軟弱土地基深基坑土方開(kāi)挖施工技術(shù)案例

 　[摘要] 深基坑土方開(kāi)挖階段，是基坑安全受影響最大的施工階段，尤其是對(duì)軟弱土的開(kāi)挖。湛江地區(qū)軟土地基的深基坑，由于土質(zhì)差，含水飽和，淤泥質(zhì)流塑狀，施工難度大，施工安全隱患大。 

　　本文以廣東省廉江市某高層建筑深基坑工程為例，介紹了軟弱土開(kāi)挖技術(shù)，并論述了由于開(kāi)挖對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的安全影響，及開(kāi)挖過(guò)程中各工況的安全技術(shù)保證措施。 

　　[關(guān)鍵詞]深基坑 軟弱土 開(kāi)挖 

　　一、前言 

　　基坑土方開(kāi)挖在基坑施工中是一個(gè)很重要的工序。為了加快基坑土方施工進(jìn)度，保護(hù)施工區(qū)域周?chē)�環(huán)境，編制施工組織設(shè)計(jì)與開(kāi)挖技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)工作性能，考慮有效的挖土方法。基坑開(kāi)挖中的一般規(guī)定如下： 

　�。�1）基坑開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降排水要求，確定開(kāi)挖方案。必要時(shí)須經(jīng)專(zhuān)家論證通過(guò)。 

　　（2）基坑邊界周?chē)�面�?yīng)設(shè)排水溝，應(yīng)避免漏水、滲水進(jìn)行坑內(nèi)；放坡開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)對(duì)坡頂、坡面、坡腳采取降排水措施。 

　�。�3）基坑周邊嚴(yán)禁超堆荷載。 

　�。�4）軟土基坑必須分層均衡開(kāi)挖，層高不宜超過(guò)1m。 

　�。�5）基坑開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)采取措施防止開(kāi)挖機(jī)械等碰撞劫掠結(jié)構(gòu)、工程樁或擾動(dòng)基底原狀土。 

　�。�6）當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止挖土，查清原因和采取措施，方能繼續(xù)挖土。 

　�。�7）開(kāi)挖至坑底后坑底應(yīng)及時(shí)封閉并進(jìn)行基礎(chǔ)工程施工。 

　�。�8）地下結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)進(jìn)行夯實(shí)回填土施工。 

　�。�9）基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)急措施及應(yīng)急預(yù)案。 

　　①當(dāng)基坑變形過(guò)大，或環(huán)境條件不允許等危險(xiǎn)情況出現(xiàn)時(shí)，可采取措施，底板分塊施工，增設(shè)斜支撐等等。 

　�、诨�坑周邊環(huán)境允許時(shí)，可采用基坑外側(cè)墻后卸土。 

　�、刍�坑周邊環(huán)境不允許時(shí)，可在坑底被動(dòng)區(qū)基坑內(nèi)側(cè)用草袋土、填砂或填土壓重。 

　　二、工程案例 

　　1、背景資料 

　　某軟土地基深基坑工程劃分為東、西二區(qū)，西區(qū)地下2層，平均挖深為8.40m，開(kāi)挖最大深度達(dá)10.30m，屬I(mǎi)類(lèi)基坑標(biāo)準(zhǔn)；東區(qū)地下1層，平均挖深4.65m；基坑開(kāi)挖面積29700�O，其中東區(qū)約1.25萬(wàn)�O，西區(qū)約1.72萬(wàn)�O。該工程基坑圍護(hù)西區(qū)北側(cè)、西側(cè)均采用長(zhǎng)17m的Φ800mm鉆孔灌注樁，南側(cè)及西北角采用長(zhǎng)18.5m的Φ900mm鉆孔灌注樁，圍護(hù)樁內(nèi)側(cè)與圓環(huán)支撐結(jié)合部位的基坑底部布設(shè)寬1.2m、Φ1200@1000mm、長(zhǎng)3.5m的格柵形密排高壓旋噴樁加固基底土體，圍護(hù)樁外側(cè)采用單重管Φ500mm的高壓旋噴嵌縫樁作止水；東區(qū)主要采用長(zhǎng)15m的Φ600mm鉆孔灌注樁。±0.00m相當(dāng)于黃海高程3.65m，現(xiàn)有自然地坪相對(duì)標(biāo)高-0.8m。 

