分级预留反压土在基坑盆式开挖中的应用探究

分级预留反压土在基坑盆式开挖中的应用探究

商晓

武汉地铁集团有限公司 湖北武汉 430030

摘要：本文将详细介绍基坑盆式开挖分级预留反压土的试验模型，根据试验结果，提出改进边坡安全系数、保证地表稳定及构建围护结构三项分级预留反压土的实际应用，保障基坑建设的安全与质量。

关键词：分级预留反压土；基坑盆式开挖；边坡安全系数

引言：基坑内部的预留反压土建设主要包括弹性地基梁、围护结构与附加应力等，为保证其更好地应用在基坑建设中，技术人员设置了试验模型，借助试验结果，了解并掌握基坑工程的变化规律，从而提升其建设稳定性。

一、基坑盆式开挖分级预留反压土的试验模型

为加强基坑工程建设，技术人员针对预留反应土设置了对应性试验，首先，其搭建了一个有限元模型，该模型的竖直方向为45m，水平方向则是70m，借用实体单元开展地下连续墙与各种岩土的模拟，该模型土体为摩尔-库伦弹结构。具体来说，试验人员详细编制了各类土层，其包括填土、淤泥质黏土层及砂质黏土层等，并模拟施工状况设置对应的土层参数。其次，技术人员根据设计文件打造基坑围护结构，该桩木的名称为荤素咬合桩，其荤桩为混凝土灌注桩；而素钢筋混凝土灌注桩则为素桩，其弹性模量要小于荤桩，即素桩模量E=22.0GPa，荤桩模量E=30.0GPa，二者间的咬合厚度为a=a₁+a₂，依照抗弯刚度原则，荤桩的惯性矩I_A=πd⁴_A/64，通过计算与分析，试验人员可得到连续墙的等效厚度。最后，根据等效连续墙厚度的相关参数，即当该模型中的等效厚度为1.12m时，其弹性模量为28.4GPa、泊松比值为0.22，重度在25.0kN m^-3。通过对该模型的计算与研究，试验人员掌握了基坑工程的变化规律，也为后续的施工应用打下坚实的基础^[1]。

二、基坑盆式开挖分级预留反压土的实际应用

（一）改善边坡安全系数

技术人员通过试验了解了预留反压土的施工结果，并经过分析与研究掌握了影响基坑工程建设的多项要素，如边坡安全系数。具体来说，在试验设计之初，试验人员对基坑规模或周遭环境都做出了明确规定，并根据基坑工程设计规范开展该项工程建设，借助其地表沉降的具体控制值与维护结构的变化来判定土层加固方案是否合理。

根据城市交通工程的技术规范，试验人员为工程设计的等级较高，其该边坡的安全系数始终维持在1.25左右。施工人员在开挖基坑的过程中其加固前的旋喷桩数值始终处于变化中，基坑开挖施工会经历四道工序，在开展第三道施工期间，边坡安全系数值为1.27，但当完成第四道后该系数反而下降到1.02，受内部施工的某些因素影响，预留反压土的稳定性急速降低，因此，试验有施工人员需进行必要的措施加固其内部土层。当土层成功加固以后，每道施工工序的安全系数都处于稳定增长状态，而3.41、1.77与1.44均高于1.25的标准值，因而只有在对基坑内部土层加固的情况下，边坡的预留反压土才会处于稳定状态。

（二）保障地表稳定

施工人员在给土层加固的前后会清晰地发现基坑内外侧的地表值变化，在挖置基坑土层时由于采用分级挖掘法，导致地表内部沉降值逐渐增大，且其最低沉降处向基坑侧面倾斜。在完成开挖步骤三后该处的地表沉降与基坑相距约10.1m，且最大值为35.2mm；而在开展步骤四的基坑挖掘期间，其与基坑的距离缩小到6.1m，地表沉降的最大值则上升到235mm。通过试验中地表数值的变化，试验人员需掌握地表沉降的规律，并借助标准控制范围来保障地表稳定，由当前数据显示，在完成步骤三后地表沉降就已超过标准值。

一方面，借助基坑施工的试验模型，技术人员应地表沉降的下降规律，并适时对土层开展加固工作，分级挖掘土层的方法会加速地表沉降的变化，完成步骤二以后，其与基坑相隔30m，且最大沉降值在4mm左右；步骤三的沉降最大值在10.4mm，且与基坑距离在18.1m左右；步骤四完成以后该地表沉降值上升到18.8mm，而其与基坑的距离并未发生任何改变，仍旧为18.1m。利用加固后的数据信息，试验人员可了解到在完成步骤三的施工期间，其地表沉降的情况也出现些许变化，由于其形成了一个稳定性极强的沉降坑，该数值与设计要求、建设规范相符^[2]。

另一方面，施工人员在开展实际基坑施工时需依照工程建设的具体情况，并将多类因素纳入考虑范畴中，其原因在于试验的模拟属性更强，其若想观察施工中的地表变化，需保证其他因素不变。比如，试验人员为研究地表沉降值的变化，其会保障施工期间的其他因素不变，但在实际施工时，基坑外围的围护结构会发生些许变化，并出现隆起现象，而该模型却未能考虑到围护结构值变化，其行为也会给实际施工造成额外负担，影响地表沉降值的稳定度。

（三）搭建围护结构

围护结构也会影响到盆式基坑工程建设，在对基坑土层开展加固以前，该地连墙会发生水平位移。

首先，在完成施工步骤一后，其地连墙会在深度增加的同时缩减水平位移值，当处在桩顶位置时水平位移值为最大，大约在26.7mm。此后，随着施工工程的逐渐深入，地连墙的水平位移值则发生了改变，在完成步骤二的施工工序后，其水平位移值则增加到了42.8mm，且该位置与桩顶相距10m，墙体位移值也随之改变，相较于施工步骤一，其增加了2.6mm。其次，在开展基坑步骤三的施工时，其水平位移值则移动到88.8mm，其与桩顶位置不变的情况下，墙体水平位移则持续增加，最高值可达42.7mm。在开展基坑项目施工前，设计人员应适时掌握围护结构的变形控制范围，根据已知的标准数据，该试验从步骤二开始其墙顶最高水平位移与地连墙墙体的位移数值都超出标准，该工程建设存有较大的安全隐患。最后，技术人员需采用必要手段对围护结构实行加固工作，在完成加固以后，其步骤一施工后的结果与墙体加固前相似，桩顶的最大水平位移值为14.8mm；步骤二完成后其位于桩顶的水平位移值有所缩减，最高值在12.6mm左右；施工人员完成步骤三以后，该地连墙的水平位移值有所增加，处在桩顶的位移值是23.5mm；步骤四的施工则是在之前的基础上增加了水平位移值，其与桩顶间的距离也有所变化，根据相关试验中的结果表明，当其与桩顶间的距离增大时，地连墙的最大水平位移值也有所增加，且加固后的数据值都能达到施工管理人员的设计要求与施工规范。

总结：综上所述，在开展盆式基坑的过程中，预留反压土会引起工程内部的多种变化，如地表沉降、边坡安全系数改变等，试验人员借助工程试验，掌握其变化规律，继而完善此类工程建设。

参考文献：

[1]李志慧.逆作法施工预留反压土的作用效应分析[J].四川建材,2020,46(05):66-67.

[2]李淑,张顶立,邵运达.预留反压土台在控制地铁车站深基坑变形中的应用[J].建筑科学,2019,35(11):118-125.