张保民
北京城建道桥建设集团有限公司 北京 100022
摘要：在高楼耸立的今天，建筑工程的种类多种多样，所需要的设计难度也在逐步增大。众所周知的，任何事物都需要一个好的基础，建筑更是如此。基坑是支撑建筑物重量的物体，基坑的稳定性对于建筑物的稳定性起到了非常大的作用。本文通过对基坑施工过程中土体的变形的分析，总结出几种基坑变形的类型提出了相关处理措施，并结合具体工程案例进行了具体分析。
关键词：土体变形；基坑降水；处理措施
引言：
中国是一个人口大国，对于土地空间的利用率较高，部分基坑因为位于地铁的上方，具有一定的风险。因此，基坑施工引发了越来越多的工程问题，而为了能够更好地利用土地的空间资源，部分施工人员在基坑的周围也建筑也建造了大量的建筑物，这使得地基不仅要承受土地本身的重力，还要负荷建筑物的重量，所以会导致地基土体产生变形。基坑施工所引起的土地变形的类型有很多种，它的影响因素需要我们去分析探讨，而处理措施需要我们通过日积月累的工程经验进行探索。
一、基坑变形
（一）概念
在基坑施工的过程中，由于基坑内的土被挖出造成围护结构在内外压力差的作用下产生位移而引起围栏外侧土体的变形，造成基坑外的土体或建筑物移动与沉降或者产生向下的沉降趋势。所以基坑原有位置的平衡遭到破坏，使其产生受力不平衡的现象，这种土体的移动称为基坑的变形。［4］
（二）变形表现
基坑土体变形大概可以分为四种分别为围护墙体水平变形、围护墙体竖向变位、基坑底部隆起和地表沉降。
（三）变形的影响因素
基坑的变形对周围的建筑物、地下管线、构筑物以及道路的安全产生了非常严重的威胁，尤其是人流量密集的地方，更应该严格控制基坑的变形。经过研究指出，基坑变形的影响因素有：（1）基坑的地下水、气候环境、地质特征以及土的各种物理学指标；（2）基坑形状、深度及大小等；（3）基坑所在周边环境，例如有无河流水沟、有无地下建筑及周边建筑物等；（4）支护结构的种类、排列顺序等，基坑设计的平面尺寸和开挖深度等；（5）设计方案中的方法和随机应变的能力等。
（四）变形控制
当基坑的附近出现大量建筑物时，必须控制基坑的变形以保证临近建筑物的安全和人们的安全。基坑的变形控制主要有以下几种方法：（1）增加围护结构和支撑的刚度；（2）增加围护结构的入土深度；（3）加固基坑内被动区土体。加固方法有，条形加固、裙边加固及两者相结合的形式；（4）减少每次开挖围护结构处主体的尺寸和开挖时间，这一点在软体地基施工时尤为重要。按设计要求分段开挖和浇筑底板，每段开挖中又分层分小段分段、并限时完成每小段的开挖和支撑；（5）通过调整围护结构深度和降水井布置来控制降水对环境变化的影响。
保证深基坑坑底稳定的方法有，加固围护结构入土深度、坑底土地加固、坑内井点降水等措施；适时施作底板结构。
二、土体变形的类型及处理措施
土体是特殊的土程组合体，是与工程建筑的稳定、变形有关的土层的组合体，是人类活动和工程建设的研究对象。
（一）基坑开挖产生的土体变形
基坑是根据计算出来的各种参考系数开挖出来的土坑。基坑开挖前要根据当地的地质情况和各种数据制定出合适的方案，有次序地分段分层开挖。
基坑开挖的过程中要确保每一层都做好支护，而且一定要挖一层支护一层，如果上一层的支护不够，没有达到之前所设计的标准强度，那么就不能继续往下挖，应该把这一层的支护做好，在进行基坑开挖时，一定要保证工程的质量，特别是下雨天，应该停止施工开挖［1］。
在基坑开挖时，要提前做好准备，不能少挖也不能超挖，这样也可以防止人力的浪费，而且还应该在开挖前事先准备好边坡线，按照之前设计好的数据进行施工。
在开挖时如果遇到机械挖不到的角落，一定要及时通过各种方法，比如人工等转移出去。
（二）基坑降水产生的土体变形
基坑施工过程中很容易出现许多工程状况，例如，流砂、管涌、坑壁土体的塌陷等，而基坑降水可以保障施工的安全。基坑在进行降水的时候，基坑周围的水位会由于平衡作用而下降，而地下水也会因为土体的渗透作用，水渗透到了基坑内，因此而使得地下水水位也会下降，但是土体的透明性就会变大，从而导致土体发生沉降变形。由于地下水渗透被破坏，所以基坑就会坍塌。
所以，防止基坑降水产生的土体变形的措施很重要，开挖基坑时，特别需要注意的是高水位地区，一般都会有降水措施，而且特别是深基坑，降水更是非常重要的。在进行降水前，应该对周围的环境进行检测，制定合适的降水标准，以减少降水基坑四周事物的影响，避免使基坑因为降水而发生土体沉降。我们应该细心观察，合理的进行井点降水，把风险降到最低，并且设置灌水系统在降水的基坑边缘处。地下水对于基坑底部极具破坏力，所以我们应该找一些防护措施防止地下水渗透，而且还要增强土体自身的防护能力［2］。
（三）基坑坑底出现冒水、流砂产生的土体变形
基坑开挖的过程中或者开挖后，基坑底部出现了冒水的地方，水不断涌出造成基坑塌陷，其主要原因是在开挖前没有做好充分的准备，没有了解清楚当地的地质情况，所以在施工的过程中对防水、排水措施的执行力度不够。
所以在基坑开挖是应该认真侦察当地的地质结构以及地下水情况，必要时还可以采取井点降水的方法降低水位。而在开挖前，在基坑的周围也应该设置排水系统，使地下水和地上水保持相对的平衡稳定。
