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【摘要】所谓软土从我们工程建设的角度上讲就是泛指那些抗剪强度低、压缩性大的软弱土层，它的主要成分是饱和软粘土，它往往与泥炭或粉砂交错沉积。在进行基坑建设的过程中，由于它的自身弱点，作为地基，常常成为棘手的工程地质问题。虽然深基坑支护工程属于工程建设中的临时性工程，但其技术复杂性却不逊于永久性的结构工程。
【关键词】软土，基坑建设，基坑支护
中图分类号：TV551文献标识码： A
一、前言
基坑工程是一门既富理论内涵,又具有非常强的实践性学科。随着我国建筑业的蓬勃发展,土地资源越来越紧缺,高层建筑如雨后春笋,基坑数量随之迅速增加,基坑施工过程出现的问题也越来越多,基坑支护问题已引起了人们的普遍关注和重视。本文就软土基坑支护的设计与施工监测问题进行探讨。
二、软土基坑支护结构设计
软土基坑支护结构由围护结构及支撑两部分组成。围护结构主要承受基坑开挖后的水压力以及土压力。支撑主要是用于传递围护结构传来的荷载。围护结构较支撑结构型式复杂，它的选型很大程度上决定了深基坑支护工程的安全性和经济性。
1、围护结构型式选取优化
软土基坑围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的水压力和土压力并将压力传递到支撑，是稳定深基坑的一种临时结构，主要可以分为如下五类：
（一）板桩式围护结构 采用的型钢构件是工厂制作加工好的成品，强度、品质及接缝精度等质量保证可靠性高，具有耐久性，可回拔校正后重复使用；施工方便、快捷、造价低、工期短；可与多道钢支撑结合，适合软土地区较深基坑。但是，板桩式围护结构接头防水性能差，打桩震动及挤土对周围环境影响较大，不适合在防水要求高的基坑及建筑密集城市市区使用，另外还不适合在硬土层中施工。
（二）柱列式围护结构 施工过程当中噪声和振动小，刚度大，就地浇制施工，对周围环境影响小；施工方便、造价低廉、成桩质量容易保证；但是接头防水性能差，要根据地质条件从搅拌桩、旋喷桩等中选择适当的方法来解决防水问题；在砂砾层跟卵石层中施工慎用；整体刚度差，不适合兼作主体结构。
（三）地下连续墙 优点较为全面，施工噪声低，振动小，就地浇制，墙接头止水效果好，整体刚度大，对周围的环境影响小；适合于软弱地层和建筑设施密集的城市市区的深基坑，施工的基坑范围可达场地红线，可提高场地内建筑物的占地面积，若建筑工程工期紧，施工场地小，可将地下连续墙作为主体结构。但是该支护形式泥浆处理、水下钢筋混凝土浇制的施工工艺较复杂、造价较高，要求较高的施工技术和管理水平。
（四）自立式水泥土挡墙 适合于软土地区、环境保护要求不高，但支护深度一般要小于等于7m；这种施工工艺低噪音、低振动、结构止水性能较好，造价经济。但是围护挡墙较宽，一般需要3-4m，需要占用场地红线内一部分面积。
（五）组合式围护结构 SWM工法结构止水性好，结构强度可靠，适合各种土层，在一定条件下可以取代地下连续墙。灌注桩与搅拌桩相结合的围护结构使用于软弱地层中小于12m的深基坑，当开挖深度超过12m且地层可能发生流砂时要慎重使用。其中灌注桩作为受力结构，搅拌桩作为止水结构(有些工程也运用旋喷桩作为止水结构)。这种围护结构形式施工噪音低、振动低、施工方便、造价经济、止水效果好。
以上五种围护结构都有各自的适用性，根据不同工程条件以及各种围护结构的特点进行选择，主要是采用定性的评价，根据基坑的周边环境条件、地层条件、地下水埋藏条件各种围护结构类型的特点、适用条件等综合进行围护结构类型的优选。也有少量的工程设计人员用模糊数学的方法进行围护结构类型的优选。目前主要是参照围护结构类型的特点及适用性选取。
