深基坑施工技術(shù)方案

馬 秀 芳

(長(zhǎng)治市建筑工程總公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

1 工程概況

2 周?chē)h(huán)境

北晟苑小區(qū)整個(gè)項(xiàng)目包含1號(hào)～6號(hào)住宅樓、商鋪及地下車(chē)庫(kù)，建筑總面積193 072.59 m2。擬建的地下車(chē)庫(kù)位于本小區(qū)項(xiàng)目的3號(hào)、4號(hào)樓的南北兩側(cè)。南側(cè)外邊線(xiàn)距1號(hào)、2號(hào)樓外墻邊6.1 m，距1號(hào)、2號(hào)樓北面門(mén)廳部位的距離為3.6 m，1號(hào)、2號(hào)樓地下1層，地上14層，CFG樁復(fù)合地基，有梁式鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑總高度43.5 m，基礎(chǔ)底標(biāo)高為-4.65 m，目前1號(hào)、2號(hào)樓已進(jìn)入后期的外墻涂飾等裝飾裝修施工階段；中間與3號(hào)、4號(hào)樓相連，3號(hào)、4號(hào)樓地下2層，地上14層，CFG樁復(fù)合地基，有梁式鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑總高度43.5 m，基礎(chǔ)底標(biāo)高為-7.42 m，同車(chē)庫(kù)基礎(chǔ)底標(biāo)高，目前3號(hào)、4號(hào)樓的施工進(jìn)度是二次結(jié)構(gòu)基本完成；北側(cè)還有擬建5號(hào)、6號(hào)樓還未開(kāi)工?；觾?nèi)及周邊無(wú)地下管線(xiàn)布置。

3 地質(zhì)情況

根據(jù)建設(shè)單位提供的《巖土工程勘察報(bào)告》，擬建車(chē)庫(kù)場(chǎng)地土層自上而下依次為：

①素填土:厚度為2 m，土層重度γ=16.0 kN/m3，粘聚力C=10 kPa,土層內(nèi)摩擦角φ=10.0°，局部為耕土，呈黃褐色，主要以粉質(zhì)粘土和粉土為主，含云母、煤屑、氧化物、植物根等，具有濕陷性，松散～稍密。該層土基坑開(kāi)挖全部挖除。

②粉質(zhì)粘土：厚度為8 m，土層重度γ=20.1 kN/m3，粘聚力C=17 kPa，土層內(nèi)摩擦角φ=15.0°，可塑狀態(tài)，中壓縮性，干強(qiáng)度中等，韌性中等，fak=105 kPa。

③粉質(zhì)粘土：厚度為10 m，土層重度γ=19.9 kN/m3,粘聚力C=24.4 kPa，土層內(nèi)摩擦角φ=22.3°，可塑狀態(tài)，中壓縮性，干強(qiáng)度中等，韌性中等，fak=160 kPa。

場(chǎng)地濕陷性評(píng)價(jià)為一般場(chǎng)地，本工程擬建場(chǎng)地地表下20 m深度內(nèi)無(wú)飽和砂土及粉土，地基土為非液化土，基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)地基土對(duì)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具有微腐蝕性。標(biāo)準(zhǔn)凍土深度為0.73 m。

地下穩(wěn)定水位位于自然地表下2.70 m～4.8 m之間，地下水類(lèi)型為上層滯水。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，主要由大氣降水補(bǔ)給，水位隨季節(jié)變化，年變化幅度約0.5 m～1.0 m，水流流向由東向西，向濁漳南源河方向排泄。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地下水位位于自然地表下5 m。

若計(jì)算兩個(gè)樣本點(diǎn)和的距離，則把兩個(gè)樣本點(diǎn)通過(guò)變換矩陣W投影，然后計(jì)算投影后的樣本點(diǎn)的馬氏距離，如式（5）、（6）所示。

