軟土地區(qū)某深基坑施工工藝優(yōu)化研究

譙立家，許萬忠，魏興發(fā)，盧志偉，方有誠

（1.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093；2.中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司 云南分公司，云南 昆明 650034）

1 工程概況

擬建基坑位于云南省昆明市西山區(qū)，基坑周邊市政排水系統(tǒng)均已完成，地表水均束流于市政排水系統(tǒng)及盤龍江中。地貌屬于滇池湖相沉積盆地中部軟土分布區(qū)，地形平整，最大高差為1.44m，擬建場(chǎng)地及周邊無滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患，未發(fā)現(xiàn)溶洞等其他不良地質(zhì)作用。

如圖1所示，本基坑大面開挖底標(biāo)高1 884.21m（含100mm 墊層)，局部開挖底標(biāo)高1 883.96m（含100mm 墊層)、1 884.91m（含100mm 墊層)，基坑底周長約348.2m，開挖深度介于5.5～6.3m。擬建地下室基坑永久抗浮設(shè)防水位及施工期間抗浮設(shè)防水位均建議為1 890.00m。

圖1 基坑平面示意圖

根據(jù)地勘報(bào)告資料，場(chǎng)地表層為厚度差異較大的人工填土（Qml），其下沖洪積（Qal+pl）的黏性土局部缺失，中部為厚大的第四系湖沼積（Qh+l）粉質(zhì)黏土、含有機(jī)質(zhì)黏性土、粉土等松軟土層呈互層狀產(chǎn)出，下伏基巖為寒武系下統(tǒng)滄浪鋪組（∈1c）砂巖，埋深太大未能揭露，強(qiáng)風(fēng)化層厚度大。各地基土層空間分布差異較大，地基土層間物理力學(xué)狀差異較大，為不均勻地基。

2 施工難點(diǎn)

1）場(chǎng)地地基中存在軟弱土層及可液化土層，地處建筑抗震不利地段。地基土壤中的①層雜填土、2 層含天然有機(jī)質(zhì)黏土、③4 及二層泥煤質(zhì)土為中軟弱土壤，在抗震設(shè)防烈性八度時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)中軟土震陷，在抗震設(shè)防烈性為八度時(shí)，埋深不足20m 的③一層完全飽和粉土?xí)霈F(xiàn)完全液化，液化現(xiàn)象等級(jí)輕度，局部中度。

2）對(duì)周邊環(huán)境影響大。北側(cè)緊鄰寬約10.0m校區(qū)內(nèi)部水泥道路，水泥道路另一側(cè)為籃球場(chǎng)地；南側(cè)學(xué)校圍墻外為市政綠化帶，綠化帶外側(cè)為盤江西路（25m 寬），基坑支護(hù)底邊線距學(xué)校圍墻最近距離約4.0m，距盤江西路最近為11.4m；西側(cè)為學(xué)校體育館，距基坑支護(hù)底邊線最近距離約6.0m；東側(cè)緊鄰寬約13.0m 的盤江西路，距基坑支護(hù)底邊線最近距離約3.4m。綜上所述，基坑周圍建（構(gòu)）筑物、道路較多，距基坑近，基坑周邊環(huán)境條件較復(fù)雜。施工時(shí)，需復(fù)查管線位置及埋置深度，方可開始施工。

3）由于基坑占地面積大，且支護(hù)施工的工序較多，工期很緊，因此如何合理安排各工序的交叉作業(yè)時(shí)間，確保本施工按時(shí)完成是一項(xiàng)難題。

4)基坑開挖深度為5.5～6.3m，土方開挖量及開挖高度均較大且坑底位于地下水位以下，基坑側(cè)壁以透水性較強(qiáng)的松散地層為主，對(duì)土方開挖施工人員安全危害較大。

3 基坑施工設(shè)計(jì)

3.1 基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)大面開挖標(biāo)高為1 884.26m，基坑開挖深度（從現(xiàn)地面標(biāo)高起算）介于5.5～6.3m，基坑側(cè)壁揭露土層為①層雜填土、②層黏土、③層黏土，局部夾③1 層粉土，基坑底主要位于③層黏土層中。

