软土深基坑变形影响因素研究及数据分析_马鑫.pdf

江西建材质量控制与检测762023年1 月作者简介：马鑫（1988-），男，山东招远人，本科，工程师，主要研究方向为岩土工程。软土深基坑变形影响因素研究及数据分析马 鑫中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004摘 要：文中以某基坑为实例，先开展其变形影响因素分析，再结合现场监测成果，分析沉降变形和侧向位移的变形特征。分析结果表明，软土基坑的变形影响因素相对较为复杂，主要包括土体参数的影响、支护结构的影响、施工开挖顺序的影响及施工超载的影响。同时，不同位置的沉降变形和侧向位移存在一定差异，两者对比得出，侧向位移值要略大于沉降变形值，且侧向位移的波动性相对更强。关键词：深基坑；软土；影响因素；数据分析中图分类号：TU473文献标志码：A文章编号：1006-2890（2023）01-0076-03Study on Influencing Factors of Deformation of Deep Foundation Pit in Soft Soil and Data AnalysisMa XinChina Building Materials Industry Geologic Exploration Center Liaoning Branch,Shenyang,Liaoning 110004Abstract:This paper first analyzes the deformation influencing factors of a foundation pit,and then analyzes the deformation characteristics of settlement deformation and lateral displacement combined with the on-site monitoring results.The analysis results show that the influence factors of soft soil foundation pit deformation are relatively complex,mainly including the influence of soil parameters,the influence of supporting structure,the influence of construction excavation sequence and the influence of construction overload.At the same time,there are some differences between the settlement deformation and lateral displacement at different locations.By comparing the two,it is concluded that the lateral displacement value is slightly greater than the settlement deformation value,and the fluctuation of the lateral displacement is relatively stronger.Key words:Deep foundation pit;Soft soil;Influencing factors;Data analysis0 引言当前，软土深基坑数量日益增加，带来了较多的工程问题，因此，开展软土深基坑变形影响因素研究及数据分析具有重要意义1-2。相关学者也开展了相关研究，如徐健等3、秦会来等4开展基坑变形影响因素分析；张军5开展了基坑变形数据分析。上述研究虽取得了相应成果，但基坑所处环境具有一定的区域性差异，应结合具体项目，进一步开展其变形影响因素研究及数据分析。因此，本文以某基坑为实例，先分析其变形影响因素，再结合现场监测成果，分析了沉降变形和侧向位移的变形特征，以期为安全施工提供参考。1 工程概况某基坑具多边形不规则特征，开挖面积约9000m2，开挖深度平均值为13.4m，属深基坑，采用地连墙+三层横向支撑体系，其中，地连墙厚度为0.8m，深度为26.0m，施工过程按6m标准幅进行。三层支撑均采用钢筋混凝土结构，按自上而下顺序，支撑1：位于中心标高下2.8m，尺寸为0.8m0.8m；支撑2：位于中心标高下7.15m，尺寸为1.2m1.0m；支撑3：位于中心标高下11.3m，尺寸为1.2m1.0m。据勘察成果，基坑开挖范围自上而下的地层特征为：粉质黏土，黄褐色，重度18.7kN/m3，厚度约3m；淤泥质粉质黏土，灰色，重度17.5kN/m3，厚度约17m；以下均为黏土，灰色，重度18.6kN/m3，本次勘察未揭穿。2 基坑变形影响因素分析2.1 土体参数的影响分析基坑开挖范围内土层性质越好，其变形相对越小，反之亦然。软土基坑变形特征较为显著，一方面，软土自稳能力较弱，侧向位移一般较大；另一方面，基坑施工过程中的降水易引发土体有效应力增加，进而沉降变形增大。同时，结合工程经验，在软土参数中，泊松比、变形模量及内摩擦角对基坑变形具有显著影响，而重度及粘聚力对基坑变形影响有限。因此，工程实践中应谨慎选取泊松比、变形模量及内摩擦角参数。2.2 支护结构的影响分析通常，支护结构刚度越大，结构越稳定，其基坑变形相对越小，但投入亦会更大，因此，在安全与经济间确定一个合理节点显得格外重要。支护结构对软土基坑变形的影响规律主要如下。（1）刚度。围护结构及支撑的刚度越大，其基坑变形量相对越小，经研究表明，围护结构刚度与其厚度相关，即增加围护结构刚度能有效控制基坑变形，支撑刚度影响规律与其基本一致。（2）围护结构的入土深度。