復雜深基坑土方開挖技術分析

摘 要：當前城市越來越擁擠，不少工程必須面對復雜的周邊環境，筆者結合具體工程，介紹了復雜深基坑支護的施工過程，主要介紹了不同區域內基坑支護體系、基坑土方開挖方案的選定以及土方開挖施工技術和質量控制要點。

關鍵詞：復合基坑支護、施工方案、土方開挖、施工技術

1 工程概況

本工程地位于兩市政道路交叉口，工程由地下車庫和地上3幢樓高層（1#、2#、3#樓）單體和1棟三層商業樓組成，總建筑面積約50606 m2。其中1#、2#、3#樓地下2層；地下車一層，其中包含樓座地下室總建筑面積為7006m2；底板開挖標高-7.500m，承臺部位開挖標高-7.850m和-8.000m，局部電梯井部位開挖標高-10.750m，土方開挖量約為20萬m3。

本工程平整后場地標高-0.6m，地質勘察最大深度為70米，所揭露土系均第四系松散堆積層，按地層年代、成因劃分9個地質層，本工程開挖的土質層為不均勻的粉質粘土，土質可塑性差、透水性極小。

本工程勘察期間，初見地下水位標高0.1-0.6m，靜止水位標高為1.3-0.5m左右。本工程淺層地下水屬潛水-微承壓水型，受大氣降水補給，排泄方式主要是蒸發。受雨季影響水位降有0.5-1m的變幅。

2基坑周邊環境條件及采用支護形式

本工程地位于市政道路交叉路口，周邊情況復雜，基坑支護主要形式為SMW樁和樁錨，整體采用帽梁連系。局部特殊環境采用鋼筋混凝土支撐、拉森樁鋼、土釘墻施工。

基坑北面8m緊鄰市政道路，采用支護形式為SMW樁和樁錨；基坑南側3m緊鄰該項目的一期廣場工程，采用支護形式為SMW樁和樁錨；基坑西面距離2m為業主單位二層辦公室樓， 采用支護形式為SMW樁和樁錨，局部坡道部位采用土釘墻；基坑東南角緊鄰35KVA二層框架配電站，采用支護形式為拉森鋼板樁；基坑東北角緊鄰施工臨建用房，采用支護形式為鋼筋混凝土支撐結構。

3 土方開挖方案的選定

針對場地狹小、支護結構復雜、地質條件差、地下水位高，周邊環境復雜的居不利因素，采取分層開挖，分段開挖的施工順序。整體開挖順序由西向東推進，最后開挖支撐結構部位。分層開挖結合樁錨分步施工，第一層開挖至樁錨第一道標高處，第二層開挖至第二道標高處，第三層全部開挖至設計坑底標高。

土方開挖方案確定前，邀請建設單位、設計單位及地勘單位一起考察現場，分析問題，并對深基坑開挖方案及降水方案找專家進行方案的安全論證，具備條件后進行開挖。

3.1基坑降水

根據現場土質主要為滲透系數小的粉質粘土，因此降水應至少在土方開挖前20天進行，采用大口井降水，井距經過計算要求不大于10m布置，同時圍護結構外周邊每20m打一顆降壓井，采用大口沙管井進行井點降水，大口井深度在滿足低于坑底標高（電梯井部位大口井深度按其坑底標高計算）以下1.5m的要求的同時，盡量考慮井深設計標高到達滲透性好的地層。

3.2開挖路線

根據道路交通及現場大門位置確定開挖路線，先開挖SMW樁圍護內無特殊支護的第一層土方，沿圍護結構一周開始開挖至第一道樁錨標高處，同時由西向東推進，要求開挖中預留中心土方作為坑內土方運輸的主要臨時道路。同上開挖圍護一周內的第二層土方，開挖至第二道樁錨的標高處，待第二步樁錨施工完畢并張拉達到設計強度后，全部開挖剩余土方。

對于有混凝土支撐的支撐結構下的土方最后開挖，由支撐外向內、分層分段開挖。

3.3開挖方式

因樁錨施工的工藝時間要求，不能一次開挖至基底標高，為保證土方開挖的連續，現場開挖方式采島式開挖，即由基坑邊向基坑中心預留部分土方方向開挖。基坑周邊分層開挖，邊挖邊修坡，保證中心島輸運土方道路土方穩定。

