深基坑开挖沉降变形的分析研究

深基坑开挖沉降变形的分析研究

丁成发

身份证号：440524196806291239

摘要：深基坑开挖施工中必须严格按照规范要求和施工组织设计内容提前准备，优化基础土方开挖施工的技术措施，提高建筑基础士方开挖施工的预见性、科学性、合理性。

关键词：深基坑开挖；基坑变形；监测 

前言

在高层建筑物设计施工中，一般需要开挖深基坑，深基坑不仅可提高土地的空间利用率，同时也为高层建筑物的抗震、抗风等提供稳固的基础。随着建筑高度的增加和规模的扩大，基坑深度和防护边坡的高度也不断加大。随着基坑开挖宽度和深度的不断增加，深基坑的变形也随着增加。

1导致基坑变形的影响因素

（1）设计因素。主要有基坑的平面尺寸和开挖深度、围护墙体的刚度及和地质条件、支撑的刚度和道数、支撑的位置、预应力大小以及被动区的土体加固等。

（2）施工过程。基坑施工过程对基坑工程变形的影响是非常大的。许多工程事故的发生，除部分由于设计失误或考虑不周的原因外．绝大数与施工因素有关。主要表现为基坑的施工方案、施工时是否按照设计进行施工以及施工质量的好坏。开挖基坑时不可避免地会引起地基卸载和土体应力释放，进而会影响基坑的稳定性和安全性，合理的分层分区对称均衡开挖有利于控制变形的发展。

（3）地质条件。基坑工程的设计和施工与自然条件密切相关．设计中必须全面掌握基坑所在地的工程地质、水文地质和气候条件等特点．而调查工程所处位置的工程地质和水文地质条件是确定支护方法、开挖方法、降水方法和地基加固等设计的基本依据。 在硬质粘性土层中不大可能由于渗流而出现管涌问题。在基坑的开挖过程中．坑底隆起可能比侧向位移更为危险：对于超固结粘土， 施工开挖前土中的静止土压力系数比较大．所以侧压力也比较大．开挖后可能引起比较大的侧向位移．甚至可能在开挖面底部的被动区土体中出现破坏．其开挖引起的地表沉降与砂土大致相同。在饱和软粘土中进行基坑开挖产生的地层位移比砂土和硬质粘土中大很多，当围护墙体有足够的嵌入深度时，最大水平位移出现在坑底附近。

2基坑变形的形式

在实际的开挖过程中，基坑变形有以下几种。

(1)坑底的隆起。造成该问题的原因有两种，一种是在开挖的过程中竖向地应力平衡被打破，土地为了保证原有的平衡，所以底部隆起；另一种是在开挖的过程中，两侧产生了压力的差值，对底部的土地产生挤压，最终导致底部隆起。

(2)支护结构变形。支护结构变形，也分为两种，一种是竖直方向的变形，一种是水平方向的变形。由于在实际的施工过程中竖直方向的变形程度很小，对整体工程不会产生较大的影响，因此不对该问题进行深入的研究。而造成水平方向变形的原因主要有四种，分别是悬臂式变形、踢脚式变形、内凸式变形以及复合式变形。在实际的施工过程中，支护桩的入土深度，有无内支撑以及内支撑的刚度大小决定了支护水平方向变形的形式。因此在实际的施工过程中，需要选择合适的入土深度，根据实际工程进行分析，判断是否需要进行内支撑，判断内支撑的刚度大小，这样才能够提高支护工作的质量，才能够保障深基坑开挖施工的进行。

(3)地表沉降变形。对于深基坑的施工来说，在开挖的过程中，由于对原始的土层进行了大面积和大工程量的破坏，使得原始土层的平衡被打破，在维护墙的两侧产生了不同程度的应力。在施工后土层需要重塑应力平衡，因此就会导致土层向墙外进行水平上的位移，而土层为了弥补水平位移所产生的缝隙就会发生地表的沉降。在目前的施工过程中，地表沉降的形式主要有两种，一种是抛物线分布的地表沉降，这种地表沉降类型主要是在一些深度不深，但是发挥着非常重要的基坑内产生。这些基坑在施工过程中对于周围的围护结构要求非常高，因此支护结构进入土层的深度也较深，所以在施工后维护顶部和底部的位移较小，所以就就会形成类似于抛物线的地表类沉降。另一种是三角形分布形式的地表沉降，这种地表沉降主要是在一些深度较浅安全性较小的基坑中产生，这是由于安全性较小，所以支护结构不会过深，因此在移除支护结构时导致水平位移较大，所以就形成了三角形分布的地表沉降。

3监测的方法

而在实际监测深基坑的变化情况时，一般可以应用沉降监测法、支撑轴力、地下管线竖向位移、桩墙深层挠曲监测法、围护桩墙顶水平位移监测法以及最为常用的肉眼巡视法等等，这些监测方法的应用都可以在很大程度上保证对深基坑监测结果的准确性，可以及时发现深基坑在施工作业中存在的变形问题。比如，在深基坑施工作业期间，常见的变形主要包括围护结构变形、基坑周围土体沉降或位移、坑底隆起等。无论何种深基坑施工质量问题，一旦深基坑施工作业中出现了变形等质量问题，会给后续建设与施工带来不利影响。而在实际的深基坑施工作业监测过程中，要注意结合现场施工的实际情况，针对所选的监测对象以及应用的监测方法，选择最佳的监测点布置位置，如考虑到深基坑施工作业本身会对基坑周围的围护结构以及周边的地层等带来干扰，所以在实际的深基坑监测施工作业中重点选择地下连续墙变形点、地表竖向位移点等当作主要的测点部位位置，这样可以更好地确保最终深基坑监测施工的整体质量

。

4 深基坑变形的控制措施

(1)在施工前根据工程的特点以及周边环境水文等条件内容进行具体的分析研究，选择适合该工程的支护方式和开挖方式进行施工。

(2)对施工的支护结构进行安全性验算，在不影响工程造价的同时提高支护结构的安全稳定性和强度，这样才能够保障整体施工的稳定进行，提高施工质量。

(3)在施工的过程中，注意开挖顺序，要做到开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖，保证施工质量。

(4)加强基坑监测，对基坑监测有特殊要求时，各监测项目的测点布置、量测精度、监测频率等应根据实际要求确定，监测单位应及时处理、分析监测数据，并将监测结果和评价及时反馈建设方及相关单位，当监测数据达到监测报警值时必须立即通报建设方及相关单位。

(5)对工序和工期进行合理的安排和规划。

结束语

深基坑开挖过程中，为了保护周围既有建筑物和构筑物的安全，通过监测基坑开挖过程中的既有建筑物和地下管线的沉降变化，可以监测基坑周围环境变形，评估其周围环境的安全。基坑工程变形的控制措施．从而为设计优化提供了方法和依据．同时也对信息化施工和基坑的监测工作起到重要的指导和参考作用。

参考文献：

[1]张继东.高层建筑深基坑工程施工及安全措施的研究.智能城市，2019（19）.

[2]郭烽.建设工程中深基坑土方开挖的施工管理.建材与装饰，2019（37）.