浅谈软土地基坑设计与施工:软土地基中组合桩支护施工要点

　　摘要深基坑工程的影响因素多、危险性大,成功的深基坑工程设计方案,取决于其是否适应场地的工程地质条件、水文地质条件以及周围环境特点等。深基坑工程的影响因素在基坑开挖过程中是不断变化的,因此一个合理的深基坑工程设计方案能否顺利完成,还必须进行施工过程中的监测工作,获得动态信息。通过对前期开挖监测得到的各种数据进行分析,对后续开挖方案、开挖顺序和开挖速度提出建议,对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报,保证基坑支护结构的稳定性及周围环境的安全。
　　关键词软土地;基坑设计;数据分析
　　中图分类号TU753文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0077-01
　　
　　随着城市建设的发展,地下空间的利用越来越多,也带来了许多技术难题,各种各样的基坑支护形式涌现出来,基坑支护技术的关键在于确保基坑的安全,节约造价,并尽量减少对周边环境的影响,而基坑支护的设计方案的优劣直接决定着工程的成败。
　　1工程地质中的土层分布
　　工程所在地位于陆域回填区,地形平坦。地面高于海平面5～6m。土层根据时代、成因类型及土层的物理力学性质,分为六大层,自上而下分层。基坑开挖影响范围内土层分布如下:
　　1)杂填土。灰褐色、灰色等,湿,松散,主要由建筑垃圾、碎石和粘性土组成,局部分布有块石(无规律),含有植物根茎、生活垃圾等,均匀性差。
　　2)淤填土。灰黑色、黑色,主要以塘泥为主,含腐植质,夹有大量建筑垃圾和块石。
　　3)粉质粘土。褐黄色、灰黄色,可塑,含云母片,铁锰质氧化斑点,切面稍光滑,干强度中等,韧性中等。
　　4)粘质粉。灰黄色,很湿,稍密。含氧化铁、云母,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。
　　5)淤泥。灰色、流塑,含腐植质和未完全分解的植物残骸,切面光滑,干强度高。
　　6)淤泥质粘十。灰色,流塑,含腐植质和未完全分解的植物残骸,含少量粉土团块,局部为淤泥,具微层理;切面光滑,干强度高,韧性高。本场地地下水主要为上部孔隙潜水。勘察期间实测地下水位在1.0～2.0m之间,地下水埋藏较浅,主要受人气降水和附近运河等影响。各土层物理力学性质。
　　2基坑支护形式的选择
　　2.1放坡开挖
　　放坡开挖所需的工程费用较低,施工工期短,可为工作坑内主体工作提供较宽敞的作业空间。但是,放坡开挖要根据土体的力学性质来确定安全合理的基坑边坡坡度,使基坑开挖后的土体在无加固及无支撑的条件下,依靠自身的强度,在新的平衡状态下取得稳定的边坡并维持整个基坑的稳定。放坡开挖在所有的方法中经济性明显,特别适合基坑周围场地开阔、地基条件好、工程所处位置土方运输方便的工程。
　　2.2士钉墙
　　土钉一般通过钻孔、插筋和注浆来设置,传统上称砂浆锚杆。也有采用打入或射入方式设置土钉。边开挖基坑,边在土坡中设置土钉,在坡面上铺设钢筋网,并通过喷射混凝土形成混凝土面板,形成土钉墙围护结构。土钉墙围护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉,形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。土钉墙围护适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土、卵石土等,不适用于淤泥质土及未经降水处理地下水位以下的土层地基中基坑围护。
　　2.3内撑式围护结构
　　内撑式围护结构由围护结构体系和内撑体系两部分组成。围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。根据不同开挖深度又可采用单层水平支撑、二层水平支撑及多层水平支撑。当基坑平面面积很大,而开挖深度不太大时,宜采用单层斜支撑。内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管(或型钢)支撑两种:钢筋混凝土支撑体系的优点是刚度好、变形小;而钢管支撑的优点是钢管可以回收,且加预压力方便。内撑式围护结构适用范围广,可适用各种土层和基坑深度。
　　3土石方开挖
　　土石方开挖是工程初期以至施工过程中的关键工序。在施工前,需根据工程规模和特性,地形、地质、水文、气象等自然条件,施工导流方式和工程进度要求,施工条件以及可能采用的施工方法等,研究选定开挖方式。明挖有全面开挖、分部位开挖、分层开挖和分段开挖等。全面开挖适用于开挖深度浅、范围小的工程项目。开挖范围较大时,需采用分部位开挖。如开挖深度较大,则采用分层开挖,对于石方开挖常结合深孔梯段爆破(见深孔爆破)按梯段分层。分段开挖则适用于长度较大的渠道、溢洪道等工程。对于洞挖,则有全断面掘进、分部开挖和导洞法等开挖方式。
　　4地下水处理
　　针对场地土层地质条件和水文地质条件,遵循以下排原则:
　　1)工作坑场地地下水位高且土层渗透系数小,需要的降水周期长,为使得工作坑开挖及顶进过程中持力层始终保持干燥,防止坑壁渗水,稳定土体。基坑周围设置300×300的砖砌排水沟,并每隔15m设置一集水坑。将地表水引至集水坑同时坑内水及时排除。排水沟和集水井内用水泥砂浆抹面,以防止渗水。2)工作坑周围,每隔4～7m设大口井井点降水井1个,要求降水至基底以下2m。除了与止水帷幕结合防排水外,主要是为了降低工作坑内外的水头差,防止工作坑底出现突涌现象,稳定基底,避免隆起破坏。井点降水在开挖前2～3周进行,还可减少作用在边坡或坑壁围护结构上的静水压力与渗透压力,提高围护结构的稳定性。3)为防止基坑底部积水,基坑开挖施工期问可在坑底设置临时性的排水沟,做到有水即排。基坑开挖到设计标高后,土建单位可根据实际情况在坑底设置排水盲沟、集水井排水,坑底排水沟或集水井应离基坑底边线4m以上,且排水沟设置不得影响垫层对围护结构的支挡作用。
　　5施工监测
　　为确保基坑、基坑周边建筑物的安全及工程结构施工顺利进行,基坑开挖前在现有管线的基础上再对周边管线进行复查,对周边道路、构筑物及管道的沉降、裂缝作全面调查。施工过程中应及时获取基坑开挖过程中支护结构和周围土体的变形信息,以求掌握基坑开挖对环境的影响,做出安全预报,实行信息化施工,及时调整施工进度,有效控制围护结构及坑后土体变位,应作基坑原位监测。得出深层土体水平位移监测结果、深层土体水平位移监测结果。地下水位监测结果,坑外地下水位的埋深与杂填土层底部高度基本一致,同时水位高度稳定,达到了设计中对杂填土的降水要求,支撑轴力监测结果
　　6结语
　　基坑开挖是一个十分复杂的问题,围护结构内力及变形受时间、空间、土性条件等因素影响,在设计中必须全面地考虑各种不利因素的影响。针对场地工程地质条件、水文地质条件以及周围环境的特点,制定合理的基坑围护方案。针对各种不同类型的基坑支护,编制了深基坑设计软件,可以充分考虑各种影响因素,并能结合现场实测资料,预分析深基坑受力性能,实现动态分析及监控。
　　参考文献
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