　　2、支護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境及地基土特征 

　�。�1）地下室支護(hù)結(jié)構(gòu) 西區(qū)采用排樁+單道鋼筋混凝土水平內(nèi)支撐，支撐體系主要采用圓環(huán)結(jié)合桁架，整體剛度較大；東區(qū)除東北角相同的結(jié)構(gòu)形式外，其余區(qū)域采用排樁+鉆孔式錨桿的支護(hù)結(jié)構(gòu)，局部結(jié)合雙排樁門(mén)架式結(jié)構(gòu)，支撐體系采用角撐的形式。 

　�。�2）周邊環(huán)境特點(diǎn) 

　　1）基坑?xùn)|側(cè)地下室側(cè)壁距離規(guī)劃道路最近距離約8m，為本工程的主要施工道路。 

　　2）基坑南側(cè)為尚未施工的規(guī)劃道路，目前場(chǎng)地較為空曠，20m范圍內(nèi)均為空地，已經(jīng)在此東南側(cè)建有現(xiàn)場(chǎng)辦公等臨時(shí)設(shè)施。 

　　3）基坑西側(cè)為廠房，地下室外壁距離該廠房約12m。 

　�。�3）工程場(chǎng)地地基土特征 根據(jù)工程勘察報(bào)告（詳勘），本工程主要土層自上而下分布均：①0素填土，場(chǎng)內(nèi)全址分布，層厚0.4-1.3m，主要由塊石、碎石、黏土組成，濕；①1黏土，場(chǎng)內(nèi)全址分布，層厚0.5-1.3m，土質(zhì)具有高壓縮性，韌度較好，干強(qiáng)度高，含水量35.1%；②1淤泥質(zhì)黏土，場(chǎng)內(nèi)全址分布，層厚1.7-3.8m，土體含較多有機(jī)質(zhì)，流塑狀，高壓縮性，韌度中等，干強(qiáng)度中等，含水量44.5%；②2淤泥，場(chǎng)內(nèi)全址分布，層厚5.8-11.3m，土體內(nèi)含有貝殼碎屑，流塑狀，具有高壓縮性，韌度中等，干強(qiáng)度中等，含水量53.5%。 

　　3、工程重點(diǎn)與難點(diǎn) 

　　1）土質(zhì)差，淤泥層分布廣而厚，含水量高。開(kāi)挖過(guò)程中，土體極易產(chǎn)生坍塌、基底隆起等事故。 

　　2）基坑占地面積大，深度深，土方施工周期長(zhǎng)，施工過(guò)程容易產(chǎn)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移、變形，坑外地基沉陷直至工程樁破壞等質(zhì)量安全事故。 

　　4、土方開(kāi)挖原則及工序 

　　按照“分步、分區(qū)、分層”的原則安排土方開(kāi)挖。 

　�。�1）挖土分區(qū) 根據(jù)本基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)要求，先施工西區(qū)到地下1層頂板并爆破支撐后再開(kāi)挖東區(qū)，按先西區(qū)后東區(qū)來(lái)劃分本基坑挖土作業(yè)區(qū)域與挖土標(biāo)高、層次。根據(jù)本工程基坑的特點(diǎn)，擬將西區(qū)按后澆帶劃分為A、B、C、D4個(gè)區(qū)，東區(qū)劃分為E、F、G、H4個(gè)區(qū)。具體劃分位置及估算面積如圖一所示。 

　�。�2）開(kāi)挖土分層 根據(jù)冠梁及支撐位置情況，在本基坑立面上劃分為： 

　�、傥鲄^(qū)三個(gè)層次，第1層為冠梁底標(biāo)高以上，稱(chēng)A1層或B1、C1、D1層；第2層為支撐梁底以上到冠梁底以下，稱(chēng)A2層或B2、C2、D2層；第3層為支撐梁底到基礎(chǔ)底板墊層底以上部分，稱(chēng)A3層或B3、C3、D3層。 