該工程從安全、經(jīng)濟(jì)和施工工期等因素綜合考慮，選用的總體支護(hù)方案為“放坡+SMW 工法樁+掛網(wǎng)噴錨”型式共分5 個(gè)剖面段，各剖面段均采用“1 ∶0.5 坡比放坡+在1 889.01m 平臺(tái)施工SMW 工法樁+掛網(wǎng)噴錨”進(jìn)行支護(hù)?？又鼙诟鶕?jù)地層及地面荷載情況分段采用相應(yīng)的支護(hù)形式進(jìn)行有效結(jié)合，支護(hù)方案具體設(shè)置情況如下。

3.1.1 開挖支護(hù)邊線的確定

以建設(shè)單位標(biāo)識(shí)的基坑開挖線作為基坑支護(hù)底邊線，在場(chǎng)地環(huán)境條件下，也可以根據(jù)施工需要靈活調(diào)整開挖支護(hù)線的位置，確保地下室施工順利進(jìn)行。

3.1.2 基坑支護(hù)施工順序的確定

場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→分層分段按坡比放坡→在1 889.01m 平臺(tái)施工SMW 工法樁→土方分層開挖→分層掛網(wǎng)噴錨施工→噴錨面層養(yǎng)護(hù)→土方分層開挖、分層掛網(wǎng)噴錨施工至基底。

3.1.3 基坑支護(hù)形式設(shè)置

根據(jù)基坑周邊地質(zhì)條件、施工要求和周邊場(chǎng)地環(huán)境等條件設(shè)計(jì)5 個(gè)支護(hù)剖面。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用A850@600SMW 工法樁，樁內(nèi)設(shè)置規(guī)格為H700×300×13×24 的密插型型鋼。

3.1.4 鋼筋網(wǎng)噴錨砼面層設(shè)置

開挖高度內(nèi)坑壁設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴錨砼面層護(hù)壁，面筋為A8 級(jí)鋼筋，雙向鋼筋網(wǎng)片為200mm×200mm，加強(qiáng)筋用C14 鋼筋，縱橫焊連。砼面層為C20 細(xì)石砼，厚100mm。

3.1.5 SMW工法樁工藝流程

施工放樣→開鑿導(dǎo)槽→設(shè)置導(dǎo)向定位型鋼→攪拌機(jī)安裝就位→配制混凝土泥漿→噴漿、噴射下降至樁底高度→噴漿、噴射上升至樁頂高度→將H 型鋼垂直度起吊運(yùn)輸、定位（H 型鋼涂減摩劑)→校正H 型鋼垂直度→插入H 型鋼→定位H 型鋼→澆筑結(jié)束→ H 型鋼回收并將注漿材料返回。

3.2 基坑降水與防滲方案設(shè)計(jì)

綜合考慮場(chǎng)地工程特性，保證工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性，采用止水帷幕、坑頂截水、坑內(nèi)集水井、排水溝匯集排水的方案。

3.2.1 排水系統(tǒng)

1）基坑底及基坑內(nèi)設(shè)置300mm×300mm 坑底排水盲溝，將基坑內(nèi)地下水疏導(dǎo)至集水井集中抽排。

2）540mm×400mm 排水溝設(shè)置在基坑頂，五級(jí)沉淀池設(shè)置在端頭位置。

3）由于場(chǎng)地狹窄的限制，局部基坑頂磚砌排水溝不能施工時(shí)，可采用A300PVC 管進(jìn)行引流疏排，沉淀池?cái)?shù)量及位置可根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地情況局部調(diào)整。

3.2.2 集水井

1）坑內(nèi)沿基坑周邊設(shè)置集水井連接坑內(nèi)排水盲溝，集水井采用人工、機(jī)械開挖基槽，放置內(nèi)徑為0.8mC30 混凝土預(yù)制井圈，井深基坑底下2.0m。

2）屋頂?shù)臐B水帷幕使用A850@600 三軸水泥攪拌樁沿基坑而形成封閉的止水帷幕，其中A850@600 三軸水泥攪拌樁采取了二噴四攪（即上下均攪拌，下沉噴漿)的施工工藝。

