【浅析深基坑施工技术在某工程实例中的应用】基坑支护施工技术

　　摘要根据对高层住宅楼深基础及支护技术的认识,主要结合某工程实例,对该工程中深基坑的施工进行简要的分析。 　　关键词深基坑:施工:解决方案 　　中图分类号TU7 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0040-01
　　
　　1工程概况
　　某工程地上16层,地下l层,基坑平面尺寸为83.65m×53.70,开挖面积约为4500m2,大面积开挖深度为9.45m,中部楼电梯井剪力墙筒芯处承台加深3.9m,形成“坑中坑”。支护体系设计采用内撑式排桩支护结构:支护桩为ф700钻孔灌注桩,水平内撑为两层钢筋混凝土结构,支护桩间采用ф500高压旋喷桩做止水桩。
　　本工程场地地势较平坦,平整后标高约为6.60m,根据岩土土工程勘察报告,场地土层由上往下分为:①填土:厚度0.80～2.10m;②粉质粘土:厚度一般0.80～2.70m;③淤泥:厚度一般3.00～8.60m;④中砂夹淤泥:厚度一般0.90～7.30m;⑤淤泥夹中砂/中砂夹淤泥:层厚一般16.15～22.40m;⑥砾砂:厚度1.50～6.70m。
　　基坑开挖范围内岩土层主要为:①杂填土、②粉质粘土、③淤泥、④中砂夹淤泥,坑底土层主要为④中砂夹淤泥,局部为③淤泥。
　　地地下水的稳定水位为5.05～5.87m,对基坑开挖有影响的地下水主要存于第①杂填上的上层滞水及第④中砂夹淤泥中的微承压水,根据抽水试验,④中砂夹淤泥层的渗透系数为3.7m/d水位埋深6.8～8.0m。
　　2基坑施工
　　深基坑工程施工的关键工序是土方开挖和降排水,必须慎重对待。由于基坑土方开挖就处于动的状态,支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加,而且由于软土流变特性,随着基坑暴露时间越久,基坑支护体系的位移变形越大,稍有不慎随时都可能会发生事先估计不到的事故。因此基坑开挖应特别重视时空效应问题,认真做好施工组织设计及工期安排,尽量缩短基坑暴露的时间,减少时空效应对基坑支护结构的不利影响。
　　2.1施工顺序
　　根据支护体系的设计特点及要求,结合场地和周边环境的实际状况,本工程土方共分三阶段进行开挖,施工顺序如下:
　　平整场地→第一阶段土方开挖→第一道支撑及东侧斜撑施工→第一道支撑养护→第二阶段土方开挖→第二道支撑施工→第二道支撑养护→第三阶段土方开挖→封底垫层→地下室结构施工。
　　2.2开挖方法
　　由于支护体系内支撑设计充分考虑到基坑挖运土机械化施工的需要,以圆拱形钢筋混凝土环梁作为支护体系的内支撑,充分利用混凝土的受压特性,使得基坑平面内无支撑区域达75%以上,为挖运土的机械化施工提供了良好的作业条件。另外基坑北侧约7～8m院内道路,可在北向中间对撑两侧留设两个挖运土坡道,以实现大规模、高度机械化的开挖,尽量大限度地减少基坑挖运土的时间,降低时空效应对基坑支护结构的不利影响。
　　基坑开挖采用3台CAT320型反铲挖掘机和3台小型挖掘机,由南向北逐步分段分层开挖,土方随挖随运。开挖以分层为土,东侧与门诊大楼地下室相邻处可结合采用分段方法开挖;支护桩边、格构柱附近及支撑梁底和基底、地梁等无法进行机械开挖部位的土方安排人工开挖、修整。
　　 2.3降排水方法
　　根据支护设计及场地水文地质情况,在基坑开挖前期,以“集水明排”的措施为主,作好基坑及周边的截水、疏水和排水工作:在基坑开挖后期,配合以坑底轻型井点降水措施,保证施工现场在基本无水状况下施工。
　　2.4质量控制
