软土地层桥梁深基坑支护结构类型

软土地层桥梁深基坑支护结构类型摘要：桥梁工程大部分建造在软土地区，合理的设计软土地层深基坑的挡土支护结构是建筑工程界的重要课题之一，直接关系到整个桥梁工程的质量。本文通过对软土特性的分析，确定软土地区挡土支护结构类型的基本原则以及根据基坑开挖深度不同确定不同的挡土支护结构类型，可为相关工程提供参考。关键词：软土；深基坑支护；结构我国的桥梁工程，特别是大型桥梁工程大部分建造在软土地区，如何合理地设计软土地区深基坑挡土支护结构已成为建筑工程界急需解决的重要课题之一。在软土地层的桥梁深基坑开挖中如稍有疏忽，必然会导致邻近建筑及地下管线的损坏，深基坑事故已屡见不鲜，但是只要我们以科学的态度认识、研究和把握软土的工程特性，认识和研究它对工程的反应和危害的规律，以及制定相应的防治措施，在设计与施工中充分考虑软土的特性，亦可以再软土区进行深基坑开挖并保证施工安全。1软土的特性软土是一种简称，主要是由细粒土组成，它表明就地基土的总体而言是软弱的。按《岩土工程勘察规范》（GB-50021-94）规定，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等，其压缩系数宜大于0.5MPa-1;不排水抗剪强度宜小于30KPa。1.1软土的分布和物理力学指标软土在我国大多分布在沿海地区，在内陆平原和山区也有分布。按地址成因，我国的软土有：滨海环境沉积软土（例如我国东海、黄海、渤海和南海等沿海地区）；三角洲沉积软土（例如长江三角洲、珠江三角洲和钱塘江三角洲等地区）；河流环境沉积软土（例如武汉、南京等地区）以及湖泊或沼泽环境沉积软土（例如昆明、贵州水城等地区）。不同成因的软土有其不同的特性。软土的物理力学指标主要有软土层深度、含水量、重度、孔隙比、饱和度、液限、塑性指数、液体指数、渗透系数、压缩系数、无侧限抗压强度等。1.2软土的工程特性软土的工程特性有：（1）触变性：当原状软土受到振动后，土结构的连接被破坏，强度降低或很快地使软土变成稀释状态，易产生侧向滑动、沉降及基地面侧向挤出现象。（2）流变性：在剪应力作用下，土体还会发生缓慢而长期的剪切变形。（3）高压缩性：压缩系数大，大部分压缩变形发生在竖向压力为100KPa左右时。（4）低强度：不排水抗剪强度一般在20KPa以下。（5）低透水性：透水性能弱，一般竖向渗透系数在i*（10-8~10-6）cm/s之间，对地基排水固结不利；在加载初期，地基中常出现较高的孔隙水压力，影响地基沉降，使建筑物沉降的延续时间很长。（6）不均匀性：由于沉积环境的变化，粘性土层中常局部夹有厚薄不等的粉土，使水平向和竖向分布上有所差异。2软土地区桥梁深基坑支护结构选择原则从总体上考虑，必须从基坑的具体情况出发，根据基坑周边场地条件和地址条件接近或不同的情况，采用同一或多种挡土支护结构类型从场地条件考虑，如果基坑周围场地较为开阔，则可采用上段放坡开挖，下段采用深层搅拌水泥土桩墙或高压旋喷桩墙等；如果基坑周围施工宽度狭小并且邻近建筑物需要保护时，则必须按照被保护建筑物的重要性与安全等级标准，采用能够相应控制地面位移与沉降的挡土支护结构类型。当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础形式等因素，确定地下水控制方法。场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时，应对基坑采取保护措施。从基坑开挖深度和范围考虑，开挖深度较小时，可采用悬臂式挡土支护结构；开挖深度较大时，可视情况采用单支点或多支点挡土支护结构；开挖范围较小时，可采用内撑型支点；开挖范围较大时，可采用单层或多层锚杆。支护结构设计还应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。