浙江华展工程研究设计院有限公司 浙江宁波 315012
摘要：软土地区深大基坑存在明显的时空效应，其变形控制难度较大，施工过程中要对开挖顺序、基坑暴露时间进行严格控制，可通过限载、卸载、加固支撑梁等措施来保证基坑变形不超过阈值，施工过程中要加强监测。
关键词：软土地区；深基坑；变形；控制措施
软土地区实施深基坑土方开挖时，其围护结构会在外侧水土压力的作用下，向基坑内出现水平位移的状况；当基坑围护结构的水平位移偏大时，就有可能导致支护体系整体失稳，严重时还会发生坍塌事故。
一、软土地区深大基坑变形的危害
深基坑工程的特点在于临时性（仅用于临时结构，完成地下工程的施工后其作用消失）、区域性（不同地基、水文地质条件等都会对深基坑工程的施工造成影响）、综合性（涉及土力学的渗流、变形以及强度，其施工受到多种因素的影响）、时空效应（深基坑的平面形状及深度会影响深基坑的变形与稳定性）、对周围环境造成影响大（开挖深基坑可引起应力场及地下水位变化，引起临近构筑物、建筑物及市政地下管网受到影响）、对质量要求高（深基坑的质量关系到地下结构以及地上结构的工程质量）、风险较大（深基坑工程技术复杂，涉及范围广，出现事故造成社会影响及经济损失严重）等。
二、变形控制措施
1.加强支护结构
基坑开挖会对周围环境造成影响，为了控制基坑开挖带来的不利影响，可以适当加强支护结构。
支护桩选型时重点保护区域应选用非挤土桩，比较常用的是地下连续墙及钻孔灌注桩，如果保护等级不高，可以选用造价相对经济的钻孔灌注桩，如果保护等级较高且开挖深度较深时，则采用整体性更好的地下连续墙。同时设计应以变形控制为标准适当加大支护桩桩径及桩长。
对于保护要求较高的区域，根据开挖深度选用单道或多道内支撑的形式，以变形控制为标准适当加大支撑的截面
2.钢支撑轴力伺服系统
近两年在基坑变形控制中钢支撑轴力伺服系统得到了越来越广泛的应用。钢支撑轴力伺服系统通过自动控制钢支撑轴力以控制基坑的侧向变形，达到控制基坑周边环境变形的目的。系统根据设计设定的基坑变形控制值和钢支撑轴力设计值，结合不同开挖工况设定分步的基坑变形控制值和轴力值。由于基坑变形与支撑轴力大小及其变化形式与地层特性、施工工况、支撑位置、开挖支撑速度等地质与施工因素密切相关，因此需采取动态控制基坑变形和支撑轴力值的方法。
动态控制基坑变形和轴力值的方法是采用变形与轴力双控标准，根据不同工况设定相应的控制值目标。在每一分步开挖工况中，如果基坑侧向变形能够满足分步工况控制目标，就以初始设定轴力值作为该道支撑伺服系统的轴力控制目标值；否则，根据变形大小动态调整轴力，直到变形满足控制要求为止。
3.设置隔水帷幕
工程实例常见由于没有封闭隔水帷幕引起基坑开挖过程中出现流砂、漏水的情况从而造成支护结构失效的情况，止水隔渗的关键在于施工工艺与施工质量。从可靠性与经济性等角度出发，当前还是双轴深层搅拌桩应用较多，其搅拌桩的桩径700mm，控制前后排及临桩的搭接长度为200mm。
止水搅拌桩要求具有良好的隔渗的效果，其与地基加固存在较大差异，所以施工时要注意控制：①前后排及临桩的搭接长度，这就要求严格控制垂直度的偏差，保证准确测放轴线，施工过程中加强校核；②控制隔水目的层的搅拌以及提升速率；③当遇到地下障碍时需要及时进行清除，当不能清除时要对桩位进行调整，可采用注浆补强的方法以免引起渗漏；④尽可能减少冷接头，控制桩与桩的搭接时间在12小时以内。
目前两层及以上地下室越来越多，止水帷幕的处理深度需要达到12m以上，而常规的双轴搅拌工艺无法保证深层的施工质量。此时，可以采用功率更大的三轴搅拌桩，并且可以选用套接一孔法的工艺加强止水效果。
4、坑内被动区土体加固
在深厚软土场地进行深基坑开挖时，由于基坑坑底以下被动区土体为软弱土层（如淤泥、淤泥质土层），软土所具有的低强度和高压缩性，使得被动区土体提供的抗力不足，引起支护结构产生较大的侧向变形。为了有效控制深基坑变形，常对被动区土体进行加固。在对被动区土体进行加固后，可以较大程度地改良被动区土体，从而使被动区土体抵抗围护结构侧向变形的能力显著提高，并最终达到控制基坑变形的目的。大量研究和工程实践证明，被动区土体加固，对于减少支护结构的水平位移及控制周边地面及建筑沉降，效果十分显著。
5.分区分段开挖
深大软土地区基坑开挖时存在非常明显的时空效应，基坑开挖过程中周边构（建）筑物出现的变形明显，要想控制基坑变形的难度较大，要对基坑的暴露时间以及开挖步序进行严格控制，及时施工支撑及底板从而尽量减小时空效应。
分区开挖可以根据结构后浇带的位置将基坑分成若干区块施工，当某块土体开挖时保留相邻区块的土体，待该区块的底板施工完成后，再开挖施工下一区块。为了施工现场更好的落实分区施工的要求，可以在分区交界面设置水泥搅拌桩或高压旋喷桩等措施。
基坑周边底板分段开挖，分段长度一般控制在15m左右，每段土方挖至底板底标高后，及时铺设底板砼垫层；待该段底板砼垫层施工完成后，再开挖下一段土体。
目前宁波地铁保护区范围内的基坑均采用“化整为零、分区实施”的原则，将大基坑划分为若干个小基坑，跳仓开挖，分区实施。
6.卸载、限载
对深层出现较大位移，位移速率不断增加的区域，要采用坑外卸土的方式来进行卸载，结合实际经过计算来确定卸载的深度、宽度以及长度，控制与围护桩的平面距离，通过卸载的方法来控制主动土压力。同时限制该区域的荷载，禁止堆载。
7.加固支撑梁
当支撑梁出现开裂时要与裂缝的开展情况相结合分类处置，当支撑裂缝超过1mm时，通过外包钢板的方法来加固支撑梁；当支撑的裂缝不超过1mm时，此时可以使用碳纤维布加固支撑梁。
8.加强监测
基坑施工的过程中，当发现变形值超过阈值时要立即停止土方的开挖，分析变形值超过预警的原因，采取措施控制变形值之后才能继续施工。就基坑的监测控制上，第一，要针对保护对象进行监测，保证监测数量足够，这样才能保证获得全面的信息，从而信息并掌握变形的规律，除此之外还要加强现场巡视。第二，沉降观测范围应是开挖深度的3-5倍，同时充分考虑开挖引起的时空效应，于阳角、基坑长边中部、预测最大沉降部位设置监测点。第三，于开挖范围影响外设置基准点，基准点的数量至少两个，保证基准点完好。
结束语
变形控制技术可以显著优化深基坑的安全保护效果，有效地预防和控制基坑变形以及可能造成的周围建筑物的位移变形，保障基坑整体安全，具有显著的社会效益和经济效益，值得推广应用。
参考文献：
[1]耿晔宽，高芬芬，周成君.深厚软土地区基坑大变形0机理与控制对策研究[J].岩土工程技术，2018，32（6）：313-316.