[科普中國]-基底隆起

簡介

基底隆起是指基坑開挖面的卸荷過程，由于卸荷及土體的應(yīng)力釋放，引起坑底土體向上回彈；隨著基坑開挖深度的增加，基坑內(nèi)外壓力差也增大，引起支護結(jié)構(gòu)的變形與基坑外土體的位移?；娱_挖較淺時，基坑只發(fā)生彈性隆起；當(dāng)基坑開挖深度不斷增加，彈性隆起相應(yīng)增大；當(dāng)基坑開挖深度達到一定程度，地基中的塑性開展區(qū)不斷擴大，直至連通，支護結(jié)構(gòu)的過大變形與坑外土層的位移隨之增大， 基坑將由彈性隆起發(fā)展到塑性隆起，致使造成基坑失穩(wěn)，坑內(nèi)產(chǎn)生破壞性滑移，地面產(chǎn)生嚴重沉降?；茁∑鸲喟l(fā)生在軟流塑地質(zhì)工程中，因地下水壓力過大，下穿圍護體系對基坑或隧道底部土體形成上浮力，進而形成基面隆起的現(xiàn)象。為防止基地隆起，主要是通過降排水、地基加固、注漿等方式，以減小工程范圍內(nèi)的水壓。同時加強對水位及基底的監(jiān)測，及時對隆起進行預(yù)防和控制?；芈∑饘こ贪踩珟磔^大的災(zāi)害，輕者影響基底土體擾動，重者形成管涌、流砂，進而演化成坍塌等形態(tài)。若在地鐵運行過程中若發(fā)生基地隆起，將會引發(fā)更嚴重的事故，如2011年8月22日，南京地鐵2號線曾發(fā)生列車運行過程脫節(jié)，致使2號線局部線路停運3天。

基底隆起規(guī)律在基坑開挖深度不大時，坑底土體在卸荷后發(fā)生豎向的彈性隆起，當(dāng)圍護墻底為清淤良好的原狀土或注漿加固土體時，圍護隨土體回彈而抬高，此時坑底彈性隆起的特征是坑底中部隆起最高，而且坑底隆起基本不會引起圍護墻外側(cè)土體向坑內(nèi)移動。隨著開挖深度的增加，基坑內(nèi)外的土面高差不斷增大，基坑內(nèi)外土面高差所形成的荷載和地面各種超載就使得圍護墻外側(cè)土體向基坑內(nèi)移動，使基坑坑底產(chǎn)生向上的塑性隆起，同時在基坑周圍產(chǎn)生較大的塑性區(qū)， 并引起地面沉降。此時隆起量也逐漸由中部最大轉(zhuǎn)變?yōu)閮蛇叴笾虚g小的形式即平常所說的雙峰馬鞍形，基底中心點隆起量較小，在位于坑壁一定距離處基坑隆起量最大。這種隆起形式在圓形基坑中較為常見，但對于較窄的基坑或長條形基坑，仍是中間大兩邊小。

原因基坑開挖后，原土壤平衡的應(yīng)力場受到破壞，卸荷后基底要回彈。基坑開挖前，原狀土已經(jīng)形成了穩(wěn)定的應(yīng)力場和變形，由于土體的開挖就是土體的卸荷過程，因此在破壞原有土體的應(yīng)力場和平衡狀態(tài)的同時，必然引起基底的回彈。

基底土受回彈后土體的松馳與蠕變的影響加大了基底的隆起。原狀土的平衡狀態(tài)在開挖以后被破壞，原來的密實程度遠大于開挖后的密實程度，又由于機械、 人工等各方面的擾動， 回彈后的土體變得更加松弛，因此加大了基底的隆起1。

地下連續(xù)墻在側(cè)水土壓力作用下，墻角與內(nèi)外側(cè)土體發(fā)生塑性變形而上涌?；娱_挖后，圍護結(jié)構(gòu)必然產(chǎn)生一定的位移和變形，在圍護結(jié)構(gòu)變形的同時，墻角處的內(nèi)外側(cè)土體產(chǎn)生一定的塑性變形，因而導(dǎo)致土體的上涌。

黏性土基坑積水，即使時間短也會因黏性土吸水使土的體積增大而隆起。由于基坑底部位于砂質(zhì)粉土和粉質(zhì)黏土層，杭州地區(qū)水位較高，而在施工過程中，降水效果又不好，有很長一段時間內(nèi)，基坑均位于水位以下，整個基坑浸泡于水中，因此由于黏性土吸水使土的體積增大，從而加大了基坑底的隆起量。地下連續(xù)墻在側(cè)水壓力作用下，墻角與內(nèi)外土體發(fā)生塑性變形而上涌。