摘要：近年来随着科学技术的发展，房屋高度越来越高，地下空间开发的深度越来越深，深基坑在工程中出现的概率也越来越大。湿陷性黄土性质复杂，遇湿具有湿陷性，给基坑的设计和施工带来了很大的困难，因此研究该类地区深基坑设计方案的可行性和安全性具有很重要的现实意义。本文分析地基湿陷所造成的危害，采取以密支撑支护与钢筋混凝土板墙逆作法支护，防止地基湿陷对建筑产生危害。
关键词：湿陷性；黄土地区；基坑支护
近年来我国随着经济和城市建设的迅速发展，地下工程越来越多，开发和利用地下空间的要求日显重要.地下铁道、地下商场、地下人防工程、高层建筑的多层地下室等日益增多，深基坑支护问题变得非常重要，随着我国西部大开发的深入，地下工程也正在如火如荼地开展，而该地区黄土广泛分布，湿陷性黄土在天然干燥状况下能承受一定的荷载，承载力较高，变形量也小.当黄土浸水后，在自重或一定荷载作用下，土的结构迅速破坏而产生明显的附加沉降，以致其上的建筑物受损.因此，在湿陷性黄土地质条件下选择适当的支护方法是该地区基坑支护问题最关键的一步。
一、概况
某工程管道全长2394米，其中管道埋深5．28米-11．04米，管径均为dl000mm的人工顶管854．801米。按照设计要求，顶管全段设置顶管工作井l7座（其中顶进工作井8座，接收工作井9座），以上工作井均处于湿陷性黄土区，其中w16～w 29湿陷性等级为Ⅲ级严重，W30-W49湿陷性等级为Ⅱ级（中等）。
二、湿陷性黄土
1、在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。湿陷性黄土可能产生的危害 在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。
2、湿陷性黄土的工程特性。湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉，故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。
三、工作井支护类型
1、支护形式的选择，人工顶管工程地处Ⅱ级（中等）湿陷性黄土区域，土体在不受水浸湿的情况下稳定性较好，顶管管径小（为dl000mm），距离短（单项顶进最长58m），工作井埋深为5-1 1米。工作井利用时间短（正常情况下每段管道的正常顶进时间在1O天之内），因此对工作井的支护要求是：在保证安全的前提下，使临时工作井的支护形式尽量的经济、简单、可靠，而且对于支护材料能够部分回收再利用，降低工程造价。结合工程项目所在地的水文、地质等实际情况，经过各种经济、技术方案的论证后决定工作井采用密板撑（撑板+圆木）支护与钢筋混凝土板墙支护相结合的支护形式。
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2、支护结构施工。密板撑（撑板+圆木）支护与钢筋混凝土板墙逆作法支护是按照1：0．05的放坡系数，将工作井四周土体分层开挖至一定深度，采用密支撑与钢筋混凝土板墙（坑深大于4．5米时采用）逆作法联合支护的支护体系。撑板采用4*0．30*0．05米，圆木直径不小于0．2米。机械开挖至第一层后2-3米处，人工对边坡进行修正，坡度为l：0．15，待边坡修正完毕后进行人工配合挖掘机开挖、捞土至4-4．5米。再对其采用撑板井字状+圆木支撑支护，待密撑完全支护牢固后，再进行下层土方开挖和支护。坑深4．5米以下采用逆作法支护。逆作法支护采用C30混凝土、12钢筋，绑扎成为150*150mm的双层网片’板墙厚0．3米。每层高度根据坑内实际深度而定，一般每层为2-3米。开挖刷破后锚固定位筋、绑扎钢筋，钢筋绑扎完后，在坑内搭设满堂红钢管支架，并支设模板、浇筑混凝土。待混凝土强度达到设计强度的750／o后，进行下一层开挖及支护。最下层采用钢筋混凝土板墙支护时，工作井两侧预留洞口比管外径每侧大5-10cm。
3、支护结构的监测分析。①监测项目的确定根据《深基坑监测规范》、工作井围护形式及围护结构的安全性要求，项目部对工作井安全性进行地面沉降和井周土体变形两项内容的监测，保证工作井的安全。②监测位置的确定a、地面沉降监测点布置：在矩形工作井四周布置对称布置沉降监测点8个；b、井周土体变形监测：在工作井四周埋设测斜管定时对井周土体变形进行监测。③监测频率的确定该工作井的围护结构属于临时结构，使用时间短，对于结构的整体耐久性要求低，一般一个井的正常使用时间在一个月以内，因此为了能够得到可供参考的监测数据，顶管施工期间每2天进行沉降和土体变形监测。④监测数据整理与分析。a、地面沉降分析：从数据变化图中可以得出，地表监测点变化规律符合理论的预期，即：地面沉降前期较大，随时间的的增长，沉降量越来越小，最后趋于稳定。沉降监测点变化均以向下为主，最大沉降量为_25．4mm。b、土体变形分析：基坑土体测斜各监测孔的变化，向基坑内位移为正，反之为负。从数据变化图可以看出，土体测斜各监测孔位移变化规律，与工作井开挖施工工况有关，且变化规律基本相同，只是变化的幅度大小不同而已。主要特征有：1）土体测斜各监测孔之间变化规律基本一致。2）工作井进行围护结构施工阶段时，各个监测孔变化均在正常范围内。3）工作井进行开挖阶段时，各监测孔变形曲线呈向基坑方向位移趋势，各孔均未出现累计值（30mm）报警情况。各监测孔变化规律基本相同，随施工工况的不同而相应变化，其变化与基坑开挖深度、底板浇筑时间紧密相关，基坑开挖越深，其变形越大，其最大变形位置随着开挖深度变化而变化。结合最终检测数据分析如下：工作井周土体变形最大处发生在CX4点的井口处，由井口至井底变形逐渐减小，在密支撑与钢筋混凝土结合处变形发生突变，刚性围护结构处的变形明显减小。越到井底变形越小。通过湿陷性黄土地区基坑支护采用密支撑与钢筋砼逆作法这种支护形式，在施工中不仅能节约施工工期，降低工程成本，而且能保护环境，减少材料的浪费。
以湿陷性黄土地区某深基坑为例，采用桩锚围护体系的设计方案，结合现场实测坡顶位移、深层水平位移等监测项目，经监测各项监测数据均满足规范的要求，说明该设计方案的可行性，可以为类似地区的深基坑设计提供参考。
参考文献：
［1］姚建强，朱沈阳． 湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程［M］． 北京：中国建筑工业出版社，2015.
［2］常士骠，张苏民，陈肇元，崔京浩． 土钉支护在基坑工程中的应用［M］． 北京：中国建筑工业出版社，2014.
［3］陈灿寿，张尚根，余有山.深基坑支护结构变形计算[J].岩石力学与工程力学，2014，（12）.
论文作者:王亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/20
标签：黄土论文; 基坑论文; 工作论文; 地基论文; 结构论文; 钢筋混凝土论文; 地区论文; 《基层建设》2017年第23期论文;