浅析基坑变形和工程处理措施

彭斯鸣　铁自通

[摘 要] 分析和研究基坑变形规律，采取及时有效的工程措施，对工程建设意义重大。主要研究基坑变形的基本理论，结合常见的工程问题及处理经验，为进一步研究基坑工作提供参考。

[关 键 词] 基坑变形；工程措施；安全

[中图分类号] TV551 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）32-0188-01

基坑工程本身技术要求高，实际施工过程中，由于偶然因素的存在，很容易会发生土体和支护结构的受力、变形和位移，稍有不慎，就可能发生一系列安全事故，带来严重的后果。

一、基坑变形

（一）概念

在基坑施工过程中，随着基坑内土体被挖出，基坑内部上层土体应力损失，下层土体就会产生一种向上为主的应力和位移，周围土体则会产生一种向内为主的应力和位移。周围地表可能产生向下的沉降趋势。这种基坑所在位置土体的原有平衡遭到破坏，导致其内部支撑系统受力出现不平衡，土体产生位移的现象就是基坑的变形。

（二）变形的影响因素

有关变形的影响因素较多，主要包括以下几个方面：（1）自然环境：包括基坑所在地工程地质、水温和气候条件等。（2）设计方面：包括基坑设计的平面尺寸、开挖深度、围护结构刚度和强度等。（3）施工环节：包括基坑围护墙施工、开挖的时空效应问题和土体蠕变效应等。

（三）变形的破坏形式

根据以往的工程实践，总结基坑变形的破坏形式主要有三种：基坑底部的隆起、支护结构的变形破坏和周围地层的位移破坏。

1.基坑底部的隆起

基坑开挖过程实际就是土体的一个卸荷载过程，随着施工的进行，上层土体被清理，荷载消失，下层土体就会产生向上的位移，导致基坑底部微微隆起。隆起的过程一般包含两部分：弹性变形过程和塑性变形过程。基坑底部的隆起量可作为判断基坑稳定性和建筑物沉降的重要指标。（如图1所示）

2.支护结构的变形破坏

支护结构的变形破坏因素较多，除了自身结构的强度、刚度、制作工艺和施工管理等因素外，还与施工过程中周围环境条件的变化有着密切关系，如基坑周围的堆料、行车和降水等，都有可能导致支护结构出现问题。

3.周围地层的位移破坏

在基坑施工过程中，由于围护结构的变形和坑底隆起的发生，经常会伴随周围地层的位移。主要包括路面沉降、周围燃气管线沉降等。基坑周围的地层位移受支撑结构影响。同时，基坑施工时的降水和止水作业，也会对周围地面的沉降产生较大的影响。

二、工程问题分析處理

（一）工程概况

该基坑位于两条城市主干道交叉口，周围建筑较多，环境复杂。所在地区全年雨量较大，常见的台风暴雨等灾害性天气较多，区域地质以风化岩和花岗岩为主，残积土颗粒级配不良，存在管涌、流土等渗透现象。底板主要位于硬塑状砾质粘性土上，车站内局部存在淤泥质土层和2～4 m厚砂层。（如图2所示）

（二）停工问题的分析

由于春节放假的原因，车站施工从12月22日开始相继停止，监测工作频率相对减少。1月份以后，工程相继开工，基坑监测工作提前开始。为验证前期数据分析的准确性，确保后续工程安全，在施工开始以前，对地表沉降、建筑物沉降、管线沉降和地下水位进行重新监测、持续两周，并对比停工前监测数据，初步判断基坑工程处于安全稳定状态，可进行开工建设。

（三）预警问题的分析处理

9月份监测过程中，基坑工程出现橙色预警。建设单位、监理单位和设计单位共同组织，实地巡视，召开专题专家会议，总结工程概况，分析事故原因，采取针对此次预警问题的专项解决方案：（1）加密相应监测点和监测频率，及时反馈监测信息。（2）加强施工组织，加快主体结构施工进度，及时封闭底板。（3）严格按照基坑开挖方案进行开挖作业，及时架设支撑和预加轴力。（4）严控变形和水位变化，必要时采取灌浆措施。

根据11月份和12月份数据分析，相关监测点变形值在合理范围内，没有超过监测预警值，验证了预警方案的科学性和有效性。

三、结论

基坑施工过程中，变形控制既要满足基坑本身的安全和稳定要求，还要控制基坑周围地层的移动情况。深入分析基坑变形理论研究，能够较好地把握基坑变形规律，科学指导工程施工，提高业绩，促进理论水平的发展。

参考文献：

[1]李青林，刘军，贺美德.地铁车站基坑变形规律及施工控制方法[J].市政技术，2005，23（4）.

[2]唐业青，李启民.基坑工程事故分析与处理[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[3]王芳，郭红仙.带阳角基坑空间效应的三维数值分析[J].铁道建筑，2006（12）.