广东海业岩土工程有限公司 广东惠州 516003
摘要：本文采用理正深基坑设计软件7.0分析具体工程实例，考虑了基坑土体加固和不加固两种情况，对比分析了两种情况下基坑变形的大小。结果表明：在其他条件相同情况下，只要基坑土体加固有效范围满足相关要求，就能有效避免坑内软弱土体的破坏，提高土体的侧向抗力，减少土体压缩和支护结构的位移，以保证工程结构或周边建筑物不致发生超过允许值的沉降或位移。
关键词：土体加固；基坑；变形
一、前言
基坑开挖时围护结构的受力及变形情况与其插入深度、土的力学性能、地下水状况、施工工况、开挖方式及周围环境等因素有关。随着坑内土的不断挖深，土的受力状况发生变化，作为挡土结构两侧的水、土压力处于动态变化中，挡土墙后的土体随墙体的变化向基坑方向移动，此外，在开挖时由于采用内降水，使坑外水位发生变化，也会使土体产生位移，影响周围构筑物的安全。
由于软土的渗透系数较小，固结速率慢，如果施工速率过快，可造成局部较大的塑性开展区，使基坑围护变形急剧增加或建筑物产生严重的不均匀下沉[1]。在基坑工程中可考虑加固的软弱土体主要包括淤泥质土、素填土、冲填土、松散的砂及含承压水土层等。
基坑土体加固一般是指采用搅拌桩、高压旋喷桩、注浆、降水或其它方法对软弱地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，以提高地基土的力学性能[1]。
二、工程概况
惠州市水口万丽苑商住楼工程位于惠州市水口镇三环东路及龙湖大道交汇处西北附近，场地南侧与三环东路相邻，西北侧为光辉家具，其余周边多为民用建筑物，距离场地较近，拟建21层商住楼2栋，高度分别为65.7m，工程重要性等级为二级，框剪结构；1层商铺3栋，工程重要性等级为三级，框架结构，设2层地下室，基坑开挖深度约9.00m。
地勘报告资料表明[2]：根据钻探揭露、现场工程地质调查、原位测试、室内测试成果，地基岩土层自上而下由第四系人工填土层（Q4ml）、第四系冲积层（Q4al）、第四系残积层（Q4el）和侏罗系（J）基岩组成，按其成因、岩土类型及工程特征分述如下（前面数字为层序号）。
（1）人工填土层（Q4ml）
①素填土：灰黄、灰色，稍湿，组织结构疏松，由粘性土混少量砂粒新近堆填而成，局部夹少量碎块，顶部约有10cm的混凝土块，整体密实度差；该层场地表层普遍分布，层厚1.10~4.00m，层顶埋深0.00m，层顶标高14.66~15.30m。
(2) 第四系冲积层（Q4al）
②1粘土：青灰色，可塑、局部软塑，干强度、韧性中等，成分以粘粒为主，含少量砂粒。层厚 3.40~19.10m，层顶埋深1.10~16.00m，层顶标高-0.84~14.10m。
该层取土样22件，进行标准贯入试验35次：修正击数5.4~8.3击，平均6.70击。
②2淤泥质土：深灰色、黑色，流-软塑，干强度、韧性中等，成分以粘粒为主，富含有机质。除ZK4、ZK6钻孔外其余钻孔均揭露此层（详见地层统计表 附表2），层厚 1.50~8.10m，层顶埋深5.60~11.80m，层顶标高3.44~9.15m。
该层取土样9件，进行标准贯入试验14次：修正击数1.2~2.3击，平均1.8击。
②3中砂：灰白色，饱和，中密，成分以石英颗粒为主，含少量粘粒。该层局部分布，整个场地均揭露此层（详见地层统计表 附表2），层厚 0.90~4.60m，层顶埋深17.20~20.80m，层顶标高-6.14~-2.17m。
该层进行标准贯入试验12次：修正击数11.2~12.6击，平均11.8击。
（3）第四系残积层（Q4el）