从土质地质条件考虑，在土质较好的情况可采用土层锚杆或排桩等类型，土质较差的情况，则可采用深层搅拌水泥桩墙；当软土层很厚的情况下，可采用地下连续墙。从地区考虑，各地区软土的工程特性差异较大，因此挡土支护结构不能照搬照抄，应根据地区特点因地制宜地设计与施工。3软土地基桥梁深基坑支护结构选择3.1开挖深度小于6m基坑支护结构类型在场地允许的条件下，采用悬臂式深层搅拌水泥土桩墙较为合适，一般采用双头湿法水泥土搅拌桩。根据各地经验，墙厚为开挖深度的0.6~0.8倍；墙插入坑底以下深度为开挖深度的0.8~1.5倍。也可采用直径为600~800mm灌注桩密排，桩与桩的相切处可用树根桩封密，也可以灌注桩后面压力注浆或设深层搅拌水泥桩，在灌注桩顶部须设一道圈梁。还可选择通过打入钢板桩、预制混凝土板桩或方桩，其后面压力注浆、加水泥搅拌桩或旋喷桩，设一道围檩的支护结构类型。3.2开挖深度6~10m的基坑支护结构类型在场地允许的条件下，采用悬臂式深层搅拌水泥土墙。例如上海新世纪商厦的基坑开挖深度，从自然地面算起，大部为8.5m，局部深度为9~11.40m，占地面积约为2000m2,，成功的采用了悬臂式样深层搅拌水泥土墙。采用直径为800~1000mm的灌注桩，后面压力注浆、设深层搅拌水泥桩或旋喷桩作防水帷幕，一般设置1~2道支撑，有时还可不设支撑。例如汉口大桥，挖深7.68m，采用钻孔灌注桩挡土支护，桩长19~21m，并在桩前用粉喷桩加固流塑状淤泥质土体，桩后用压力注浆止水。对于开挖深度9~10m的基坑，也有采用地下连续墙的，壁厚为600~800mm，另外加设支撑系统。若基坑面积较大且宜形成较大的集雨面积而导致塌方，为避免该现象则应在挖土过程中队开挖坡面采取保护措施，一般采用在坑内的留土平台及坡面在其保护棉铺设钢筋网，之后在其上面覆盖50ram左右厚的细石混凝土，并在坑外卸土坡面上铺设一层无纺土钉布之后在其上铺设钢筋网并覆盖50ram厚细石混凝土，并在其坡面留有泄水孔。同样也可以采用打入预制混凝土板桩或钢板桩，并采用注浆或深层搅拌水泥土桩措施，再设置支撑或锚杆支护。若地下土层条件较好则可放宽基坑深度范围，由于水泥搅拌桩既可挡土又可挡水，可与钻孔灌注桩配合使用。3.3开挖深度10m以上的基坑支护结构类型采用直径为1000~2000mm的灌注桩，后面压力注浆或水泥土桩挡墙作防水帷幕，一般设置2~3道支撑。如上海滩国际大厦，挖深11.85m，采用单排钻孔灌注桩挡土，直径1100mm，间距1250mm，桩长25m。防水止水方法是在挡土桩外侧设直径700mm双头单排深层搅拌桩，桩长18m，搭接20cm，与挡土桩之间用压密注浆进行填充，深度16m。采用3道井字形双向正交钢筋混凝土水平自支撑。桩锚式支护是武汉、天津和广州等地区常见的支护类型。如天津某大桥开挖面积较大，平面很不规则，坑深14m，选用钻孔灌注桩及3排预应力锚杆支护，桩长28m，3排定喷防水板墙深入基岩，形成止水帷幕。钢筋混凝土地下连续墙加支撑或锚杆也是常见的挡土支护结构类型。例如上海某大桥，基坑开挖深度为11.10m，局部挖深为13.80m，采用壁厚800mm，深度23.10~25.10m的地下连续墙，接缝处用注浆封闭，另一侧设围护加固体，基坑底部注浆加固。4评述深基坑施工是整个桥梁工程施工的关键环节，软土地层桥梁深基坑施工应该把安全生产摆在极其重要的位置，在施工前必须做好支护设计，在施工过程中要选择正确的施工工艺，对发生的问题能够及时处理，并且注意做好监控量测工作。只有这样才能最终保证施工质量，保证施工安全并降低施工成本，保证工程的经济效益。参考文献：[1]建筑基坑支护技术规程，JGJ120－99．[2]公路桥涵施工技术规范，JTJ041－2000．[3]赵志缙，应惠清.简明深基坑工程设计施工手册.北京：中国建筑工业出版社，2000．[4]江洪，徐永超.软土地层桥梁深基坑支护设计与施工[J].工程科技2008