漲知識 | 基坑工程如何安全“過冬”？
北方地區(qū)冬季嚴寒，施工期短，經(jīng)常有基坑工程需要越冬，若不采取防護措施，基坑極易遭受凍害產(chǎn)生安全風險。本文基于工程案例總結(jié)越冬基坑的防護措施，來看一看北方的基坑是如何安全“過冬”的？
基坑的凍害形式
冬季的低溫會導致基坑的兩種凍害形式：①支護結(jié)構(gòu)鐵件的低溫脆斷；②土體的凍脹破壞。
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支護結(jié)構(gòu)鐵件的低溫脆斷
基坑支護結(jié)構(gòu)中的鐵件在低溫的情況下，易發(fā)生脆性斷裂。如：樁錨支護體系中的鋼梁，一般都是雙支鋼梁，雙支鋼梁間的連接鋪板在受凍后在焊接處容易崩斷；鋼筋及鋼絞線錨桿在受凍后易在錨頭鎖定處脆斷；土釘墻工程在土釘錨固處由于焊接產(chǎn)生集中應力容易脆斷。
2土體的凍脹破壞
土體的凍脹作用：土體在凍結(jié)過程中，土體中的水凍結(jié)后體積膨脹，形成冰層、冰透晶體、多晶體冰晶等的冰侵入體，引起土顆粒之間的相對位移，使土體產(chǎn)生擴脹現(xiàn)象。黏性土一般都有凍脹性，砂類土的凍脹性要根據(jù)工程具體情況確定。
在基坑工程中，土體的凍脹作用會對支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹力，從而致使基坑工程發(fā)生破壞。
（1）基坑的支護結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞
當凍脹作用產(chǎn)生的凍脹力大于支護結(jié)構(gòu)所能承擔的力時，支護結(jié)構(gòu)會發(fā)生破壞。
（2）對基坑周圍環(huán)境產(chǎn)生凍害
基坑周圍有管線時，由于基坑側(cè)壁土的凍脹側(cè)向位移帶動管線，易使管線破壞；當管線為水管線或供暖管線，易使管線受凍。
面板漲裂
坑頂開裂
樁間土及坡面破壞
設(shè)計計算
越冬基坑在圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計時，支護結(jié)構(gòu)的作用效果中包含溫度變化及凍脹對支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。
根據(jù)JGJ118《凍土地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，作用于擋土墻背的水平凍脹應力的大小應由現(xiàn)場試驗確定。在不能進行試驗時，其分布按下圖選定，土中最大水平凍脹應力值應按下表規(guī)定取值。
荷載效應組合時按GB5007《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，荷載效應組合時水平凍脹力和土壓不應同時組合。
防護措施
基坑越冬可采取以下防護措施：①排水措施；②保溫隔水；③結(jié)構(gòu)措施；④應急措施。
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排水措施
排水措施主要包含兩方面內(nèi)容：一是排除基坑內(nèi)積水；二是降低地下水位。
（1）對于上層滯水凍脹作用應予以足夠的重視。
（2）在土體凍結(jié)前，隔斷水分補給，并排除土體中水分，可減小土體凍脹，因此越冬基坑應連續(xù)降水，或者在坑壁上設(shè)置超過凍土深度的水平排水滲管。
排水措施
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保溫隔水
（1）保溫措施
保溫措施主要是減少凍結(jié)厚度，消減凍脹量，減少鐵件的因低溫產(chǎn)生的脆性。
保溫措施主要包含：①人工補充熱量；②隔熱保溫材料。
目前采用較多的是隔熱保溫材料，選取時要選擇熱導率小、承載能力高、耐水性
（2）隔水措施
常見的隔水措施有：①地面施加混凝土硬化覆蓋，防止地表水入滲；②地下水位較高，土中含水量較大時，采用排水與隔水相結(jié)合的措施；③冬季停工期間，基坑降水不停止。
隔熱保溫材料
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結(jié)構(gòu)措施
結(jié)構(gòu)措施的主要途徑是增大圍護結(jié)構(gòu)的承載力，使之滿足在凍脹力作用下的穩(wěn)定強度要求，進而達到防凍害的目的。采用這種方法時，在設(shè)計過程中，應進行凍脹力作用下圍護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算。
對發(fā)生凍脹的基坑要進行嚴密的監(jiān)測。
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應急措施
處理凍脹影響的措施首先是在預防階段，越冬基坑一旦發(fā)生嚴重的凍脹破壞，要及時采取應急措施，防止凍脹影響基坑安全。
（1）卸壓孔
在支護結(jié)構(gòu)段打卸壓孔，使凍土體積膨脹不受約束。
（2）堆載反壓措施
在基坑內(nèi)，凍脹影響較大區(qū)域，利用土方機械運土堆載，形成發(fā)現(xiàn)壓力并增大約束以減小支護結(jié)構(gòu)的變形和凍脹的影響。
（3）坑外挖土卸荷措施
在基坑邊緣受凍脹影響較大的區(qū)域取土，形成橫向坑槽，達到卸荷、減小支護結(jié)構(gòu)的變形、消除凍脹力的作用。
