昆明某軟土深基坑開挖施工設(shè)計(jì)

李 歡，陶 參，黃 金

（1.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650000；2.漢嘉設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 昆明分公司，云南 昆明 650000）

在當(dāng)前城市建設(shè)快速發(fā)展的現(xiàn)狀下，深基坑開挖現(xiàn)象越來越普遍。深基坑施工工況復(fù)雜、施工風(fēng)險(xiǎn)大對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求較高[2～3]。特別是軟土地區(qū)深基坑開挖土體所受擾動(dòng)大，易造成支護(hù)結(jié)構(gòu)和臨近地下管道線路的變形和破壞。因此，探索軟土深基坑工程施工技術(shù)具有重要意義。

1 工程概況

城投湖畔四季城（二期)建設(shè)項(xiàng)目位于云南省昆明市北部郊區(qū)，基坑開挖面積約15 205m2，周長(zhǎng)約520m，開挖深度約8.7～15.2m?；又苓叚h(huán)境簡(jiǎn)單，但開挖深度較大，項(xiàng)目地形西高東低，高差約6.5m，地面標(biāo)高1 911.93～1 921.48m，現(xiàn)狀地面坡度0～23.7°。基坑位置及平面形狀見圖1。

圖1 場(chǎng)地地理位置圖

勘察區(qū)地層類型除表層為人工填土（Q4ml）外，主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl)粘性土、圓礫土互層，局部夾粉土。場(chǎng)地地下水位埋深及水位埋深的變化很大，地下水埋深在6.60～9.40m，主要為上層滯水、孔隙型潛水。

基坑?xùn)|側(cè)緊鄰已建龍江西路，道路下方有污水管（距離基坑開挖線約9.65m，埋深3.7m，D=500mm）和雨水管（距離基坑開挖線約19.85m，埋深2.5m，D=800mm）。南側(cè)與已建市政道路太乙路相鄰，道路下方有污水管（距離基坑開挖線約6.61～15.18m，距離基坑最近的污水管埋深3.4m，D=500mm）和雨水管（距離基坑開挖線約9.31～17.88m，距離基坑最近的雨水管埋深3.1m，D=1 000mm）?；颖眰?cè)為擬建規(guī)劃路，下方有給水管（距離基坑開挖線約4.54～8.51m，埋深3.7m，D=1 600mm）。

2 基坑施工難點(diǎn)

1）施工組織難度大 受地下水不良影響程度大，土質(zhì)松軟，容易產(chǎn)生土體滑移、基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、流土乃至破壞等病害；基坑開挖深度較大，最大開挖深度為15.2m，屬超深基坑，對(duì)支護(hù)條件和施工工藝要求較高。

2）環(huán)境保護(hù)要求高 距東、南、北側(cè)周邊地下管道較近，對(duì)周邊設(shè)備物、地下修建物及管線的安全造成很大威脅。

3 基坑施工方案

3.1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)部分共分為9 個(gè)支護(hù)剖面，支護(hù)深度為8.7～15.2m；支護(hù)形式采用小放坡結(jié)合樁錨方案?？紤]到基坑周邊的環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度、基坑深度等因素，基坑樁錨支護(hù)各剖面安全等級(jí)均取一級(jí)。

在坑壁側(cè)及放坡坡面上設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴射砼面層護(hù)壁，面筋為?6.5@200×200 雙向鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)面層上噴射C20 細(xì)石砼面層，厚度100mm。

結(jié)合上述基坑地質(zhì)環(huán)境條件實(shí)際情況，我們對(duì)基坑支護(hù)方案提出如下建議，供設(shè)計(jì)參考。

1）支護(hù)結(jié)構(gòu)選型：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)建議場(chǎng)地東側(cè)坑壁采用噴錨支護(hù)，西側(cè)，南北側(cè)坑壁建議采用排樁進(jìn)行支護(hù)。

2）支護(hù)樁選型：建議采用長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁或旋挖樁。

3）支護(hù)體系嵌固深度：西側(cè)不宜小于15m，南北側(cè)不宜小于15～10m，東側(cè)采用排樁時(shí)不宜小于7m。

4）止水帷幕類型選擇：可采用深攪或全置換型長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁咬合長(zhǎng)螺旋水泥土樁型支護(hù)、止水一體結(jié)構(gòu)。

