□趙斌

LJ LJ箱涵工程基坑建基面隆起原因分析及建議

□趙斌

LJ箱涵工程在施工過程中，箱涵建基面出現(xiàn)隆起等情況，通過計算分析建基面隆起原因，并就施工注意事項提出建議。

LJ箱涵；建基面隆起；板樁；抗傾覆

土建工程建設(shè)中，合理的施工組織設(shè)計能夠提高效率、節(jié)約資金。然而，不當(dāng)?shù)氖┕ご胧┛赡軒聿涣嫉暮蠊１疚膶J箱涵工程基坑建基面隆起的原因進行分析，為問題的處理提供參考。同時，就基坑采用板樁支護時應(yīng)注意的事項提出建議，對類似工程具有一定的借鑒意義。

1.基本情況

LJ箱涵建基面高程0.0m，現(xiàn)狀地面高程12.0m，設(shè)計開挖基坑采用梯形斷面，臨時邊坡系數(shù)為1：2，6m設(shè)置一級馬道分級開挖。實際施工中，施工單位采用了直立板樁支護，主要尺寸見下圖。

實際施工基坑橫斷面圖

在施工進行中，箱涵建基面出現(xiàn)了隆起、不斷冒水現(xiàn)象，板樁出現(xiàn)了傾斜，板樁頂部最大水平位移約50cm。本文根據(jù)實際情況通過計算分析其原因。

2.計算分析

擬建箱涵處主要地質(zhì)條件和參數(shù)如下：

工程區(qū)域附近主要土層包括淤泥質(zhì)黏土、粉細砂，建基面以上以淤泥質(zhì)黏土為主，建基面以下有約0.5m厚淤泥質(zhì)黏土，以下以粉細砂為主?？睖y期間地下水位12.0m，基本與地面齊平，高于建基面12m。淤泥質(zhì)黏土天然容重19.2kN/m3，浮容重9.8kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=12°，粘聚力C=22kPa。粉細砂天然容重19.5kN/m3，浮容重10kN/ m3，內(nèi)摩擦角φ=25°，粘聚力C=5kPa。

根據(jù)該工程施工中采用的板樁結(jié)構(gòu)尺寸對板樁進行穩(wěn)定驗算。計算按照懸臂式支擋結(jié)構(gòu)考慮，各荷載對板樁底端取矩，抗傾覆力矩與傾覆力矩的比值作為穩(wěn)定安全系數(shù)，計算公式及參數(shù)從略。

作用在板樁上的荷載主要包括主動土壓力、被動土壓力、水壓力等。板樁前（臨近基坑一側(cè)）土壓力按被動土壓力考慮，板樁后（擋土側(cè)）土壓力按主動土壓力考慮并計入板樁頂部以上放坡至原地面的土體對板樁的作用力。結(jié)合現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)建基面涌水現(xiàn)象，地下水位按高于建基面1m考慮。經(jīng)計算，板樁抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)為0.55，安全系數(shù)遠遠小于1。

通過計算并結(jié)合現(xiàn)場實際情況對基坑建基面隆起主要原因進行分析。

從板樁頂部產(chǎn)生較大水平位移的現(xiàn)象可以判斷，這種變形不是板樁自身的撓曲變形，而是發(fā)生了整體轉(zhuǎn)動。根據(jù)計算成果可知，板樁抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)遠遠小于1，板樁后主動土壓力等荷載所產(chǎn)生的傾覆力矩大于板樁前被動土壓力等荷載的抵抗力矩，作為支擋結(jié)構(gòu)的板樁抗傾覆失穩(wěn)，產(chǎn)生整體轉(zhuǎn)動，同時引起了板樁前建基面以下土體剪切破壞，形成地面隆起。

建基面以下土層有黏性土及砂性土，建基面以下0.5m為黏性土、以下為砂性土。從施工現(xiàn)場情況來看，建基面出現(xiàn)不斷向上冒水的現(xiàn)象。由此可以判斷，施工時地下水位較高，未降至建基面以下，形成較大揚壓力。對于建基面以下的土體，上部黏性土透水性較弱，下部砂性土透水性較強，致使上部黏性土承壓，黏性土土體重力小于地下水的揚壓力，造成該地層向上隆起，甚至發(fā)生流土破壞。

綜上，該工程基坑建基面發(fā)生隆起的主要原因：一是板樁支護結(jié)構(gòu)抗傾覆失穩(wěn)，建基面土體發(fā)生剪切破壞。二是施工期地下水位較高，建基面黏性土承壓，抗浮能力不足。

3.建議

通過該工程實例可知，建筑物基坑施工中，不當(dāng)?shù)氖┕ご胧┛赡軒聿涣嫉暮蠊?。對于高地下水位的深基坑施工，提出以下建議：一是深入了解地層及水文地質(zhì)條件，合理進行施工組織，降低地下水位。二是當(dāng)采用支擋結(jié)構(gòu)時，注意對其穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)進行驗算。當(dāng)其頂部有其它荷載時，應(yīng)充分考慮這些荷載對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和承載力的影響。特別是支擋結(jié)構(gòu)頂部以上有較厚覆土?xí)r，盡管已經(jīng)放坡，但仍然可能產(chǎn)生不利于結(jié)構(gòu)的作用力，驗算時應(yīng)充分考慮?！?/p>

2017-06-12

趙斌，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，高級工程師。