　　在基坑开挖之前,公司组织项目部技术人员,详细调查了近年来己施工的类似深基坑工程,并对其监测数据中表明的不足与缺陷进行统计。通过调查,已往施工的类似深基坑工程中基坑坡顶水平位移存在不足与缺陷所占的比例最高,为72.50%。究其缘由,主要是地面超载及基坑降排水不当造成的,与土方开挖顺序不合理、开挖速度过快及支撑混凝土养护时间不足也存在一定的相关关系。针对上述调查结果,结合本工程实际及施工场地较为狭小的情况,在基坑开挖期间对不同的工序采取对应的施上预防措施:
　　1)土方开挖措施。①借用场外空地作为临时工程材料堆场及加工厂、土方随挖随运,以实现基坑四周的零堆载,同时基坑周边严禁停滞大型机械。②基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方法、分层开挖厚度严格控制在2m之内:开挖至水平支撑位置后,及时跟进支撑系统钢筋混凝土的施工,以尽快形成水平支撑体系:在支撑系统混凝土未达到设计强度等级前,严禁进行下一道土方的开挖。③土方开挖必须严格按施工方案的顺序均衡推进,严禁乱挖以保证支护体系均匀受力。施工中配备专职人员进行测量控制,及时将基槽开挖下口线测放到槽底,以控制开挖标高,避免超挖。④每一阶段基坑土方开挖,在支护结构前均留置适量的被动土,待基坑内侧土方开挖完毕后再挖除此部分土体,以减少基坑支护结构变形和荷载的积累。⑤坑底标高以上200～300mm留作保护层,采用人工开挖,以保持坑底土体的原状结构、避免坑底超挖。开挖保护层时集中劳动力和配套设备.开挖一片,铺设一片垫层,以避免人为及自然因素造成扰动,减少坑底上的暴露时间,及时在坑底形成“水平支撑”,避免发生支护桩“踢脚”及坑底土体隆起等现象,确保基坑的整体稳定。
　　2)降排水措施。①对于地表水,采取“集水明排”的办法:在第一道支撑梁施工及养护结束后,沿基坑支护桩冠梁边做环形排水明沟,以防地表水倒流入基坑。②对于坑壁渗水,设计上虽采取比水措施,但止水桩位置因施工工艺的局限不可能准确无误,坑壁渗水在所难免,预防上采取“堵”和“疏”结合的办法;在第二道支撑梁上沿基坑四周设置扁槽混凝土排水沟,并于坑底四周及后浇带位置设置卵石铺设的盲沟、盲井,当坑壁渗水量较小时,用干海绵和导流管进行疏导,有组织地排到集水坑;当坑壁的渗水量较大时,将该处土体适当暂时保留并压实,以平衡基坑内外水头压力,再通过注浆措施将渗水堵死。③由于基坑底部大多位于含有微承压水的④中砂夹淤泥层,水位较高,渗透性大,采取轻型井点辅助降水措施,在施工第二道支撑梁时即进行管井降水,初期出水量约3600～4200m3/d。同时加强对周边建筑物、道路等的监测,密切注意降水对周边的影响。
　　3)监测措施。①土方开挖前,对邻近建筑物的资料进行收集、分析,对己有的裂缝等问题事先设置标记并做好记录,施工过程中定时观测其变形的发展情况,发现问题及时采取补救措施。②在基坑开挖过程中,加强对支护结构体系和基坑稳定性监测,做到每一深挖土步骤就要进行监测,然后对监测值(桩顶位移、桩侧斜、沉降)进行分析并及时反馈,若监测值发生突变,说明基坑支护结构承受过大的压力,需要放慢挖土速度或立即停止挖土,待基坑变形稳定后,方可继续进行施工。
　　通过上述措施,基本上实现基坑周边无堆载,坑壁无重大渗漏现象发生。随后的监测数据表明:基坑坡顶水平位移及土体深层位移的增长非常缓慢,完全控制在设计许可的范围之内。
　　3监测结果
　　整个基坑的施工经历了近4个月,最后的监测结果如下:支护桩项最大水平位移累计值为17mm,最大竖向沉降累计值为10.3mm,支护桩最大深层位移累计值为15.38mm,表明支护结构稳定性较好,基坑处于相对安全的状态。而周边道路、建筑最大竖向沉降累计值分别为42.6mm及64.6mm相对较大,表明基坑降水对周边环境有一定的不良影响。
　　4结束语
　　综上分析表明,该工程支护结构本身变形不大,由于对土方开挖和地下水问题的各项措施应对得当,对复杂问题考虑周全,使得基坑施工顺利完成,为上部结构施工打下了坚实的基础。