某工程深基坑支护与施工

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　　摘要：介绍某工程深基坑工程特点，基坑支护方案，施工过程以及基坑监测情况。
　　关键词]基坑支护，施工，监测。
　　1工程概况
　　某工程周边环境复杂，施工操作场地小，工程总占地面积18750m2，总建筑面积85242m2，其中地下室二层面积约30000m2，地上主楼24层、裙楼3层，基坑东西长180m，南北宽100m，基坑周长约560m。本工程±0.000标高相当于黄海高程4.150m，现场自然地坪－0.600m，根据地下室结构平面布置，大部分承台底标高－11.400m，实际开挖深度为10.8m，其中主楼电梯井深坑底标高－13.300m，实际开挖深度达12.7m。
　　2工程地质情况及水文条件
　　2.1工程地质情况
　　根据地质勘察报告在开挖深度范围内的地基土分布如下：
　　Z层：杂填土。杂色，结构稍密，成份复杂，主要由块石、碎石与碎砖块混凝土块、瓦砾、砂等建筑垃圾混粘性土组成，局部表部分布有生活垃圾，场地中有老墙基、窨沟等地下筑物分布，土质极不均一，含有机质与碳化物；全址分布，厚度一般在1.0～2.4m左右,大者可达3.2m。第(1-1)层：杂填土，层厚1.00～3.40m，层顶标高3.12～4.02m。杂色，松散，高压缩性。上部由砖瓦碎石等建筑垃圾组成，底部为灰黑色粘性土混碎石。
　　第(1-2)层：粘土，层厚0.50～2.20m，层顶埋深1.00～2.50m，层顶标高1.15～2.48m。灰黄～褐黄色，软塑～可塑，饱和，干强度高，中等～高压缩性，高韧性，摇振反应无，切面光滑。局部为粉质粘土，层间含少量铁锰质氧化结核，本层属地表“硬壳层”，部分位置缺失。
　　第(2)层：淤泥质粉质粘土：层厚7.70～11.80m，层顶埋深2.00～3.70m层顶标高0.08～1.75m。灰色，流塑，饱和，干强度高，高压缩性，中等韧性，摇振反应慢，无光泽，略具层理。
　　第(4)层：淤泥质粘土，层厚5.00～10.80m，层顶埋深11.00～13.00m。层顶标高－10.42～－7.35m。灰色，流塑，层底局部呈软塑状，饱和，干强度高，高压缩性，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽。土质不均，局部为淤泥～淤泥质粉质粘土。
　　第(5-1)层：粘土，层厚3.40～10.10m，层顶埋深18.50～23.10m，层顶标高－19.48～－14.83m。灰绿～黄褐色，可塑～硬塑，饱和，干强度高，中等压缩性，高韧性，摇振反应无，切面光滑。土质不均，以粘土为主夹粉质粘土，含少量铁锰质氧化结核。
　　第(5-2)层：粉质粘土，层厚6.70～12.40m，层顶埋深24.40～29.80m，层顶标高－26.27～－20.90m。黄褐色，软塑，饱和，干强度高，中等～高压缩性，中等韧性，摇振反应慢，无光泽，略具层理。土质不均，局部为粉土(呈稍～中密状)。本层与下层渐变接触，无明显界面，颜色渐变为灰黄色。
　　第(5-3)层：粉土，层厚2.00～7.60m，层顶埋深34.10～38.20m，层顶标高－34.52～－30.40m。黄褐～灰黄色，稍密～中密，湿～很湿。干强度低，中等～高压缩性，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，略具层理。土质不均，局部为粉质粘土。
　　2.2 水文地质条件
　　场地地下水主要为地表潜水，受环境及气候影响明显。
　　开挖范围内土质自上而下性质逐渐变差，开挖范围内土体以淤泥质土为主，渗透性较差，一般室内渗透实验的渗透系数在10-7m/s左右，为弱渗透性水性土层；Z层杂填土富水性和透水性较好，开挖时需将填土中的水隔开，尤其是在雨季施工，更应注意排水。
　　3基坑支护方案
　　根据“安全适用、经济合理、确保质量、方便施工”的原则，结合工程特点，经基坑支护专家组方案技术论证，确定本工程支护桩采用钻孔灌注桩和水泥搅拌桩两种桩型，见图1；支撑体系为两道现浇钢筋混凝土内支撑，包括角撑和对撑体系，见图2。支护结构剖面见图3。
　　
　　4基坑支护结构与施工
　　4.1 支护桩施工
　　本工程基坑支护采用Φ800～Φ1000钻孔灌注桩，桩长18～23m，桩顶标高均为－2.900m，基坑内支撑立柱桩为钻孔灌注桩（局部利用工程桩），立柱上部钢筋笼均为角钢格构式构件，除利用工程桩外混凝土均为C25；支护桩外侧桩间设Φ500水泥搅拌桩，采用普通32.5级水泥，水泥掺和量为13%，水灰比为0.55，搅拌桩顶标高为－2.950m，桩长13m。
　　
