1、引言
在深厚軟土地區(qū)，由于軟土具有天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強(qiáng)度低等不良工程特性，且土層較厚，在基坑的設(shè)計(jì)和施工中，常常會(huì)因?yàn)榛幼冃芜^(guò)大而造成重大工程事故。傳統(tǒng)的加固方法包括主動(dòng)區(qū)加固和被動(dòng)區(qū)加固。主動(dòng)區(qū)加固是指加固樁前的土體，被動(dòng)區(qū)加固是指加固樁后的土體。部分學(xué)者通過(guò)理論分析證明了加固被動(dòng)區(qū)土體比加固支護(hù)結(jié)構(gòu)后的主動(dòng)區(qū)土體更為有效，本文對(duì)深厚軟土基坑被動(dòng)區(qū)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。
2、深厚軟土層的基坑支護(hù)方法
2.1懸臂式排樁支護(hù)
懸臂式排樁支護(hù)是利用樁足夠的入土深度和結(jié)構(gòu)的抗彎能力來(lái)維持基坑的整體性和結(jié)構(gòu)的安全性。常采用的樁型有鉆孔樁、人工挖孔樁、灌注樁、預(yù)制樁、鋼板樁。樁的排列形式有間隔排列、一字相接排列、交錯(cuò)相接排列、一字搭接排列等，在工程中應(yīng)用最多的還是一字板間隔排列。
由于懸臂樁在樁頂不受約束，因此在對(duì)基坑邊土體位移控制要求很高的時(shí)候，不宜采用這種方法，或者可以在坑內(nèi)設(shè)置多層支撐或錨桿，減小基坑邊土體的位移。對(duì)于變形較大的基坑，可以考慮選用雙排樁。
2.2復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)
復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)是在土釘墻的技術(shù)上發(fā)展出來(lái)的。土釘墻是由天然土體通過(guò)土釘墻就地加固并與噴射砼面板相結(jié)合，形成一個(gè)類(lèi)似重力擋墻以此來(lái)抵抗墻后的土壓力的土擋墻。土釘墻是通過(guò)鉆孔、插筋、注漿來(lái)設(shè)置的，一般稱(chēng)砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。在深厚的軟土層中，一般不宜選用土釘墻對(duì)基坑支護(hù)，而是通過(guò)將土釘墻與深層攪拌樁、樹(shù)根樁及預(yù)應(yīng)力錨桿等結(jié)合起來(lái)，通過(guò)各種組合而形成的新型復(fù)合基坑支護(hù)方法。這種方法大大擴(kuò)展了土釘支護(hù)的應(yīng)用范圍，表現(xiàn)出了較好的綜合效益。
2.3拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)
拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)由擋土結(jié)構(gòu)和錨固部分組成，錨固結(jié)構(gòu)有錨桿和地面拉錨兩種，如圖6所示。根據(jù)不同的開(kāi)挖深度，可設(shè)置單層或多層錨桿，當(dāng)有足夠的場(chǎng)地設(shè)置錨樁或其他錨固物時(shí)可采用地面拉錨。
拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)一般用于場(chǎng)地狹小且需深開(kāi)挖、周邊環(huán)境對(duì)基坑土體的水平位移控制要求很?chē)?yán)的基坑工程。
2.4沉井支護(hù)
沉井是用鋼筋混凝土等材料制成的帶有刃腳的箱形或筒形結(jié)構(gòu)物。施工時(shí)，先就地制作第一節(jié)井筒，然后用人工或機(jī)械方法在井筒內(nèi)挖土，使沉井在自重作用下克服阻力而下沉。沉井下沉的方法一般有靜壓法和振動(dòng)法，還有氣錘法。隨著沉井的下沉，逐步加高井筒，沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在其下端澆筑混凝土封底，如沉井作為地下結(jié)構(gòu)物使用，則在其上端再接筑上部結(jié)構(gòu);如只作為建筑物基礎(chǔ)使用的沉井，常用素混凝土或砂石填充井筒。
