某工程深基坑施工技術綜述 （轉侵權提即刪）
【摘要】結合某工程例項，從基坑支護、降水、土方開挖、坑中坑支護、資訊法監測等方面介紹了深基坑施工技術，保證了深基坑順利完成和周圍環境的安全。
【關鍵詞】深基坑 降水 土方開挖 坑中坑 監測
一、工程概況
某工程位於天津市和平區，緊鄰南京路。佔地面積14752m
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，總建築面積163700m
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。該工程由一幢46層超高層和四幢30～31層高層建築組成。地下為
兩層連通式地下車庫。坑底標高分別為-14。400m、-13。000m、-12。400m，1
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樓電梯基坑坑底標高-19。380m。±0。00m相當於大沽標高＋4。60m，室外設計標高-0。450m。
工程總平面不規整，呈“L”型，四面環路，場地狹窄，基坑工程量大。基坑支護採用φ850@600深層攪拌樁止水，樁長26m，水泥土樁無側限抗壓強度？cu，k≥1200kPa，其滲透係數≤3。5×10
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cm/s，切斷⑤1粉砂和⑤2粉土層伸入⑤3粉砂層和⑥粉土層中；φ900@1000連排灌注樁擋土，樁長20。5、21。5、24m；結合兩道眼鏡式環梁水平支撐的支護體系。
該工程場地條件相當緊張，四周都是道路。基坑邊線距北側西寧道中心14m，相鄰為5層小區；距東側貴陽路中心17。5m，相鄰為30層高層住宅小區；距南側蘭州道中心15m，相鄰為5~7層小區；距西側昆明道中心15m，相鄰為5層小區。各道路均有密佈的各種管線透過。
根據岩土工程勘查報告，場地靜止水位在大沽標高2。20~2。90m。場區淺層地下水分為潛水（埋深15。0m以上）和微承壓水（埋深18。0~22。0m），年最低水位在4~6月份，年最高水位在8~9月份。勘察埋深30m的土層分佈為：①2素填土、②1粘土、②2粉土、③1粉質粘土、③2粉質粘土、④粉質粘土、⑤1粉砂、⑤2粉土、⑤3粉質粘土、⑥粉土、⑦1粉質粘土。
基坑平面見圖1。
圖1 基坑平面圖
二、深基坑施工技術
1．工藝流程
工程與支護樁施工→降水井降水→開挖至帽梁底→帽梁施工→土方開挖至第一道環梁底→棧橋施工→第一道環梁施工→養護→第一道環梁下方範圍土方開挖至第二道環梁底→第二道環梁施工→養護→土方開挖至坑底→人工清槽→墊層→地基與工程樁頭處理→降水井降水→底板施工→底板與鑽孔樁間土方回填，做換撐板帶→拆除第二道環梁→地下二層結構施工→外牆與鑽孔樁間土方回填，做換撐板帶→拆除第一道環梁→地下一層結構施工→回填土
降水及基坑監測為施工全過程。
2．基坑支護
打樁方法為間隔跳打，嚴格控制成樁質量。水下澆築混凝土時，保證樁身混凝土質量達到設計強度。
水平環梁支撐模板採用木模，在加工場進行預加工，根據圖紙尺寸進行放大樣，保證了加工尺寸準確。環梁側模用的主龍骨橫鋼管根據環梁半徑彎曲成型。環梁半徑較大時，主鋼筋採用直鋼筋；小環梁半徑較小，對主鋼筋進行彎曲成型。大小環梁相切處的連線封閉箍筋預先放置，避免了兩個環梁主鋼筋綁紮完畢後無法放置的情況。混凝土作業採用各層水平支撐系統整體連續澆注，未留置施工縫。澆築完成及時覆蓋澆水養護。
3．基坑降水
基坑開挖前，需將坑內的地下水位降低並排除，使坑內土體在基坑開挖時，透過排水固結達到一定強度，提高坑內土體的水平抗力，減少基坑的變形量並增強基坑底部穩定性，減少坑底土體的隆起。
降水井的濾水管位置均根據各井位對應的地質剖面來設計：基坑內降水井濾水管設定在⑤1粉砂層，井深為19m；濾水管設定在⑤2粉土層，井深24m。土層均為弱透水性，共設定43口。在基坑外設定觀測井，濾水管設定在⑧2粉質粘土層，井深16m，土層為微透水性，共設定16口。
基坑內降水井採用無砂大孔混凝土管井，用鑽機成孔，孔內下φ500管井，管外側包一層40目尼龍網，地面1m以下井深範圍內回填粒徑為3～7mm的豆石濾料，孔頂處1m深度用粘土填塞。降水早於基坑開挖前20天開始，施工過程中降水持續進行。觀測井用於觀測基坑內降水對基坑外地下水位的影響，根據坑內外水位變化，確定降水的速率和抽水量。降水過程中對臨近建築物和地下管線的安全進行觀察監測，同時利用降水井兼做回灌井，必要時應採取回灌措施。
4．土方開挖
土方開挖前進行方案編制和技術論證，根據論證方案，採取分割槽分層開挖方式，將基坑合理劃分為三個開挖段，以大環梁對撐劃分南北兩個段，小環梁為一個開挖段；分層開挖，結合基坑水平環梁支護體系，以室外地面至第一道環梁底為第一步，以第一道環梁底兩側放坡開挖至第二道環梁底為第二步，以第一道環梁底至基坑底（除環梁部位）為開挖第三步。
在工程西門口和南門口設計兩個鋼筋混凝土棧橋，採用從四周均勻對稱中心島式開挖方式。
第一步土方開挖至第一道水平環梁底-4。050m。第一道環梁施工且強度滿足設計C35後，開挖環梁下方土方至第二道環梁底-8。950m。第二道環梁達到設計強度後，土方從-4。050至坑底土方一次開挖。見圖2。