2、支护结构设计计算的优化
支护结构的设计计算优化也称细部优化。这种优化主要是通过最优的计算方式以及计算模型并考虑支护结构的整体性跟时空效应来对支护结构进行内力分析，從而指导支护结构配筋量与其他材料用量，达到优化效果。
（一）最简单的方法是规范规定的弹性抗力法，它通过支护结构系统位移，最大弯矩，剪力等计算，优选出合适的设计方案。此外，还有通过数学模型进行优化设计，其过程是选取设计变量列出目标函数给定约束条件后便可构造出最优化设计的数学模型，该模型通过各种算法进行求解。
（二）以往工程的经验也很重要。根据大量工程监测资料表明，支护桩桩顶位移、桩身变形以及桩身钢筋应力都是中间桩大，在基坑拐角附近(约1／5基坑边长处)，支护结构受力较小，可适当减小桩长和配筋数量或采用单排桩与双排桩混合形式；对于钢筋笼易控制的人工挖孔桩，可采用单面配筋以减小配筋数量。另外，在基坑拐角处设置斜撑，费用不多，但却可以大大增加支护结构的整体刚度及稳定性，设计时应优先考虑。对于深、厚流塑至软塑粘性土层的深基坑，支护结构体前的主动土压力非常大；在深基坑开挖过程中和开挖后，由于土体自重应力释放、土体松弛及支护结构向坑内的变形挤压等方面原因，导致坑底隆起变形和坑底下一定范围内土体强度的降低。为了控制支护结构的侧向位移，减少坑底隆起，降低工程造价，可在深基坑开挖前一定时间内，对支护结构被动区进行加固。
三、基坑施工监测
1、基坑支护监测内容
基坑支护监测一般需要进行下列项目的测量：监控点高程和平面位移的测量；支护结构和被支护土体的侧向位移测量；基坑坑底隆起测量；支护结构内外土压力测量；支护结构内外孔隙水压力测量；支护结构的内力测量；地下水位变化的测量；邻近基坑的建筑物和管线变形测量等。通过对基坑的监测,基本上可以了解基坑的稳定情况。
2、监测方案
监测方案必须建立在对工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案以及基坑工程相邻环境详尽的调查基础之上。基坑工程施工现场监测的内容综合起来可分为两大部分，即围护结构和支撑体系，周围土体和相邻环境。首先建立监测组织、设置控制点。然后进行（一）支护结构水平位移、沉降的监测；（二）桩体的深层水平位移监测；（三）支撑的稳定性控制；（四）周围土体的监测；（五）深层水平位移监测；（六）地下水位的监测采用测；（七）相邻环境监测；（八）建筑物的变形监测（；九）路面、管线沉降监测。
3、监测数据处理及反馈
（一）成果整理
每次量测后,将原始数据及时整理成正式记录,并对每一个量测断面内每一种量测项目,均进行以下资料整理:a)原始记录表及实际测点图;b)位移(应力)值随时间及随开挖面距离的变化图;c)位移速度、位移(应力)加速度随时间以及随开挖面变化图。
（二）数据处理
每次量测后,对量测面内的每个量测点(线)分别进行回归分析,求出各自精度最高的回归方程,并进行相关分析和预测,推算出最终位移(应力)和掌握位移(应力)变化规律,并由此判断基坑的稳定性。
（三）反馈方式
监测数据全部输入计算机,由计算机计算并描绘出各测量对象的变化曲线,然后反馈给有关单位和人员。由于该工程监测中采用的仪器大多数是传感式的,其零漂移或温度补偿等都在计算机中设置,并由计算机处理。
四、结束语
由于深基坑支护的特殊性，合理的设计方案往往是影响深基坑支护工程施工的关键。必须要注重各个设计、施工环节之间的关系，要做到前一步的优化能为后一步做好铺垫，不能将各个环节独立对待。这样才能做成安全、合理、经济的“最优”软土基坑支护。
参考文献：
[1]田高超 李维滨 软土地基深基坑支护工程设计 《山西建筑》2011年28期