　　②東區(qū)分兩個(gè)層次，第1層為圍梁底以上，稱(chēng)1層；第2層為圍梁底至基礎(chǔ)底板墊層底以上，稱(chēng)2層�？又锌硬课话捶謪^(qū)位置稱(chēng)之為某區(qū)坑中坑，坑中坑涵蓋本基坑墊層底以下所有各不相同的承臺(tái)、集水井、電梯井、地梁等。具體分層安排如圖二所示。 

　　（3）挖土順序 由西向東、由南往北逐步退挖，即：B→C→A→D區(qū)和E→F→G→H區(qū)，西區(qū)在開(kāi)挖第3層時(shí)，圓環(huán)四周土體應(yīng)均勻開(kāi)挖，先挖去角部土體，再開(kāi)挖圍梁與圓環(huán)結(jié)合部位土體，應(yīng)逐步留出平臺(tái)做搭接。 

　　5、施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng) 　�。�1）施工順序 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備→同時(shí)挖冠梁處內(nèi)、外側(cè)土體→外側(cè)修平臺(tái)及放坡→內(nèi)側(cè)從冠梁內(nèi)邊線墊層底向內(nèi)開(kāi)挖→冠梁施工→挖冠梁下至單道支撐梁墊層底土方→設(shè)圍梁及支撐梁→人工邊修坡邊設(shè)基坑外側(cè)坡面及地表混凝土面→設(shè)集水井與排水溝→分層放坡開(kāi)挖土體至各區(qū)域地下室底板底設(shè)計(jì)標(biāo)高→人工邊修土邊澆筑混凝土墊層→設(shè)集水井及排水溝→挖承臺(tái)及地梁土體并設(shè)墊層及磚模→挖坑中坑土體至設(shè)計(jì)底標(biāo)高并設(shè)墊層及磚模→做防水、扎筋、包模、澆筑混凝土大底板→設(shè)底板處換撐帶混凝土→地下2層主體結(jié)構(gòu)施工至地下1層→設(shè)地下1層樓板處換撐帶支撐梁→拆除內(nèi)支撐→地下主體結(jié)構(gòu)向上施工→外壁墻板防水處理→土方分層回填夯實(shí)→結(jié)構(gòu)同時(shí)向上施工。 

　�。�2）土方開(kāi)挖原則 按“大基坑小開(kāi)挖”和“先支撐后開(kāi)挖，分步、分區(qū)段、分層進(jìn)行”的原則實(shí)施。本次挖土中，西區(qū)第2層土方按兩層分臺(tái)階放坡開(kāi)挖，第3層土方按3層分臺(tái)階放坡開(kāi)挖，平均每層厚約1.66～1.88m；東區(qū)第2層土方按兩層分臺(tái)階開(kāi)挖，第1層1.4m，第2層0.8m，其他均為一次性挖到計(jì)劃標(biāo)高。 

　�。�3）挖土方法（僅以西區(qū)為例） 

　　1）第一層土方（-2.56～-0.9m）深約1.76m，采用敞開(kāi)式挖土，一次性挖到底標(biāo)高，直接裝車(chē)外運(yùn)。挖此層土方時(shí)留出中心島，中心島外邊線距圓環(huán)內(nèi)側(cè)約3.1m。 

　　2）第2層土方（-4.48～-2.56m）需要等到冠梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能開(kāi)挖。在西區(qū)與東區(qū)交界處，由于此時(shí)東（-0.9m）、西區(qū)（-4.46m）土方高差達(dá)3.85m，為保證交界處東區(qū)土方邊坡穩(wěn)定及安全施工，需要對(duì)交界處以東進(jìn)行卸載。第2層土方需要將中心島及道路標(biāo)高一同降到-4.45m，在挖去中心島道路的同時(shí)，應(yīng)將原有環(huán)島通道（-0.9m）上的塘渣瓦礫等硬殼層盡最大可能下翻到位-4.46m標(biāo)高上做環(huán)島道路面層，不足部分外購(gòu)補(bǔ)填壓實(shí)，以此為第3層土方開(kāi)挖做好道路準(zhǔn)備，環(huán)島道路外邊線離圓環(huán)支撐梁外側(cè)約21m。 