圖2 第二步土方開挖示意圖
為實現挖土的均衡和運土的迴圈，提高工作效率，透過結構計算及設計複核，在大、小環梁間的對撐中間位置和大、小環梁相切部位進行加固。
第一道支撐樑上部增加4C25鋼筋，第二道支撐梁下部增加2C25鋼筋。同時，上下兩道支撐梁之間增加四個鋼管（φ530x12）支撐，鋼管支撐與兩道支撐梁交接處增加加勁勒。兩道支撐梁施工完畢，支撐梁周邊1000mm範圍夯填石硝，鋪設2cm厚鋼板，車輛可在上方行駛。
經過環梁的車輛必須限載40t範圍內；不允許車輛滿載時停在環樑上方。
經實施，兩個月完成本工程20萬m
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土方開挖工程量。在既定條件下，工期比原計劃提前15天。
5．坑中坑支護
因1
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樓電梯井位置槽底深達-19。38m，地質條件較差，驗算放坡穩定性。
已知放坡高度4。98m，寬度2。88m；土層引數（自坑面向坑底）：
（1）③2粉質粘土，層厚1m，重度γ（kN/m
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）=19．3，內摩擦角φ（°）=13。4，內聚力C（kPa）=16。9；（2）④粉質粘土，層厚4。1m，重度γ（kN/m
3
）=20，內摩擦角φ（°）=9。80，內聚力C（kPa）=18。3；（3）⑤1粉砂，層厚2。3m，重度γ（kN/m
3
）=20。3，內摩擦角 （°）=27。3，內聚力C（kPa）=12。20。
採用圓弧法計算，求得整體穩定性安全係數Fs=1。298≈1。30。考慮此部位湧水量大、極易出現流砂現象等不利因素，採取了有效措施保證土方開挖的安全。在電梯基坑上口1m範圍施打一週高壓旋噴樁做坑中坑支護兼作止水帷幕。以主樓基坑坑底標高-14。400為準，樁長13m，切斷⑤1粉砂弱透水層和⑤2粉土弱透水層伸入⑤3粉砂層和⑥粉土層中，
φ500@300，水泥摻量40%，水玻璃3%。水泥固化基本達到要求後，開始進行土方開挖。
土方開挖過程中，坑底湧水量極大，且出現流砂現象，為此，採取邊降水邊挖土，在水中挖土的辦法。同時，加大坑中坑外側臨近的降水井降水頻率與降水量，根據周邊建築、道路的沉降情況在必要時透過觀測井採取井點回灌，防止了抽水量過大影響周邊環境的安全。增加坑內降水措施，土方開挖至坑底標高後，在基坑四周挖貫通排水盲溝，邊挖邊填過濾碎石，和坑內降水井連通。加快墊層施工進度，墊層厚度增至300mm用於坑內壓底，澆築墊層混凝土前上鋪無紡布一層，基坑坑底及坑壁澆築C30P8混凝土，配筋雙層雙向C14@200。
透過實施上述措施後，保證了坑中坑土方開挖的順利完成。
6．環梁拆除
換撐做法為在同結構板面標高處做300mm厚素混凝土板帶，其他部位素土夯實回填。換撐板帶設計混凝土強度等級C30，結構底板、樓板強度設計混凝土強度等級C50，達到設計要求混凝土強度等級後，再拆除支撐。
在拆除環梁時先拆角撐、邊梁，再拆除環梁，最後拆除對撐梁。
三、基坑支護工程施工過程監測
為確保基坑支護結構和周邊建築物、道路、管線的安全，在基坑土方開挖、支護、結構施工及支護拆除過程中的各個階段主要進行以下專案監測：圍護梁頂水平位移和沉降、環梁水平支撐位移和沉降、周邊建築的沉降、周邊道路的位移和沉降、水位變化等。
監測工作根據各個施工階段進行動態同步監測，施工期間監測頻率為1次/d；施工後期，監測頻率1次/2d。根據每日監測情況，及時對基坑開挖的速度和深度、降水的速度和降水量等進行調整，使深基坑施工在監控資訊指導下，正確、合理地進行。圍護結構牆頂及支撐系統的水平位移監測警戒值80mm，地面沉降量報警值0。2%H=38mm，建築物沉降警戒值δ/L<1/300=0。0033。（H：基坑開挖深度19m；δ：差異沉降值；L：建築物長度：世昌裡45m、安寧裡50m。）
1．圍護結構牆頂及支撐系統的水平位移監測
在該工程圍護結構及-3。25m、-8。15m兩道環梁支撐系統上分別佈設水平位移監測點。在圍護結構上佈設29個點，兩道環樑上各佈設34個點。土方開挖後，第一道環梁水平最大位移35mm，第二道環梁水平最大位移14mm。圍護結構從土方開挖到環梁拆除的全過程的位移變化如圖3。
圖3 牆頂位移累計變化曲線
2．臨近建築物及臨近道路的沉降觀測
南側世昌裡小區佈設監測點24個，西側安寧裡小區佈設監測點10個。在四周道路上共佈設22個監測點。到第一道環梁拆除完成，地面位移為0。道路累計最大沉降29。48mm<警戒值［0。2%H］=0。2%×19000=38mm；安寧裡沉降值δ/L=62。12/50000=0。00124<警戒值［1/300］=0。0033，世昌裡沉降值δ/L=60。25/45000=0。00134<警戒值［1/300］=0。0033。
四、結論
該工程深基坑施工，採取了合理的技術措施和嚴格的施工管理，採用資訊法監測施工，在施工中取得了很好的效果，保證了深基坑的順利完成和周邊環境的安全。