5）止水帷幕深度：與支護(hù)體系嵌固深度相同，西側(cè)不宜小于15m，南北側(cè)不宜小于15～10m，東側(cè)采用排樁時(shí)不宜小于7m。

6）坑內(nèi)降水與排水：沿坑內(nèi)周邊設(shè)置排水溝和集水井，集水井間距不宜小于30m。

7）當(dāng)采用錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索或土釘進(jìn)行坑壁支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，土體與錨固體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值按表1 取值。

3.2 土方開挖設(shè)計(jì)

工程土方開挖外運(yùn)量大，同時(shí)土方開挖又要配合支護(hù)施工，土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況相一致，并遵循“分層、分段開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則。

1）土方開挖采用“環(huán)島式”分層、分段、分區(qū)開挖，沿基坑周邊開挖10.0m 寬的工作面。

2）土方開挖應(yīng)按分層、分段的原則開挖，每層分段施工長(zhǎng)度不應(yīng)超過30m，分層厚度不應(yīng)大于2.5m，并應(yīng)結(jié)合錨索設(shè)計(jì)工況合理確定（錨索施工超挖深度為0.5m）。

3）為避免擾動(dòng)基底持力土層的原狀結(jié)構(gòu)，土方開挖至坑底時(shí)預(yù)留0.3m 厚的土層應(yīng)由人工清挖至設(shè)計(jì)坑底標(biāo)高；基底開挖至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高后應(yīng)盡快進(jìn)行基底封底和基礎(chǔ)施工。

4）基坑開挖過程中，要嚴(yán)格做好降排水工作，采用坑內(nèi)四周降水井及坑內(nèi)集水井超前降水后再進(jìn)行土方開挖。

5）土方坡道寬10m，兩側(cè)放坡坡率不得大于1∶2。

3.3 基坑監(jiān)測(cè)

基坑工程的施工監(jiān)測(cè)主要項(xiàng)目應(yīng)包括：支護(hù)體系方面的支護(hù)體系觀察；圍護(hù)墻（邊坡）頂部豎向、水平位移、裂縫、側(cè)向變形（測(cè)斜）；冠梁及圍檁內(nèi)力；支撐內(nèi)力；錨桿拉力；立柱豎向位移；坑底隆起（回彈）；基坑內(nèi)地下水水位等。周邊環(huán)境的基坑外地下水位；地表豎向位移；基坑外側(cè)地表裂縫（如有）；鄰近建（構(gòu)）筑物水平及豎向位移；鄰近建（構(gòu)）筑物裂縫（如有）；鄰近地下管線水平及豎向位移等。一旦監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)通知勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)會(huì)診，找出異常原因，制定處置方案，預(yù)防安全事故發(fā)生。

表1 土體與錨固體極限摩阻力建議取值表

4 結(jié)論

對(duì)城投湖畔四季城基坑壁無支護(hù)條穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并在充分研究深基坑工程概況、地質(zhì)環(huán)境及周邊環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，對(duì)基坑開挖進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要結(jié)論如下。

1）場(chǎng)地淺部地層松散，地下室基坑開挖深度超過3m 無支護(hù)將失穩(wěn)，坑壁應(yīng)采取有效的支護(hù)措施，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)建議采用噴錨支護(hù)或排樁進(jìn)行支護(hù)；沿坑壁設(shè)置止水帷幕，避免基坑降水發(fā)生困難、坑底涌水涌砂和給周邊現(xiàn)有建筑、道路帶來不良危害；止水帷幕的設(shè)置，建議采用全置換型長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁咬合長(zhǎng)螺旋水泥土樁型支護(hù)、止水一體結(jié)構(gòu)。

2）制定合理的開挖施工組織設(shè)計(jì)，遵循“及時(shí)支撐、先撐后挖，分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則，確保挖方工程安全、順利進(jìn)行。

3）進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，一旦監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)通知勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)會(huì)診，找出異常原因，制定處置方案，預(yù)防安全事故發(fā)生。