3.3 基坑監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)

本次基坑監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)是基坑頂、周邊道路及地下管線管網(wǎng)的位移監(jiān)測(cè)，并從嚴(yán)進(jìn)行控制其變形，具體實(shí)施如下。

1）監(jiān)測(cè)對(duì)象 基坑頂、周邊道路及地下管線管網(wǎng)。

2）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 水平、豎向位移。

3）監(jiān)測(cè)目的 從嚴(yán)控制變形，確保周邊建（構(gòu)）筑物及人民財(cái)產(chǎn)安全。

4）監(jiān)測(cè)方法 專人巡視檢查和高精度儀器的監(jiān)測(cè)。

5）其他注意事項(xiàng) 基坑?xùn)|側(cè)盤江西路和西側(cè)體育館為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，應(yīng)加強(qiáng)該側(cè)的監(jiān)測(cè)頻率，并應(yīng)延長相應(yīng)的監(jiān)測(cè)時(shí)間。

4 施工技術(shù)優(yōu)化

本項(xiàng)目踐行“精益建造”理念，使用SMW工法樁、新材料，從實(shí)際使用需求出發(fā)，以便于施工為原則，深入?yún)⑴c設(shè)計(jì)優(yōu)化，提出多條設(shè)計(jì)優(yōu)化建議，均獲采納，最大限度地縮短了工期。主要施工工藝優(yōu)化如下。

1）與傳統(tǒng)的支護(hù)樁+止水樁施工工藝相比，采用SMW 工法樁具有工期短、成本低、止水性強(qiáng)的特點(diǎn)，施工時(shí)不會(huì)擾動(dòng)鄰近土體，也不會(huì)產(chǎn)生鄰近地面沉降、道路裂損和地下設(shè)施移位等危害，同時(shí)縮短工期30 天。

2）項(xiàng)目將除外圍護(hù)墻外的所有非承重墻體均變更為GRC 輕質(zhì)隔墻板，有效避免傳統(tǒng)砌塊+水泥砂漿抹灰易空鼓開裂等質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)縮短工期3 天。

3）確定了“適時(shí)銜接，平行為主，節(jié)點(diǎn)控制、重點(diǎn)突出”的施工思路。適時(shí)銜接，就是用盡時(shí)間，占滿空間，利用一切條件進(jìn)行施工；平行為主，就是總體同步平行施工，局部靈活流水性作業(yè)；節(jié)點(diǎn)控制、重點(diǎn)突出，根據(jù)總進(jìn)度計(jì)劃關(guān)鍵路線和節(jié)點(diǎn)工期，動(dòng)態(tài)管理實(shí)時(shí)糾偏。

4）施工組織上采用夜間加班，加大資源傾斜力度，要求各分包單位增加人工投入，多段平行施工保證工期，地下室自筏板澆筑至封頂僅有20天時(shí)間；砌體及二構(gòu)、精裝修提前插入施工，同步進(jìn)行地下室通風(fēng)系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，設(shè)備用房等施工。動(dòng)態(tài)梳理進(jìn)度計(jì)劃，倒排工期，掛圖作戰(zhàn)，細(xì)化節(jié)點(diǎn)，召開每日碰頭會(huì)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理安排各部位交叉施工，對(duì)室內(nèi)裝修等無噪聲部分安排夜間施工，有效避免周邊小區(qū)及校方投訴。

5 結(jié)語

基坑施工是支護(hù)結(jié)構(gòu)方案、施工技術(shù)、工程實(shí)際情況、周邊環(huán)境情況等多種因素相互作用的集合體。因此對(duì)基坑工程的施工工藝優(yōu)化應(yīng)以支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化為主、以施工技術(shù)為輔，同時(shí)兼顧工程周邊環(huán)境的影響。該基坑工程采用SMW工法樁，替代傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁，在工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上同時(shí)也保證深基坑的安全性和經(jīng)濟(jì)性。為后續(xù)建筑的施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。