2.5坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體加固
在土質(zhì)很軟的地區(qū)，由于被動(dòng)區(qū)土壓力不足，對(duì)排樁墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，必須有很大的插入深度，才能確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以通常對(duì)坑內(nèi)土體進(jìn)行改良加固，以提高被動(dòng)區(qū)土抗力，為支護(hù)樁提供較好的嵌固層。被動(dòng)區(qū)加固的范圍一般取3~6m，寬度取5~9m，常見(jiàn)的土體加固方法有:排水加固法、水泥土攪拌法、化學(xué)灌漿法、高壓噴射法等?；瘜W(xué)灌漿法十分昂貴，所以一般不常采用。水泥土攪拌法和化學(xué)灌漿法的加固原理相似，都是用摻入水泥的方法改善軟土的性能，只是施工工藝不同而己。使用較為廣泛的土體加固的方法是水泥土攪拌法。
3、坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體土質(zhì)加固設(shè)計(jì)實(shí)例
某基坑工程位于廣州南沙地區(qū)。主要地層情況為：雜填土厚2m，γ=19.5kN/m3，粘聚力為17kPa，內(nèi)摩擦角13°；淤泥厚16.5m，γ=16.5kN/m3，粘聚力為l0kPa,內(nèi)摩擦角12.5°，地下水位在地面以下0.8m，如圖1所示。
圖1基坑地層圖
根據(jù)地質(zhì)資料及周?chē)h(huán)境，基坑設(shè)計(jì)為6m×24m的長(zhǎng)方形，基坑深8m，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用排樁，設(shè)計(jì)為Φ80@950的鉆孔樁，樁間布Φ50的高壓旋噴樁做防水帷幕?？觾?nèi)設(shè)兩道支撐，第一道支撐在距坑頂1m處，采用60cm×60cm的鋼筋砼支撐;第二道支撐在距樁頂4m處，采用I32b工字鋼。樁頂設(shè)置80cm×80cm的圈梁。為保證基坑穩(wěn)定和控制基坑變形及對(duì)鄰近公共設(shè)施的影響，連續(xù)墻內(nèi)側(cè)被動(dòng)區(qū)土體采用水泥攪拌加固，加固深度為3m，加固寬度為6m，采取塊狀加固，加固區(qū)水泥摻量為15%，水灰比為0.5，以水泥土齡期為30天的強(qiáng)度參數(shù)作為計(jì)算參數(shù)：γ=18kN/m3，內(nèi)摩擦角25°，粘聚力為200kPa?；釉O(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖2和圖3。
基坑開(kāi)挖步驟:
（1）在坑內(nèi)設(shè)置攪拌樁加固，樁長(zhǎng)3m；
（2）在坑周設(shè)置鉆孔樁，樁長(zhǎng)11m;
（3）在鉆孔樁間布設(shè)旋噴樁;
（4）第一次開(kāi)挖，開(kāi)挖至地表下1.3m;
（5）在地表下lm處設(shè)置第一道支撐;
（6）第二次開(kāi)挖，開(kāi)挖至地表下4.3m;
（7）在地表下4m處設(shè)置第2道支撐;
（8）第三次開(kāi)挖，開(kāi)挖至地表下8m。
4、結(jié)束語(yǔ)
在軟土地區(qū)的基坑工程，因?yàn)檐浲翉?qiáng)度低，壓縮性高的特點(diǎn)無(wú)法提供足夠的被動(dòng)土壓力，常常需要對(duì)被動(dòng)區(qū)進(jìn)行水泥土攪拌加固。加固后的形成的水泥土除了能夠提供較大的被動(dòng)土壓力外，還可以為支護(hù)樁提供很好的嵌固層。但是由于水泥土強(qiáng)度具有時(shí)效性，齡期越高，強(qiáng)度越大。在基坑工程的設(shè)計(jì)和施工中往往由于無(wú)法確定其強(qiáng)度變化的規(guī)律性而忽略了這一特點(diǎn)。本文結(jié)合具體工程，對(duì)基坑工程進(jìn)行時(shí)坑內(nèi)加固設(shè)計(jì)和坑周支護(hù)設(shè)計(jì)，實(shí)踐證明這一設(shè)計(jì)可行。
