青岛软土地区深基坑设计与处理简析

王钊 孟庆辉

摘 要：软土物理力学性质差，故软土地区的基坑工程风险高、难度大，其实施成功与否，和场区工程地质、水文地质、临近环境条件、勘察施工设计技术、环境保护等紧密相关。软土地区基坑工程要顺利实施，勘察数据必须正确，并应精细设计，施工中掌握监测信息，获得对基坑开挖、支护有益的信息，进行动态设计。

关键词：软土；深基坑；处理设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.093

0 引言

基坑工程设计和施工是一项高风险、高难度的系统工程，由于软土具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、物理力学性质差、高蠕变等特点，故软土地区基坑工程风险高、难度大，本文将讨论青岛地区软土基坑中常用的设计和处理方式，希望对相关人员有借鉴作用。青岛地区岩石埋深浅，软土主要较局限，主要分布在环胶州湾的滨海浅滩和部分河流的中下游，青岛软土特点：含水率较高（一般35～45%），含粉土、粉细砂，塑性较差，触变性明显。

1 青岛地区软土基坑概况

所谓软土，指天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土。包括淤泥、淤泥质土、泥炭和泥炭质土。孔隙比高，具有散构特征。软土特点：含水率高、孔隙比大、压缩性高、物理力学性质差、高蠕变。

深基坑指开挖深度大于5m的基坑，或深度虽未超过5.0m，但周边环境复杂，基坑失稳易对地下管线或建筑、构筑物产生不良影响的基坑，我们也将其认定为深基坑。

对于青岛地区的基坑工程，该层往往是诱发基坑失稳和严重危及周边环境安全的“祸首”，是基坑支护设计和监控的重点层序之一。

2 常用的设计与处理方式

2.1 勘察与土方开挖

勘察前应首先踏勘，掌握场区软土的分布情况，有针对性的布置土工试验和原位测试工作，重点查明软土的分布区域、厚度和物理力学指标。土方开挖时，应当严格控制施工工序，分层分段开挖、支护，严禁超挖，不得在无支护的状态下开挖。当软土的含砂量较高、地下水较丰富时，基坑内采用潜水泵等设备预降水，并有效控制开挖深度[1]。当采用深层搅拌桩或旋喷桩止水帷幕止水时，要点是控制水泥用量，检查喷桩质量，保证与设计要求相符，只有保证了支护质量和开挖工序，才能更好的保证深基坑质量。

2.2 常用的基坑支护方式

（1）深层搅拌桩重力式挡墙。该种方式比较经济，广泛应用于软土地区深基坑。原理：采用机械搅拌工艺，将一定量的水泥、砂土与软土进行强制性拌和，形成桩体，必要时，桩内插入芯材（H型钢、钢管等），形成加筋水泥土桩，以增加桩体的抗变形能力。

深层搅拌桩重力式挡墙具有整体性强、稳定性好、既挡土又止水，还可结合土钉、锚杆等多种支护形式共同使用，方便灵活。

（2）排桩+锚杆支护。由于青岛地区软土分布区域较为局限，且其厚度较薄，基岩面埋深较浅，这就为排桩+锚杆的支护方式提供了应用空间。软土中的锚杆“蠕变效应”会导致锚杆预应力损失，因此可加大锚杆角度，使锚固段进入可提供有效锚固的岩土层。当软土厚度较薄、基坑开挖深度较大时，排桩+锚杆支护因其布置灵活、简单有效、安全性高的特点，深得工程技術人员青睐。

（3）放坡+喷面防护。当基坑开挖深度不大，周边环境简单时，多采用放坡+喷面防护，放坡比例一般1：1.5～1：1.2，坡脚反压砂袋，砂袋堆放高度一般占基坑开挖深度的1/3，且不大于2米，坡体内插入杉木杆或脚手架以增加坡体的整体性。坡面防护措施多为厚度为60mm的钢筋混凝土面层，起到防止雨水冲刷的作用。该种支护方式简单有效，经济性较好。

（4）内支撑+钢板桩。钢板桩兼有挡土和挡水的功能，机械化程度高，施工方便，工期短，桩可重复利用，但受内支撑布置位置的限制，内支撑+钢板桩需在矩形等形状的规则的基坑中采用。受软土蠕变的影响，钢板桩变形一般较大，基坑开挖深度一般不大于8米。

2.3 地下水的处理

（1）软土的渗流破坏机理。淤泥和淤泥质土的富水性和给水度较低，渗透系数较小，但含砂量较高，基坑内降水容易形成水头差，地下水渗流会带走软土中的细小颗粒，使软土颗粒结构发生变化，进而导致基坑坡顶的竖向和水平向变形，造成支护结构的失效。

（2）止水处理。首先根据勘察资料预估基坑降水量，当软土的渗透系数大于0.1m/d时，应考虑专门的止水措施，止水措施一般与支护措施一并考虑，比如采用深层搅拌桩重力式挡墙、旋喷桩止水帷幕或钢板桩止水。基坑设计前，设计人员应对场区的概况、各土层的物理力学性质、场区周边环境调查清楚，分析地下水的渗透情况，结合基坑深度等各项因素综合判断和选取支护止水方案，必要时进行专家论证，奠定基坑工程顺利实施的基础。

（3）降水处理。基坑开挖前，基坑内一般需要预降水，一般采用集水明排或预设降水井。单纯集水明排抽取地下水，抽水会造成水下压力降低，进而导致周边地表下沉，对周边管线和既有建筑构筑物造成损坏。因此，降水与止水也应配合实施。

3 监测

3.1 目的

基坑监测的目的为确保基坑周边地下管线/已有建筑物或构筑物的安全，以及保证支护结构可以正常发挥挡土、挡水作用，在正式开挖前，对周边环境进行分析，看是否具备安全性[3]。

3.2 评估基坑监测成果

将现场实测的水平位移、水位及沉降等观测数据，进行记录汇总，定期向建设单位和设计单位反馈，设计单位根据实测变形与预估支比较，判断基坑的服役状况，必要时做出调整，进行动态设计，指导施工并积累经验。

4 总结

笔者就软土地区深基坑设计、处理方法展开了相关叙述，希望可以对软土建设起到帮助作用。深基坑的设计和施工技术正随时代进步而不断发展，这对我国施工工程质量的提升，无疑是一种巨大的良性推动，为此我们还将不断努力和探索。

参考文献：

[1]雅如文.浅谈软土地基中深基坑的设计与处理[J].科技致富向导，2012（15）：183.

[2]陈刚，来跃强，谢钰.软土地基中深基坑工程的设计与施工监测[J].地基处理，2018（01）：3-7.

[3]谢文利.软土地基中深基坑的设计与处理探析[J].科技研究，2014

（06）：38.

作者简介：王钊（1983-），男，山东泰安人，硕士，工程师，研究方向：岩土工程勘察和基坑设计。