3.4主要圍護結構形式部位施工質量控制重點及土方開挖要點

3.4.1 SMW樁施工質量控制重點及土方開挖要點

（1）SMW樁施工工控制要點：1）水泥材料及注入漿料速度，保證水泥土的配比及強度；2）三軸攪拌的時間控制，確保水泥與土的均勻攪拌；3）三軸攪拌樁的深度和垂直度控制；插入工字鋼的垂直度控制。

（2）SMW樁部位開挖要點：1）機械開挖土方松動SMW樁壁土體，保證側壁30cm土方采用人工開挖；2）土方開挖注意標高控制，保證各道樁錨標高控制；3）土方開挖部分注意保護降水井，機械坑內施工，可放鋼板提供作業面；4）SMW樁上嚴禁大型挖掘機停留，需要通過必須墊道通過；5）開挖過程中的基坑內部及頂部的位移監測。

3.4.2 拉森樁部位施工質量控制重點及土方開挖要點

拉森樁部位施工質量控制重點主要是控制好拉森樁垂直度、咬合緊密度以及轉角處拉森樁的嚴密性。土方開挖時要做好以下要求：1）拉森樁根部嚴禁超挖；2）拉森樁間隙內的土方采用人工掏挖；3）開挖中防止機械碰撞頂部懸挑帽梁；4） 開挖過程中的基坑內部及頂部的位移監測。

3.4.3樁錨部位施工質量控制重點及土方開挖要點

樁錨部位施工質量控制重點主要是：1）樁錨深度、角度及注漿壓力控制；2）樁錨張拉時間、強度及應力控制；3）樁錨部位止水封堵的質量控制。

土方開挖要點控制：1）開挖中豎向剩余30cm土方人工開挖；2）開挖中防止機械碰撞樁錨連系水平鋼撐；3）開挖中監控樁錨孔部位的滲水檢查；4） 開挖過程中的基坑內部及頂部的位移監測。

3.4.4 支撐部位施工質量控制重點及土方開挖要點

鋼筋混凝土支撐部位施工質量控制重點：1）鋼筋混凝土支撐鋼筋工程質量控制及與格構柱支撐部位支座的錨固；2）鋼筋混凝土支撐部位與帽梁鋼筋錨固及搭接；3）格構柱樁頭部位混凝土剔鑿至堅實基層。

鋼筋混凝土支撐部位土方開挖要點：1） 鋼筋混凝土支撐部位土方采用對稱開挖，減小土方的側向力；2）土方開挖嚴禁機械上鋼筋混凝土支撐；3）鋼筋混凝土支撐內部應力監測。

4 基坑監測

結合復雜的基坑支護形式及土質條件，土方開挖能順利實施最重要的是對基坑支護工程監測：1）基坑位移監測；2） 鋼筋混凝土支撐內力監測；3）圍護樁、土體深層水平位移監測（測斜）；4）基坑及周邊建筑物沉降觀測；5） 地下水位及坑外水位監測。

5 結束語

（1）通過對深基坑復雜支撐圍護結構的土方開挖施工的提前策劃，讓整個土方開挖施工后基坑的整體穩定性在可控的范圍內。

（2）通過對地下圍護結構開挖的保護措施，杜絕了基坑圍護結構的質量事故。

（3）通過對基坑的監測與檢查，采取了應對坑壁滲水等情況，讓基坑內保持了良好的施工作業面，同時也保證了基坑內的安全。

（4）通過對坑內組織排水及應對雨季特殊條件下的施工，保證了土方施工及基礎施工的順利實施。

參考文獻

[1] 劉艷軍.鬧市區深基坑土方開挖方案的探討[J].山西建筑，2011（03）.

[2] 周晨. 某SMW工法圍護樁—環形支撐深基坑施工方案[J]. 長沙鐵道學院學報， 2009，（04）

作者簡介

茹鵬（1987—），男，陜西漢陰人，本科學歷，助理工程師，從事工程施工監理工作。