地质条件；深度、尺寸和基坑几何形状；围护结构刚度和深度、支护结构的密封性能；基坑加固形式和过程；垂直式支撑系统，支撑布置间距和系统的刚度；钢支撑，如钢支架预压和使用复杂的负载控制；开挖步骤，每一步开挖体积和相对时间和支持曝光时间控制和时间控制；基坑垫层和底板浇筑；开挖和反常量施工方案、基坑开挖和支撑条件建设置换；过载时，基坑开挖及降水气候等的影响。对这些因素的分析，由于围护结构的刚度(厚度)的施工工艺、设备的限制和穿透深度(D/ H＞1.5)减少变形的效果较小且不经济；如果增加太多的支撑，会导致支撑竖向间距太小(H＜3M)影响挖掘作业。因此，除了减少周边配套有限的布局调整的变形控制，结合基坑加固技术开挖的时空效应法是一种有效且必要控制深基坑变形的措施。

2 基坑加固的过程和形式

基坑加固技术是基坑支护中的一些技术的基础加固技术。在软土地基加固处理过程中，主要有两种类型的降水固结和双液注浆、深层搅拌和高压喷射注浆。

2.1 降水加固

从国内外降水的发展来看，最初是为了施工方便，后来发展到巩固基础，提高承载能力，土的强度降低导致土体隆起，基坑变形控制。

2.2 注浆加固

注浆法加固地基的长期存在，传统的单液注浆技术应用广泛，但在许多情况下，由于不同土壤和土壤的不确定性，加固效果往往是由人来控制的，特别是在层状土壤沉积在基础层，在细粒土中，喷射剂流通常沿水平方向，注入剂难以渗透到颗粒的孔隙中。因此，在基坑的注浆加固中，通常需要采用双液注浆技术，以控制注浆加固的质量，提高钢筋的均匀性。由于大量注浆加固土层和对离散性较大土层加固产生的扰动较大，因此注浆技术在基坑工程中的应用主要是堵漏，注浆渗透变形缝使用改正变形挤压的方法。近年来，上海灌浆技术是一种新的发展，在原有基础上的注浆技术，结合环境保护的要求，在上海新城开发区以外的基坑主动跟踪补偿注浆，进行注浆压力控制和指导。

2.3 深层搅拌水泥土加固

深层搅拌法是最适合加固饱和软粘土的方法。采用深层搅拌法加固软土、泥炭土、粉土、粉土、淤泥质土，这是常用的加固淤泥、淤泥质及地基承载力标准值小于120kpa软黏土的方法。从深层搅拌法加固技术的应用和发展，无论是日本、北欧国家还是我国，深层搅拌加固的基本原理都是相同的，但是也存在技术和机械设备的差异，这是中国的深层搅拌法来提高在未来所需要的技术。

2.4 高压喷射注浆

近年来，由于高压喷射注浆与固体的异质性、完整性、防水性好、高强度建设、布局灵活，各种桩基础和地下连续墙具有良好的附着力和施工设备简易、加固深度可达40米等特点，深基坑工程在上海广泛应用于深基坑变形、承压水的闭环控制和超深水护底稳定结构。实践证明是有效和成功的。在上世纪90年代，日本需要在高喷灌浆工程中直径更大、更均匀的加固注浆桩和强度更大的钢筋，因此有了“ETX”法、喷射法和深层喷射搅拌法的方法；特殊项目减少喷射注浆对周边设施影响的方法。高压喷射注浆技术的完善和发展是高压喷射灌浆技术发展的一个重要方面，而且由于高压喷射注浆加固施工灵活，易于保证质量，应用范围广，所以高压旋喷注浆技术是解决城市复杂地下工程的有效手段和措施，同时也代表了地基加固技术的未来发展方向。

3 结论

结合时间和空间效应法在基坑加固中的合理应用，基坑开挖过程中基坑的变形可以减少30%～50%，工程实践也证明了这一点。基坑的应用加固技术，可以解决在软土深基坑的一些困难和复杂的变形稳定性问题，控制基坑变形保护周边环境和设施，从而为社会带来一定的经济效益和社会效益。根据基坑变形控制设计方法和施工开挖的时间效应，结合基坑加固技术的应用，动态设计和信息化施工，实现根据需要控制变形阶段的变形问题可以解决上海饱和软土深基坑工程。

[1] 刘建航，侯学渊等.基坑工程时空效应理论与实践.上海市科 委课题报告.上海地铁总公司、同济大学，1997.12.