　　在挖完此層土方并完成支撐梁混凝土澆搗后，必須立即修復(fù)好東、西區(qū)交界處的出土通道，-4.46m標(biāo)高處的中心島環(huán)路在軸處與出土通道平臺(tái)按1：10放坡。如圖四所示中，YL-1設(shè)計(jì)標(biāo)高為-3.6m，而支撐梁和此處出土口頂標(biāo)高均為-3.7m，兩者高差近200mm，此處載重車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)必須使兩者均為架空狀態(tài)，故采用如圖四所示的處理辦法，以確保支撐系統(tǒng)的安全。 

　　3）第3層挖土必須等到單層支撐梁全部施工完畢且混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80%后方可開(kāi)挖。 

　�。�4）對(duì)支撐梁的保護(hù)措施 

　　1）嚴(yán)禁挖土機(jī)械直接站在支撐梁上作業(yè)，嚴(yán)禁挖土機(jī)、運(yùn)土車(chē)輛直接在支撐梁上碾壓和行走。 

　　2）在支撐梁處開(kāi)挖土方時(shí)，必須先在梁上方采取對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖、先外圍后中心的方法，使支撐梁緩緩對(duì)稱(chēng)受力，然后用小挖土機(jī)進(jìn)行梁下挖土，逐漸使整個(gè)支撐梁全部受力。 

　　3）所有支撐系統(tǒng)嚴(yán)禁堆載并由計(jì)算確定。 

　�。�5）降水排水措施 

　　1）根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，地下淺層有地面徑流水，為此必須重視地表排水系統(tǒng)的修筑。 

　　2）由于本工程圍護(hù)設(shè)計(jì)已考慮了旋噴嵌縫止水樁，故圍護(hù)壁周邊的滲水可能性很小，但若有滲水時(shí)可采用封堵措施或引流措施，并在圍護(hù)壁周邊的圍梁沿周邊砌筑擋墻以形成積水明溝，以蓄積坑壁滲水、引流水和大氣降水；然后抽排至地面排水系統(tǒng)，阻止該部分水流入坑內(nèi)。 

　　3）當(dāng)土方挖至基坑底時(shí)，可在沿坑底周邊一跨的基梁槽內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)通的排水溝，在基坑內(nèi)部可根據(jù)實(shí)際情況在每數(shù)個(gè)柱網(wǎng)范圍內(nèi)設(shè)排水盲溝，可利用坑中坑做集水井或另設(shè)集水井，通過(guò)水泵將水集中再抽排至排水系統(tǒng)，該類(lèi)溝應(yīng)隨底板的施工而調(diào)整位置。 

　　4）對(duì)于基坑周邊需要從集水井內(nèi)排入內(nèi)河或市政管網(wǎng)的，在其邊上增設(shè)濾水池，經(jīng)濾水池后再排入內(nèi)河或市政雨水管網(wǎng)。 

　　三、結(jié)束語(yǔ) 

　　本工程表明，只要精心施工，合理安排，在軟土等特殊地基的深基坑開(kāi)挖中仍然能取得預(yù)期的滿(mǎn)意效果。但在施工中除采用上述技術(shù)措施外，尚應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)組織措施： 

　　1）建立專(zhuān)門(mén)的應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)。 

　　2）建立信息化施工監(jiān)測(cè)體系。 

　　3）建立嚴(yán)格的技術(shù)交底和專(zhuān)家論證制度。 

　　【參考文獻(xiàn)】 

　　1、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ 120-2012 

　　2、《建筑柱基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94-2008