流塑地质条件下的深基坑工程研究

李志迁

（厦门市筼筜新市区工程监理有限公司，福建 厦门 361000）

目前，绝大多数工程桩的设计中，未考虑其所承受的基坑开挖引起的侧向土体滑移力。常用的PHC管桩具有单桩承载力高、耐久性高、工厂化生产、沉桩方便等特点，已广泛应用于各类建筑基础工程中。但是，由于管桩为空心截面，且一般直径较小，因而抗弯刚度较小。在水平荷载作用下易发生弯曲甚至断裂。所以，基坑施工前，确定合理的开挖方式，至关重要。必须考虑各种工况，把施工过程对工程桩的影响降至最低。

1 基坑开挖中PHC管桩受力分折

流塑地质条件下基坑中工程桩不直接承受外荷载。工程桩与土体只是由于桩周土体在自重和外荷作用下，产生水平位移而受到影响，也被称为被动桩。由于土体挤压产生施加于桩侧的荷载难以确定其方向和大小，因此，被动桩的问题是比较复杂的。

土体位移的原因有两方面：①外部因素。常见的如基坑边长期超重堆载或基坑开挖时，各种大型开挖设备、重卡的反复碾压作用或是早期沉桩过程中，沉桩设备对土体的挤压：②自身原因。如边坡土体由于没有遵从“分层分块开挖严禁超挖、边挖边支护”的原则，在自身重量作用下失去平衡，产生移动或滑动。对于基坑开挖过程，既存在堆载和开挖问题，又会发生边坡土体的移动和滑动。

2 工程概况

某工程开挖基坑面积20000m2，基坑总挖运土方量约160000m3，自然地面标高±0.000，平均基坑开挖深度6.7m。工程桩为PHC500-125AB桩基础，平均桩长38m；一层地下室层高4.7m，顶板覆土1.0m。基坑维护系统为二级放坡加喷锚支护。岩土分布情况：①素填土：松散～软塑，成份以粘性土为主，层厚1.00—8.30m。②淤泥质粉质粘土：流塑，偶夹粉土，层顶标高-2.75—7.58m。③淤质粉质粘土与粉土互层：层顶标高-10.58—-5.70m。④粉质粘土：灰色，可塑，中压缩性，层顶标高-21.08—10.56m。

3 基坑开挖方案

工程基坑开挖方案原为分区域分层开挖，开挖第一层土方降至-2.0m；开挖第二层土方，降至标高-4.30m；开挖第三层土方，留30cm余土交由土建施工单位人工清。自然地面为10.000，桩顶标高为-7.200。开挖机械为三台反铲接力挖掘作业（如图1）。

4 实施情况分析

基坑开挖开始后，对桩顶进行跟踪测量发现：①位于坡角处的桩，桩顶承受了由较大的坡脚位移所产生的堆力，桩顶位移较大，桩身潜在破坏可能性较大。对比不同位置桩的位移可以看出，工程桩离坡脚越远桩顶位移越小，桩身发生断裂破坏的可能性越小。②坑内采用三次开挖，放坡60°，发现桩位偏斜情况较多，桩顶位移均超过0.1m。大部分桩顶位移在0.1—0.2m，最大为0.3m，还发现断桩现象。经过分析认为，虽然按照以往经验，基坑的分步开挖方案要优于一次开挖方案，但对于实际情况要具体分析。本工程中，基坑土体强度较低，是典型的流塑淤泥，坑内开挖采用三次开挖更容易扰动土体，加大桩顶的位移。究其原因主要是早期沉桩时，配桩不准确，沉桩不到位，实际桩顶标高大大高于设计桩顶标高，导致三次开挖时，-4.30m处平台上的反铲荷载距离桩基础太近，而且土质又较差，所以造成桩身有较大水平位移。如果在坑中采取二次开挖方案，考虑了加大反铲与桩位的距离，并且减小了一部反铲的荷载，施工效果可能更好（见图2）。

5 改进施工方案

经建议，基坑周边仍按照原开挖方案分三次开挖。放坡60°，保证工程桩离坡脚较远，受边坡土体推力最小；坑内开挖改成二次开挖，放坡45°，开挖第一层土方降至-3.0叫开挖第二层土方，留70cm余土交由土建施工单位人工清（见图3）。

考虑到二次开挖仍存在开挖设备对土体的挤压，对基坑内淤泥质层，采用水泥土搅拌桩进行土体加固，利用水泥作为固化剂。通过特制的搅拌机械，在地基深处将淤泥质软土和水泥浆强制搅拌，利用水泥浆和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基。确保土体在受到开挖设备、重卡的反复碾压作用下，不发生变形对工程桩产生侧推力（见图4）。

后经工程现场实际监测，后期桩顶水平位移均控制在0.07m以内，并且无断桩现象，保证了工程目的顺利实施。

结语

基坑工程在建筑工程界确实属于事故高发项目。但对现代科学技术及施工技术而言，也并不是不可预防、不可避免。对于深基坑开挖的方案设计，既要考虑深基坑支扩体系本身的安全性，也应认真分析基坑开挖施工过程，对已有基础设施，特别是桩基础产生的影响。前期沉桩时，充分考虑桩机走机路线，避免桩机对已施工工程桩上方土体的挤压；基坑开挖时，充分考虑施工过程对工程桩的影响。遇到问题实际情况，要具体分析、认真研究处理，必要的时候采用水泥搅拌桩改良基坑地基土，就可以把对工程桩的影响降到最低。

[1]肖桃李，李新平，戴翼飞.PHC管桩在深厚软土基坑支护中的应用[J]. 施工技术，2007（01）.

[2]吴水龙.PHC管桩加土锚在深基坑支护中的应用[J].福建建设科技，2006（05）.