　　钻孔灌注桩采用跳打施工，并注意对相邻桩成桩时间间隔的控制，确保桩身质量。基坑外侧水泥搅拌桩应尽量靠近二根支护桩，以防桩间水土流失。施工时先施工水泥搅拌桩后施工钻孔桩，施工期间须加强对钻孔桩成孔情况、周围土体、邻近工程桩、邻近建（构）筑物及地下管线的观测，发现异常以便及时采取相应措施。
　　主楼电梯井深坑采用三排松木桩＠200交叉状布置上加C25钢筋混凝土压顶梁板带施工。
　　4.2 基坑开挖施工
　　基坑开挖施工是整个地下工程施工的关键工序，必须严格按设计和相关要求进行。
　　(1)施工程序
　　挖一道围梁及支撑部位土体至围梁面标高―挖地槽至围梁及支撑底标高―设一道水平围梁及支撑―修基坑外侧土体至设计标高，设坡面及地表混凝土面层，并设好地表排水明沟及集水井―分层放坡开挖土体至二道围梁及支撑面标高―挖地槽至围梁及支撑底标高―设二道水平围梁及支撑―分层放坡开挖土体至地下室底板底标高―人工边修土边设坑底垫层，并设好坑底集中排水―设底板处支撑板带―挖地槽至承台及地梁底标高，并立即设好垫层及砖胎模―做好二次围护措施，挖电梯井部位土体至设计标高，并立即设好垫层―做基础承台、地梁及底板―拆除二道支撑―地下主体结构施工至地下一层―设地下一层处支撑带―拆除一道支撑―地下主体结构向上施工―分层回填夯实―向上作业。
　　(2)挖土施工
　　按设计要求挖一道围梁外侧土体，并设好面层。待一道围梁及支撑混凝土强度达到80%标准值，以大于1:1.5放坡分层开挖至二道围梁及支撑面标高，每层厚度不宜大于1.5m。挖地槽至二道围梁及支撑底标高，设二道围梁及支撑。待二道围梁及支撑混凝土强度达到90%标准值，以大于1:1.5放坡分层开挖，每层厚度不宜大于1.5m挖至各区域底板底设计标高后及时设垫层。板底垫层施工完毕后，方可二次开挖地槽至承台及地梁底标高，开挖时要求分段挖地梁、间隔挖承台，且边挖边设垫层及砖胎模。做好二次围护措施，挖电梯井部位土体至设计标高，且边挖边设垫层。基坑各阶段挖土施工必须遵循“开槽设撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。挖土以机械为主，人工为辅，底板底以下土体必须人工开挖。机械挖土至设计标高后，立即进行人工修土和设垫层，并保证在12小时内完成。在机械挖土时必须注意，挖土深度严禁超过设计标高，不得损坏工程桩、支护桩、围梁、支撑及立柱，并避免扰动开挖面以下的土体。坑内土体开挖时不得留陡坡，以免基坑内土体滑移而引起工程桩偏位。挖出的土体及时外运，不得堆放在基坑四周，否则会使支护结构变形过大，危及基坑与邻近建筑物的安全。基坑挖土施工应做到“五边”施工，即：边挖、边凿、边铺、边浇、边砌，保证基坑土体不长期暴露，确保基坑稳定。
　　(3)防排水措施
　　按设计要求设好放坡区土体混凝土面层，避免地表水大量渗入基坑。围梁四周杂填土用粘性土换填夯实，以防杂填土内的孔隙水大量渗入基坑。基坑挖土施工过程中发生漏土现象，把相邻桩间清理干净，用块石或砖浆砌堵缝。
　　沿基坑外侧设排水明沟，并根据实际情况每隔20M左右设一个地表集中排水井。基坑内按实际设纵横向排水沟，并每隔20M左右设一个坑底集中排水井，基坑内排水沟及集水井应尽量远离支护桩。做好基坑内外有组织的排水工作，确保基坑内土体不受水浸泡。
　　5基坑监测
　　由于本基坑开挖面积和挖深较大，施工周期较长，周边环境复杂，基坑开挖和地下室施工期间不可避免地会对基坑外侧1.5～2倍挖深范围内的四周环境产生不利影响，必须高度重视并做好相关监测工作。
　　本支护工程共设深层土体位移孔10个设测点550点，轴力监测点两道支撑共设10个，围梁上水平位移、沉降观测点共27个，邻近道路及建筑物各布设28个沉降、位移观测点。
　　从基坑开挖至地下室结构施工完成，监测结果围梁最大水平位移53MM、最大沉降5.7MM，深层土体最大位移36MM，邻近道路及建筑物最大沉降4.5MM、最大位移47MM，最大轴力2317KN。
　　6结语
　　该大厦深基坑支护充分发挥结构单元特长，桩体刚度较大，施工工艺简单，止水效果较好，缺点是施工过程产生泥浆对环保有影响。
　　在整个地下室施工工作阶段支护结构保持安全状态，符合设计受力变形规律，基坑施工对周边环境变形较小。
　　本工程的各项监测结果表明，基坑支护结构设计考虑全面，安全经济，施工质量良好。
　　
　　参考文献
　　[1] 江正荣. 地基与基础施工手册[M] . 北京:中国建筑工业出版社,1997.
　　[2] 王志新,卜晓翠. 深基坑支护的设计与施工[J ] . 山西建筑,2007 ,33 (9) :1122113

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