③层粉质粘土（粘土）：褐黄色、红褐色，硬塑，干强度、韧性中等，为砂岩风化残积物，遇水易软化、崩解。层厚 0.40~4.30m，层顶埋深10.70~20.80m，层顶标高-7.96~4.19m。
该层取土样8件，进行标准贯入试验6次：修正击数8.4~10.5击，平均9.9击。
（4）侏罗系基岩（J）
拟建场地区域内岩性为泥质粉砂岩，中厚层构造，泥质胶结，属于软质岩，场地各个钻孔均有揭露。按其风化程度不同。可分为强风化及中风化带，现分别描述如下岩性：
④2强风化泥质粉砂岩：红褐色，岩石风化强烈，原岩结构大部分破坏，节理裂隙发育，岩芯破碎呈碎块状，碎块夹土状，局部风化不均匀，局部夹有中风化岩块，钻进较困难，为极软岩，风化岩体的完整程度为破碎岩体，岩体基本质量等级为V级。揭露深度内无洞穴、临空面、破碎带等现象。层厚2.70~13.50m，层顶埋深21.40~24.60m，层顶标高-9.85~-6.43m。
该层进行标准贯入试验17次：修正击数35.0~39.2击，平均36.2击。
④3中风化泥质粉砂岩：为较软岩，红褐色，原岩结构部分破坏，节理裂隙较发育，岩块锤击易断，岩芯较完整呈块状、短柱状，风化岩体的完整程度为较完整岩体，岩体基本质量等级为Ⅳ级。揭露深度内无洞穴、临空面、破碎带等现象。揭露厚度2.40~8.30m，顶板埋深26.30~33.70m，顶板高程-18.71~-11.14m。
该带取岩样8组，剔除最大值和最小值后统计，天然岩石抗压强度试验值为5.3~12.8MPa, 平均值12.5MPa，标准值10.0MPa。
三、基坑计算分析
综合周边环境、地质条件及基坑开挖深度，场地南侧采用完成放坡+钢花管土钉喷砼；其他三面采用局部放坡+钢花管土钉喷砼+灌注桩+锚索进行支护[3-4]。采用理正深基坑设计软件7.0计算分析。考虑基坑内土体加固和不加固两种情况下对基坑变形的影响。
1、考虑基坑土体加固情况
基坑内土体采用3排深层搅拌桩直径550mm，间距1100mm，排距975mm，有效加固宽度2.5m，深度6～8m。计算基坑变形结果如图1所示。
地表沉降变形图 水平方向位移包络图
图2
由图2可知，基坑土体不加固地表沉降量最大值达到62mm，水平方向变形最大值达到31.75mm。
对比图1和图2可得到，基坑土体采用深层搅拌桩加固宽度2.5m，有效深度6-8m后，地表沉降变形最大值有效减小了148%，水平方向变形最大值有效减少了162%，这边表明对于基坑内土体为软弱土体，采用深层搅拌桩等加固方法加固后，只要加固有效范围满足相关要求，就能有效减少土体压缩和支护结构的位移。
四、结论
对于基坑内土体为软弱土体，采用深层搅拌桩等加固方法加固后，只要加固有效范围满足相关要求，就能有效避免坑内软弱土体的破坏，提高土体的侧向抗力，减少土体压缩和支护结构的位移，以保证工程结构或周边建筑物不致发生超过允许值的沉降或位移。
参考文献：
[1].刘国彬，王卫东.基坑工程手册（第二版）[M] 北京：中国建筑工业出版社，2009
[2]. 万丽苑商住楼岩土工程勘察报告[Z].广东：广东海业岩土工程有限公司，2017
[3] JGJ120-2012. 建筑基坑支护设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012
[4].工程地质手册编写委员会.工程地质手册（第4版）[M] 北京：中国建筑工业出版社，2007
论文作者:刘鸿亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/19
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