4 總體施工方法

本基坑土方開(kāi)挖的坑底標(biāo)高相對(duì)±0.000應(yīng)為-7.6 m，自然地坪標(biāo)高介于-1.123 m～-0.59 m，本基坑開(kāi)挖深度介于6.477 m～7.010 m。根據(jù)本工程南側(cè)1號(hào)、2號(hào)樓室外回填土為素填土，土方開(kāi)挖過(guò)程不僅要考慮邊坡穩(wěn)定，還要考慮因挖土對(duì)1號(hào)、2號(hào)樓地基持力層的影響。3號(hào)、4號(hào)樓位于車(chē)庫(kù)中間，且基礎(chǔ)底標(biāo)高與車(chē)庫(kù)基礎(chǔ)底標(biāo)高一致，而其他部位的周?chē)h(huán)境相對(duì)空曠，開(kāi)挖時(shí)要考慮邊坡穩(wěn)定。結(jié)合GB 50202—2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、JGJ 167—2009濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程及JGJ 120—2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程中對(duì)基坑類(lèi)別的劃分依據(jù)，本工程基坑開(kāi)挖深度最深7.01 m，基坑環(huán)境條件及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件為Ⅲ類(lèi)，α>1.0，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)；基坑屬二級(jí)基坑；支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。經(jīng)PKPM安全設(shè)施計(jì)算軟件(2015版)計(jì)算，確定本基坑南側(cè)1號(hào)、2號(hào)樓處采用水泥土墻支護(hù)，其他東、西、北三側(cè)均采用坡率法施工。同時(shí)，深基坑施工全過(guò)程要考慮地下水的影響，合理布設(shè)管井進(jìn)行降水。

4.1 水泥土墻支護(hù)設(shè)計(jì)方案

本基坑南側(cè)1號(hào)、2號(hào)樓處采用水泥土墻支護(hù)，最北第一排水泥土樁距車(chē)庫(kù)基礎(chǔ)南側(cè)邊線(xiàn)1 000 mm，水泥土樁沿基坑南側(cè)連續(xù)布置，布置至相鄰東、西兩側(cè)商場(chǎng)筏板基礎(chǔ)邊；水泥土樁直徑500 mm，互相咬合150 mm，共4排，水泥土墻寬1 550 mm，門(mén)廳處的水泥土樁從室外自然地面開(kāi)始打樁，其他部位的水泥土樁挖土至-4.0 m處開(kāi)始打樁，水泥土樁延伸至基坑底標(biāo)高下5 m。水泥土墻頂面設(shè)置混凝土連接面板，面板厚度為150 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15。

4.2 基坑降水設(shè)計(jì)方案

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地下水位位于自然地表下5 m。因?yàn)楸竟こ探邓矫婷娣e較大，為保證降水水位達(dá)到施工作業(yè)面標(biāo)高以下500 mm以上。結(jié)合本項(xiàng)目去年施工的3號(hào)、4號(hào)樓成功采用管井降水施工方法，車(chē)庫(kù)深基坑降水設(shè)計(jì)采用管井降水方案。

4.3 土方開(kāi)挖方案

根據(jù)前述的基坑周邊環(huán)境、工程地質(zhì)及水文條件分析，遵循“先支后挖、分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖”和“分層、分段、對(duì)稱(chēng)”的開(kāi)挖原則，確定本工程采用縱向分兩級(jí)放坡，橫向分四個(gè)大段總體開(kāi)挖方式，每一段開(kāi)挖均分級(jí)呈階梯狀推進(jìn)的機(jī)械大開(kāi)挖方式，放坡系數(shù)為1∶0.75。開(kāi)挖順序?yàn)椋合乳_(kāi)挖3號(hào)、4號(hào)樓南側(cè)，后開(kāi)挖3號(hào)、4號(hào)樓北側(cè)。且南北兩側(cè)按3號(hào)、4號(hào)樓中間均分為東、西兩個(gè)施工段，兩個(gè)施工段可分別向東、西兩個(gè)方向采用倒推式同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖，至最東、最西部位時(shí)各留置一條4 m寬的1∶7的坡道，用于運(yùn)輸土方和施工材料等，同時(shí)亦可作為人員上下坡道。

5 深基坑施工

5.1 水泥土墻施工

水泥土墻采用深層攪拌噴漿法，四攪兩噴；采取切割搭接法施工，施工時(shí)應(yīng)在前樁固化前進(jìn)行搭接施工，樁的搭接長(zhǎng)度為150 mm，水泥漿的水灰比控制在0.6以下。

1)施工時(shí)首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整，清除坑內(nèi)及周邊障礙物；坑內(nèi)局部有低洼時(shí)，采用素土分層進(jìn)行夯填。

2)水泥選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，摻入量應(yīng)根據(jù)土質(zhì)及含水率等情況經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試樁確定；所使用水泥應(yīng)過(guò)篩，制備好的水泥漿不得離析，放置時(shí)間不允許超過(guò)4 h，否則廢棄。