（四）基坑坑底隆起产生的土体变形
基坑底部隆起变形，使建筑物产生沉降变形。它的表面隆起，人不能踩在上面，因为会发生轻微的颤动，使四周变得凸起，进而使得基坑所能承受的能力变弱，隆起变形。
对于隆起的基坑底土层，应该在坑外进行卸载，挖走一部分的土体。坑内应该按照实际情况进行加固，减少挤压产生的隆起。
三、工程问题分析
（一）工程概况
富民路市政道路工程位于北京环渤海高端总部基地内，道路全长约4.0千米，是一条重要的南北向交通干道，为沿线规划建设用地提供交通出行服务。本标段工程名称为通州区台湖镇富民路（站前街次西路-次渠京华园东路）道路、雨水、污水、给水、再生水管线工程，按照城市主干建设。污水管线为单线布置，自神树路至次渠京华园东路位置位于规划施中以西2.5米。采用顶管敷设，顶管采用泥水平衡机械顶进和微型顶管顶进两种方式。
（二）施工降水设计及施工效果
污水工作坑尺寸(8m*8m)与接收坑尺寸(8m*6m),深度均为8米。工作坑及接收坑采用管井降水措施降低地下水位，设计降水井深度深于基底标高4.00m考虑，布井间距控制在5.00~8.00m比较适合，每座基坑设计6口降水井。采用大口井进行基坑降水，土方开挖，大口井中心设在距基坑开挖线不小于1.50m的位置，且均布于基坑四周，成井直径为600mm，无砂滤管直径300-400mm，滤料采用2-4mm砾料加粗砂级配。
降水施工运行过程中部分基坑降水效果差，基坑开挖过程中出现流砂现象，基坑内存在大量积水，基坑周围土体沉降现象严重，基坑支护结构整体下沉10cm，挡土墙倾斜开裂，地质变化性质较大导致基坑无法正常施工。
（三）施工降水补充轻型井点降水及注浆设计
管井降水不到位主要在流砂层中，由于射流泵每层降水有效降水1m，需要分层降水。竖井内每层设置4台7.5KW射流泵。抽水管采用管径φ25mmPE聚乙烯管，间距1m，长度5-6m。抽水总管为直径φ50mmPE聚乙烯管。打孔向竖井外偏斜30°～45°，采用长2.5米管径φ32mm无缝钢管。竖井采取真空降水位置根据现场开挖侧壁含水层位置布设。
周围土体沉降现象严重，基坑支护结构整体下沉注浆采用二重管无收缩定向旋喷WSS工法施工，速度快，成孔直径小，成孔直径只有50mm，对土壤扰动较小；基坑外侧注浆孔横向和纵向间距分别为0.5m，基坑底部注浆孔横向和纵向间距分别为1m，注浆影响半径为0.5m，以保证处理后地基连成一体。考虑浆液的均匀渗透，按梅花型布孔。注浆范围为基底以下2.5米，侧壁注浆范围水平厚度2m。注浆材料采用水泥水玻璃双液浆。
注浆压力大，在注浆前，需要对竖井砂层位置进行封底。注浆压力一般压力控制在0.3～1.5MPa效果最佳，现场由于竖井已开挖，临近竖井侧壁压力不能太大，否则破坏侧壁稳定，外侧可加大压力，现场做试验确定。注浆管使用的喷入管直径为Φ42mm，在端点装有管内混合器，使浆材充分混合。注浆速度一般控制在10～20L/min。随着注浆量的增加，注浆速度会逐渐减低，注浆压力则逐渐增大。注浆流量当减少到5～10L/min时，注浆压力应该基本达到设计压力，说明注浆饱满，稳压后可停止注浆。在注浆完成后，降水井必须继续进行抽水作业，减少侧面及底面压力，防止井内渗水。
为保证基坑安全质量，采取先注浆后轻型井点降水进行施工。
（四）补充轻型井点降水及注浆主要施工方法
主要施工方法包括两个，一个是井点降水施工，一个是注浆施工。井点降水施工时，应先考虑施工前的准备，然后用钢尺测放井点，定位井管点用竹签插入地下做好标识，经复测合格后的井点报监理方和甲方验收确认。井点管设采用导杆冲枪式冲法成孔，在施工时还应该降水，是为了满足开挖施工和竖井施工的需要，在井点降水系统运转时，应该有专人操作与维护。注浆施工工艺流程：准备工作→测量放线→钻机定位→钻孔→钻孔到位→注浆→注浆管回抽0.5米→补浆→注浆至设计终止→钻机移位
下图为井点降水工艺具体流程图：
四、结束语
影响基坑土体变形的因素有很多，需要我们在基坑施工的过程中认真负责，特别是在开挖之前的地质侦察，人文、气候、地理环境、地下水等的调查，一定不可马虎，尽量把不利因素都排除在外，重视安全事故，对于突发情况也能很好的应对，并制定出切实有效的方案。
参考文献：
[1]徐中华.上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形状研究[D].上海：上海交通大学，2017，12（7）：29-37.
[2]黎春盛.论建筑深基坑挖土施工技术分析[J].科技信息，2017，003（17）：98-102.
[3]魏少伟，郑刚，刘畅.滨海新区浅层软土卸荷变形性状实验研究[J].水文地质工程地质，2018，37（5）：77-82.
[4]徐国民，吴道明，杨金和 昆明某训练基地基坑变形失稳原因分析，中国侦察与岩土工程，2018，34（6）：86-93.
[5]陆伯鑫.浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].科技资讯，2017，012（15）：124-131.