[2]赵宁刚，李朋 软土地基深基坑支护的模糊综合评判优选模型 《山西建筑》2013年5期
[3]吴铭炳 软土地基深基坑支护中的土压力 《工程勘察》2011年2期
[4]张虹翔 软土地基深基坑支护工程的施工技术分析 《广东科技》2012年10期
【关键词】软土，基坑建设，基坑支护
中图分类号：TV551文献标识码： A
一、前言
基坑工程是一门既富理论内涵,又具有非常强的实践性学科。随着我国建筑业的蓬勃发展,土地资源越来越紧缺,高层建筑如雨后春笋,基坑数量随之迅速增加,基坑施工过程出现的问题也越来越多,基坑支护问题已引起了人们的普遍关注和重视。本文就软土基坑支护的设计与施工监测问题进行探讨。
二、软土基坑支护结构设计
软土基坑支护结构由围护结构及支撑两部分组成。围护结构主要承受基坑开挖后的水压力以及土压力。支撑主要是用于传递围护结构传来的荷载。围护结构较支撑结构型式复杂，它的选型很大程度上决定了深基坑支护工程的安全性和经济性。
1、围护结构型式选取优化
软土基坑围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的水压力和土压力并将压力传递到支撑，是稳定深基坑的一种临时结构，主要可以分为如下五类：
（一）板桩式围护结构 采用的型钢构件是工厂制作加工好的成品，强度、品质及接缝精度等质量保证可靠性高，具有耐久性，可回拔校正后重复使用；施工方便、快捷、造价低、工期短；可与多道钢支撑结合，适合软土地区较深基坑。但是，板桩式围护结构接头防水性能差，打桩震动及挤土对周围环境影响较大，不适合在防水要求高的基坑及建筑密集城市市区使用，另外还不适合在硬土层中施工。
（二）柱列式围护结构 施工过程当中噪声和振动小，刚度大，就地浇制施工，对周围环境影响小；施工方便、造价低廉、成桩质量容易保证；但是接头防水性能差，要根据地质条件从搅拌桩、旋喷桩等中选择适当的方法来解决防水问题；在砂砾层跟卵石层中施工慎用；整体刚度差，不适合兼作主体结构。
（三）地下连续墙 优点较为全面，施工噪声低，振动小，就地浇制，墙接头止水效果好，整体刚度大，对周围的环境影响小；适合于软弱地层和建筑设施密集的城市市区的深基坑，施工的基坑范围可达场地红线，可提高场地内建筑物的占地面积，若建筑工程工期紧，施工场地小，可将地下连续墙作为主体结构。但是该支护形式泥浆处理、水下钢筋混凝土浇制的施工工艺较复杂、造价较高，要求较高的施工技术和管理水平。
（四）自立式水泥土挡墙 适合于软土地区、环境保护要求不高，但支护深度一般要小于等于7m；这种施工工艺低噪音、低振动、结构止水性能较好，造价经济。但是围护挡墙较宽，一般需要3-4m，需要占用场地红线内一部分面积。
（五）组合式围护结构 SWM工法结构止水性好，结构强度可靠，适合各种土层，在一定条件下可以取代地下连续墙。灌注桩与搅拌桩相结合的围护结构使用于软弱地层中小于12m的深基坑，当开挖深度超过12m且地层可能发生流砂时要慎重使用。其中灌注桩作为受力结构，搅拌桩作为止水结构(有些工程也运用旋喷桩作为止水结构)。这种围护结构形式施工噪音低、振动低、施工方便、造价经济、止水效果好。
以上五种围护结构都有各自的适用性，根据不同工程条件以及各种围护结构的特点进行选择，主要是采用定性的评价，根据基坑的周边环境条件、地层条件、地下水埋藏条件各种围护结构类型的特点、适用条件等综合进行围护结构类型的优选。也有少量的工程设计人员用模糊数学的方法进行围护结构类型的优选。目前主要是参照围护结构类型的特点及适用性选取。
2、支护结构设计计算的优化
支护结构的设计计算优化也称细部优化。这种优化主要是通过最优的计算方式以及计算模型并考虑支护结构的整体性跟时空效应来对支护结构进行内力分析，從而指导支护结构配筋量与其他材料用量，达到优化效果。