3)攪拌機(jī)噴漿提升速度和次數(shù)應(yīng)符合施工工藝要求，并派專(zhuān)人作好書(shū)面記錄。

4)當(dāng)漿液到達(dá)出漿口后，應(yīng)噴漿攪拌30 s使水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?，再開(kāi)始提升攪拌頭。

5)施工時(shí)如因停電停水等原因停漿，應(yīng)將攪拌頭從停漿面下沉0.5 m以上，待恢復(fù)供漿后再繼續(xù)噴漿攪拌提升。如果停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)3 h，應(yīng)將輸漿管道拆開(kāi)進(jìn)行清洗。

6)噴漿未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高而集料斗中漿液已排空或噴漿達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高而集料斗中漿液剩余還比較多時(shí)，應(yīng)查明原因再繼續(xù)施工。

7)質(zhì)量檢驗(yàn)。每一根樁都應(yīng)有詳細(xì)的施工資料，水泥土樁施工后一周內(nèi)進(jìn)行樁頭開(kāi)挖檢查或采取水泥土試塊等方法檢查成樁質(zhì)量；不符合要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

5.2 降水工程施工

以3號(hào)、4號(hào)樓為界，劃定為南、北兩個(gè)大的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域沿基坑南、北兩邊距離基坑底邊300 mm處各布置一排降水井，管井的布設(shè)間距為20 m，每邊設(shè)7口降水井，全坑共設(shè)28口降水井。管井施工孔徑為600 mm，管徑為400 mm，經(jīng)計(jì)算過(guò)濾器長(zhǎng)度6.0 m，打井深度13.5 m。

1)管井施工工藝:定位→成孔→放管→填濾料→安裝水泵及排水設(shè)施→降水→封井。

2)管井采用無(wú)砂混凝土管，管井外周?chē)顬V料采用級(jí)配10 mm～20 mm干凈均勻的硬質(zhì)碎石；管井底部應(yīng)填1 m 20 mm～40 mm的碎石作為濾水層。

3)利用基坑周邊搭設(shè)的防護(hù)架，將各降水井中的抽水支管與水平排水主管連接，并把水平排水主管按0.3%的坡度固定在防護(hù)架上邊，排水經(jīng)沉淀池處理后排入市政管網(wǎng)。

4)土方開(kāi)挖時(shí)，為防止雨水浸泡坑底或防止坡面雨水流入坑底形成踢腳，坑內(nèi)采用集中明排的方式，具體措施為：沿基坑四周距坑底坡腳300 mm位置設(shè)置明排水溝，排水溝深300 mm，寬度300 mm，溝底按0.3%坡度排向集水井，在基坑四周和中間每隔40 m設(shè)一個(gè)集水井，井內(nèi)設(shè)置污水泵將水抽排至場(chǎng)外的沉淀池。

5.3 基坑開(kāi)挖施工

1)當(dāng)水泥土墻強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，基坑降水到設(shè)計(jì)基底標(biāo)高0.5 m以下時(shí)，方可開(kāi)始基坑挖土；開(kāi)挖時(shí)，施工機(jī)械不得損害已施工的水泥土墻。

2)基坑開(kāi)挖應(yīng)按分層、分段、對(duì)稱(chēng)、均衡、適時(shí)的原則開(kāi)挖，沿水泥土墻方向應(yīng)分區(qū)段開(kāi)挖，每一開(kāi)挖區(qū)段的長(zhǎng)度不宜大于40 m；挖至坑底時(shí)，應(yīng)避免擾動(dòng)基底持力層的原狀土層。

3)基坑周邊堆放的施工材料、設(shè)施或行駛車(chē)輛荷載嚴(yán)禁超過(guò)設(shè)計(jì)要求，做好施工期間基坑周邊的排水工作。

6 結(jié)語(yǔ)

本工程于2017年7月開(kāi)工，同年10月室外防水及回填土完成，整個(gè)施工過(guò)程中未發(fā)生任何異常情況，為今后類(lèi)似工程施工積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

[1] GB 50202—2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] JGJ 167—2009,濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程[S].

[3] JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 建質(zhì)[2009]87號(hào)文件，危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法[Z].

[5] 《建筑施工手冊(cè)》編委會(huì).建筑施工手冊(cè)[M].第5版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.