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1 前言

随着我国城市人口数量剧增，政府部门对高层建筑的质量要求更加严格。高层建筑中地下空间的施工质量要求占据非常关键的位置，尤其是深基坑开挖和支护的质量要求。深基坑在开挖过程中，可能经常会出现不确定因素，进而导致各种质量问题不断出现。

同时，随着基坑的开挖过程不断进展，基坑所受到的动、静荷载不断增加，例如车辆荷载、材料静荷载等，基坑的土体受到影响，极易出现安全问题，导致安全事故的发生。因此，为了保证基坑开挖的安全，并根据现场实际施工环境，制定合理的基坑支护方案，保证基坑土体的稳定性。基坑的支护需要严格把控施工质量和安全，从而保证住宅工程能安全、高质量地完成。

本文将对基坑周边堆荷载对基坑土地影响进行分析，并且提出几种基坑支护方法，对基坑外堆荷载起到支护作用，保证基坑土体的稳定性[1-4]。

2 基坑土体变形分析

基坑在受到外部堆荷载的情况时，极易出现基坑底部的土体隆起、基坑顶部土体沉降、基坑支护结构体系变形和位移等现象。在这些现象中，基坑支护后的地表沉降现象尤为严重，给基坑施工质量造成极大危害。

2.1 基坑底部土层隆起

基坑底部土层隆起主要是在基坑的不断开挖，土的自重应力逐渐消除，基坑底部土卸载时出现回弹现象，出现土体隆起。此外，在地下水位较高的地区，会进一步使底部土体产生较大的负孔隙水压力，加大底部土体的隆起程度。

2.2 基坑顶部土体沉降

随着基坑的不断开挖，基坑顶部的土体可能会出现不同程度的沉降量，给基坑施工工程带来了极大的隐患。在进行基坑施工时，为了预防顶部沉降带来的危害，应提前对沉降量进行预估，可以从土体沉降的分布形式、范围和沉降量进行考虑，保证基坑的施工质量。

2.3 支护结构体系变形和位移

基坑开挖卸荷后会造成支护结构变形，主要包括水平变形和竖向变形两种。

第一，水平变形是指当基坑是悬臂围护时，支护结构的水平方向呈现出倒三角形的变形分布，也就是支护结构的上部位移量比较大，导致下部的某一点在基坑中旋转。同样，无论是刚性还是柔性的支护体系，在未设置任何支撑的浅基坑中，支护结构的水平方向均成倒三角形变形分布。当开挖设有支撑的基坑时，基坑的支护结构上部位移不发生改变，但其中部向基坑内突起。

第二，竖向变形是指土体的自身应力随着基坑开挖逐渐释放，可导致支护结构向上隆起，对其自身稳定性、基坑的安全性和地表的沉降造成一定的伤害。如果支护选用混凝土灌注桩或者采用地下连续墙等方式时，施工过程中孔清理的不干净，导致柱底有沉渣，也会造成支护结构下沉。

3 基坑外堆荷载分析

3.1 外荷载对基坑支护结构体系的影响

在基坑开挖作业中，可能会导致桩体顺着地面延伸一定深度在基坑内侧出现转动，此时位移变化最大的是支护结构的桩顶。随着支护桩的水平位移发生变化，支护结构背面的土体剪力慢慢增大，而土体水平应力逐渐减小，导致土地变形下沉，出现塑性区。

随着基坑的开挖，会产生支护桩内侧土体向坑内的水平位移，坑底土体剪应力伴随着水平方向上的主应力增大而增大，导致土体发生水平挤压并向上隆起，产生了局部的坑底塑性区。在较小的荷载作用下，基坑内部表现为弹性隆起状态，当荷载达到并超过一定数值时，基坑内部表现为塑性隆起状态。

3.2 外荷载对基坑稳定性的影响

对于施工现场附近有其他建筑物时，基坑的安全稳定是极其重要的，建筑荷载的附加应力是影响其稳定性的根本原因。基坑边坡稳定性随着建筑荷载P值的增加而降低，建筑宽度不会影响基坑边坡的稳定性。当紧挨着建筑物施工时，基坑的顶土会产生较大的下沉，此时从坡肩至坡脚会产生最大剪应力；在坡体的圆弧塑性区中，坡脚位置的塑型区范围分布最广，即塑性应变最大，此时基坑容易被破坏，因此边坡稳定性比较差。

坡面上，建筑荷载的最大剪应力所影响的面积随着基坑距离建筑物的尺寸增大而逐渐减小，在坡脚处，最大剪应力值会随之减小，并出现小范围的塑性区，同时边坡稳定性增强，基坑趋于稳定。当基坑离建筑物的距离小于建筑宽度时，基坑坑肩会产生巨大变形沉降，沉降值随着基坑离建筑物的距离增大而降低；当基坑离建筑物的距离大于建筑宽度时，基坑边坡的稳定性不受建筑荷载的影响；当基坑离建筑物的距离大于2倍建筑物宽度时，基坑坑肩部位的沉降量不会因为其距离而发生变化。

4 基坑支护措施

基坑土体在受到外荷载作用时，可能会出现变形现象，为了解决土体变形带来的危害，通常采用以下两种基坑支护方式来进一步提高基坑的安全性。

4.1 地下连续墙支护措施

在基坑开挖前，可以采取地下连续墙的支护措施，进而对基坑外部荷载起到支撑作用，提高基坑土体的稳定性。首先，地下连续墙是钢筋混凝土墙，在浇筑前应需要依据机械的宽度和高度尺寸进行开挖槽孔操作，并且为了防止出现塌孔现象，并使用泥浆进行保护；其次，在开挖完成后，将钢筋笼放置指定位置，之后进行混凝土的分段浇筑施工，进而在基坑内形成连续的墙体，保证基坑的质量安全。

此外，地下连续墙施工槽孔深度较大，应提前制定质量防护措施，避免出现混凝土离析等现象的发生。地下连续墙的支护方法具有施工工期较短、防护效果好等优点，并且施工单采用地下连续墙的支护方法后，安全事故的发生率明显下降，因此，地下连续墙的支护方法在深基坑的支护中广泛应用。地下连续墙支护如图1所示。

图1地下连续墙支护

4.2 排桩支护措施

排桩支护主要是利用钻孔灌注桩的支护方式，它具有施工简单便捷、机械设备投入量较小、抗弯性能强和刚度较大的特点，排桩支护是在基坑深度小于15m时，上部浇筑混凝土圈梁，施工噪声较小，不会出现挤土现象。此外，当基坑地下水位较高时，需要先采取人工降水措施，保证地下水位不影响支护能力，进而提高基坑对外部堆荷载的承载能力，保证基坑的安全质量。因此，在我国排桩支护被广泛应用到工程项目中。排桩支护如图2所示。

图2排桩支护

5 结束语

在正常情况下，当基坑开挖的深度增大时，具有明显空间效应的围护墙侧向变形也是随之增大的，围护墙在基坑开挖到底部时，最大侧移量接近坑底。当基坑周围存在堆载时，围护墙侧向变形的程度随堆载量的增大而增大。此外，基坑外部堆荷载也会影响基坑底部土层，使地基土壤的承载能力降低，同时，基坑顶部也会出现侧移现象，严重影响基坑的安全。因此，对基坑采取相应的支护措施，避免土体发生变化，提高对基坑外部堆荷载的承载能力，保证基坑的安全性能。