（一）最简单的方法是规范规定的弹性抗力法，它通过支护结构系统位移，最大弯矩，剪力等计算，优选出合适的设计方案。此外，还有通过数学模型进行优化设计，其过程是选取设计变量列出目标函数给定约束条件后便可构造出最优化设计的数学模型，该模型通过各种算法进行求解。
（二）以往工程的经验也很重要。根据大量工程监测资料表明，支护桩桩顶位移、桩身变形以及桩身钢筋应力都是中间桩大，在基坑拐角附近(约1／5基坑边长处)，支护结构受力较小，可适当减小桩长和配筋数量或采用单排桩与双排桩混合形式；对于钢筋笼易控制的人工挖孔桩，可采用单面配筋以减小配筋数量。另外，在基坑拐角处设置斜撑，费用不多，但却可以大大增加支护结构的整体刚度及稳定性，设计时应优先考虑。对于深、厚流塑至软塑粘性土层的深基坑，支护结构体前的主动土压力非常大；在深基坑开挖过程中和开挖后，由于土体自重应力释放、土体松弛及支护结构向坑内的变形挤压等方面原因，导致坑底隆起变形和坑底下一定范围内土体强度的降低。为了控制支护结构的侧向位移，减少坑底隆起，降低工程造价，可在深基坑开挖前一定时间内，对支护结构被动区进行加固。
三、基坑施工监测
1、基坑支护监测内容
基坑支护监测一般需要进行下列项目的测量：监控点高程和平面位移的测量；支护结构和被支护土体的侧向位移测量；基坑坑底隆起测量；支护结构内外土压力测量；支护结构内外孔隙水压力测量；支护结构的内力测量；地下水位变化的测量；邻近基坑的建筑物和管线变形测量等。通过对基坑的监测,基本上可以了解基坑的稳定情况。
2、监测方案
监测方案必须建立在对工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案以及基坑工程相邻环境详尽的调查基础之上。基坑工程施工现场监测的内容综合起来可分为两大部分，即围护结构和支撑体系，周围土体和相邻环境。首先建立监测组织、设置控制点。然后进行（一）支护结构水平位移、沉降的监测；（二）桩体的深层水平位移监测；（三）支撑的稳定性控制；（四）周围土体的监测；（五）深层水平位移监测；（六）地下水位的监测采用测；（七）相邻环境监测；（八）建筑物的变形监测（；九）路面、管线沉降监测。
3、监测数据处理及反馈
（一）成果整理
每次量测后,将原始数据及时整理成正式记录,并对每一个量测断面内每一种量测项目,均进行以下资料整理:a)原始记录表及实际测点图;b)位移(应力)值随时间及随开挖面距离的变化图;c)位移速度、位移(应力)加速度随时间以及随开挖面变化图。
（二）数据处理
每次量测后,对量测面内的每个量测点(线)分别进行回归分析,求出各自精度最高的回归方程,并进行相关分析和预测,推算出最终位移(应力)和掌握位移(应力)变化规律,并由此判断基坑的稳定性。
（三）反馈方式
监测数据全部输入计算机,由计算机计算并描绘出各测量对象的变化曲线,然后反馈给有关单位和人员。由于该工程监测中采用的仪器大多数是传感式的,其零漂移或温度补偿等都在计算机中设置,并由计算机处理。
四、结束语
由于深基坑支护的特殊性，合理的设计方案往往是影响深基坑支护工程施工的关键。必须要注重各个设计、施工环节之间的关系，要做到前一步的优化能为后一步做好铺垫，不能将各个环节独立对待。这样才能做成安全、合理、经济的“最优”软土基坑支护。
参考文献：
[1]田高超 李维滨 软土地基深基坑支护工程设计 《山西建筑》2011年28期
[2]赵宁刚，李朋 软土地基深基坑支护的模糊综合评判优选模型 《山西建筑》2013年5期
[3]吴铭炳 软土地基深基坑支护中的土压力 《工程勘察》2011年2期
[4]张虹翔 软土地基深基坑支护工程的施工技术分析 《广东科技》2012年10期