摘要：对于深厚淤泥中止水帷幕的长度取值问题目前规范中未明确规定，因担心淤泥从支护桩缝中流动而造成基坑隆起失稳，部分设计人员要求止水帷幕的长度穿过淤泥层，当淤泥层较厚时将造成止水帷幕的浪费，本文依托广东某深厚淤泥中双排桩支护结构，提出了深厚淤泥中合理的止水帷幕长度计算方法，建议绕止水帷幕底部计算抗隆起安全系数，在确保基坑安全的前提下降低了支护成本，可供今后类似工程参考。
关键词：深基坑；深厚淤泥；止水帷幕 1、引言
随着城市建设的快速发展，出现了越来越多的深大基坑工程。在深基坑的开挖中，尤其深厚淤泥层中开挖基坑，由于坑内的卸载，导致基坑内外出现压力差，若在深基坑支护过程中考虑不周全，则会出现坑顶塌陷，基坑内隆起事故[1]。而在《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）[2]（以下简称为规范）中也未对止水帷幕的抗隆起问题进行规定，导致部分无经验的设计人要求止水帷幕的长度穿过深厚淤泥层，当淤泥层较厚时将造成止水帷幕的浪费。目前根据国内大量案例验证，当淤泥层较厚时，止水帷幕穿过基坑底一定深度后可满足支护结构的安全。而在目前大部分设计人员采用的理正深基坑软件计算抗隆起稳定性系数时，抗隆起计算点取支护桩底，若止水帷幕长度与支护桩长度不一致时，淤泥也有可能从支护桩空隙流出而发生失稳，与按支护桩底计算抗隆起稳定性不符。因此，急需探讨深厚淤泥中止水帷幕的合理取值。 2、计算方法
常用的抗隆起安全系数计算方法为极限平衡法，最早的为Terzaghi公式和Bjerrum-Eide公式，汪炳鉴[3]基于圆弧滑动得出极限平衡解，目前规范采用地基极限承载力的Prandtl（普朗德尔）极限平衡理论公式。在深厚淤泥地层中，一般支护桩的桩长较长，绕支护桩底计算的抗隆起安全系数一般较大，而在实际工程中，也有一些软土地区发生抗隆起失稳事故，笔者认为失稳的原因为，部分因淤泥从支护桩缝流出发生隆起失稳。而在深厚淤泥中因止水帷幕长度与抗隆起稳定性相关的研究较少，本文假定抗隆起失稳沿止水帷幕桩底，根据规范提出的极限平衡法，确定合理的安全系数，并用工程案例验证可行性。本文采用的抗隆起安全系数计算方法沿用规范中普朗德尔极限平衡理论公式，该公式将基坑外侧挡土构件底部以上的土体重量简化为作用在该平面上的柔性均布荷载，忽略了该部分土中剪应力对隆起的抵抗作用。
3、案例分析
项目位于广州市南沙区，淤泥形成时间约700年，设1~2层地下室，基坑开挖深度约4.5~8.5米，基坑支护长度约990m。场地周边东侧为已建小区，距地下室边线距建筑物约20m；南侧为后期开发用地；西侧为已建道路；北侧为临时道路。场地内地层依次为：平均3.5m素填土、19.8m淤泥、23m中细砂、全强风化花岗岩。支护方案一层地下室区域采用重力式搅拌桩墙，二层地下室区域采用灌注桩+内支撑或双排桩，本文以双排桩支护结构区域为例，验证止水帷幕长度的计算。基坑支护设计需要解决两个问题：挡土及止水，基坑东侧挡土采用双排桩，止水帷幕采用搅拌桩，原设计搅拌桩止水帷幕采用直径850@600，长度穿过淤泥层。后采用上面提到的深厚淤泥止水帷幕的计算方法，对不同长度的止水帷幕进行试算，计算结果如图一。
图一 止水帷幕嵌固长度与抗隆起安全系数关系曲线图
从图一中可以看出，随着止水帷幕嵌固长度的增加，抗隆起安全系数增加。根据规范，一级基坑绕桩底的抗隆起安全系数需大于1.6，若以此为标准，按止水帷幕长度计算抗隆起安全系数，则需穿过淤泥层进入较好土层时才能满足规范要求。根据大量成功工程案例，止水帷幕长度不需要穿透淤泥层，同时从上面的计算来看，当抗隆起安全系数大于1.0时，即使有淤泥从桩缝中流出也不会发生抗隆起破坏。案例中原设计止水帷幕采用搅拌桩实桩长约20~27m，后优化为搅拌桩穿过基坑底约8m，实桩总长约14m，优化后的典型剖面如图二，每延米造价优化为1500~3000 元。优化后根据计算得出的抗隆起安全系数为1.1左右，从后期开挖情况来看，基坑未发生抗隆起破坏，验证了按此安全系数来控制止水帷幕长度是可行的。因为规范中的计算公式未考虑部分土中剪应力，且忽略桩对桩间土的摩阻力，及桩间土会形成土拱效应等，按安全系数1.1得出的计算结果是偏于安全的，因此按抗隆起稳定性按1.1的安全系数来控制止水帷幕的长度能确保基坑支护抗隆起安全。
图二 典型剖面图 4、结论
本文对深厚淤泥中双排桩支护结构结合止水帷幕进行抗隆起稳定性分析，根据Prandtl（普朗德尔）极限平衡理论，以止水帷幕底进行抗隆起稳定性计算，结合工程案例得出以下结论：
（1）深厚淤泥中止水帷幕长度不一定需要穿过淤泥层底，应以止水帷幕长度进行抗隆起稳定性分析。
（2）采用Prandtl（普朗德尔）极限平衡理论绕止水帷幕底计算抗隆起安全系数应大于1.1。
（3）Prandtl（普朗德尔）极限平衡理论忽略了基坑外止水帷幕底端以上土体的剪应力对隆起的作用，结果偏于安全，进一步分析时可考虑该部分土体的剪应力。 参考文献：
[1]李瑛，张金红、刘兴旺等止水帷幕对软黏土基坑抗隆起稳定性的影响分析[J].第十届全国基坑工程研讨会暨第一届全国可回收锚索技术研讨会学术论文集，2018：434-436. [2]中华人民共和国行业标准 建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.
[3]汪炳鉴，夏明耀.地下连续墙的墙体内力及入土深度问题[J]，1983，5（3）：103-114.
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