若围护结构的入土深度较浅，坑底易出现隆起变形，且其上部结构也可能变位；入土深度增加，能有效控制围护结构的侧向位移；当入土深度达到一定值江西建材质量控制与检测772023年1 月时，其影响效果随之降低。综上，基坑设计的支护结构对软土基坑的变形具有较大影响，不容忽视。2.3 施工开挖顺序的影响分析基坑施工开挖顺序一般可分为“先挖后撑”和“先撑后挖”两类，前者是先让围护结构约束基坑变形，这会给围护结构增加较大压力，易出现破坏；后者是先施作支撑，当开挖后，支撑即可发挥限制效力，能有效减轻支护结构的压力。因此，施工开挖顺序对软土基坑的变形影响也较大。2.4 施工超载的影响分析基坑周边严禁施工超载，若发生超载，势必增加超载区的沉降变形和侧向位移，因此，施工超载也是软土基坑变形的重要影响因素。3 基坑变形数据分析在施工过程中，为充分掌握基坑变形特征，施工方对其进行了沉降变形监测和侧向位移监测。其中，沉降变形共计布设监测点16个，侧向位移共计布设监测点12个，共计得到48期的监测成果。3.1 沉降变形的数据分析经统计，16 个沉降变形监测点的最终沉降值为：（1）CJ-01 监测点：12.06mm。（2）CJ-02 监测点：10.57mm。（3）CJ-03 监测点：11.68mm。（4）CJ-04 监测点：12.34mm。（5）CJ-05 监测点：18.64mm。（6）CJ-06 监测点：20.67mm。（7）CJ-07 监测点：18.44mm。（8）CJ-08 监测点：21.31mm。（9）CJ-09 监测点：21.05mm。（10）CJ-10 监测点：17.95mm。（11）CJ-11 监测点：12.35mm。（12）CJ-12 监测点：12.85mm。（13）CJ-13 监测点：14.84mm。（14）CJ-14 监测点：13.44mm。（15）CJ-15 监测点：14.35mm。（16）CJ-16 监测点：13.94mm。为进一步掌握沉降变形特征，再对其特征参数进行统计，结果见表1。表1 沉降变形的特征参数评价参数最大值/mm 最小值/mm 平均值/mm 方差值/mm2特征值21.31 10.57 15.41 13.45 据表1，沉降变形的范围值为10.5721.31mm，平均值为15.41mm，方差值为13.45mm2。其中，沉降最小值对应的监测点为 CJ-02 监测点，沉降最大值对应的监测点为 CJ-08 监测点。为进一步掌握沉降变形的速率变化特征，再进行速率区间分布特征统计，结果如下。区间1（s0.5mm/d）：分布频次为215 次，所占比例为27.99%。区间2（0.5mm/ds1.0mm/d）：分布频次为242次，所占比例为31.51%。区间3（1.0mm/ds1.5mm/d）：分布频次为153次，所占比例为19.92%。区间4（1.5mm/ds2.0mm/d）：分布频次为121次，所占比例为15.76%。区间5（2.0 4mm/d）：分布频次为37 次，所占比例为4.82%。注：上述 s为变形速率。3.2 侧向位移的数据分析经统计，12 个侧向位移监测点的最终侧位移值为：（1）SW-01 监测点：13.22mm。（2）SW-02 监测点：15.37mm。（3）SW-03 监测点：13.02mm。（4）SW-04 监测点：14.62mm。（5）SW-05 监测点：21.72mm。（6）SW-06 监测点：22.87mm。（7）SW-07 监测点：22.13mm。（8）SW-08 监测点：24.05mm。（9）SW-09 监测点：25.83mm。（10）SW-10 监测点：24.66mm。（11）SW-11 监测点：18.49mm。（12）SW-12 监测点：16.75mm。为进一步掌握侧向位移特征，再对其特征参数进行统计，结果见表2。表2 侧向位移的特征参数评价参数最大值/mm 最小值/mm 平均值/mm 方差值/mm2特征值25.83 13.02 19.39 21.94 据表2，侧向位移的范围值为13.0225.83mm，平均值为19.39mm，方差值为21.94mm2。其中，侧向位移最小值对应的监测点为 SW-03 监测点，侧向位移最大值对应的监测点为SW-09 监测点。为进一步掌握侧向位移的速率变化特征，再进行速率区间分布特征统计，结果为：区间1（s0.5mm/d）：分布频次为168 次，所占比例为29.17%。区间2（0.5mm/ds1.0mm/d）：分布频次为176次，所占比例为30.56%。区间3（1.0mm/ds1.5mm/d）：分布频次为105次，所占比例为18.23%。区间4（1.5mm/ds2.0mm/d）：分布频次为85次，所占比例为14.76%。区间5（2.0 4mm/d）：分布频次为42 次，所占比例为7.29%。注：上述 s为变形速率。3.3 变形数据综合分析据上述沉降变形和侧向位移的数据分析结果可知，不同位置的沉降变形和侧向位移存在一定差异，两者对比，侧向位移值要略大于沉降变形值，且侧向位移的波动性相对更强。4 结语本文通过软土深基坑变形影响因素研究及数据分析，主要得出如下结论。（1）基坑开挖过程具有三维开挖空间特征，其变形影响因素相对较为复杂，主要包括土体参数的影响、支护结构的影响、施工开挖顺序的影响及施工超载的影响。（2）不同位置处的沉降变形和侧向位移存在一定差异，两者对比，侧向位移值要略大于沉降变形值，且侧向位移的波动性相对更强。（下转第79 页）江西建材质量控制与检测792023年1 月2.2 既有建筑结构的加固技术2.2.1 柱子的加固设计地下商场现有钢筋砼立柱采用扩大断面法进行补强。补强之前，必须先将钢筋的缺损和混凝土中的松动处进行凿除，直至露出钢筋后，在钢筋表面挖开一条沟，沟的间隔应与钢筋的间隔相同，以便加强钢筋与钢筋之间的结合，使钢筋的边角处脱落，并去除渣滓和灰尘；在顶、底面板上，应用后锚固技术将纵向应力筋埋入，并按设计需要安装拉索和箍筋；在新老砼表面上喷涂表面粘合剂，干透后用模板浇注 CGM高强度、不收缩的钢筋砼结构。JGZ1、JGZ2