深基坑施工過程的控制要點

□文/于潔

深基坑施工過程的控制要點

□文/于潔

在現代建筑工程中，為適應城市建設的飛速發展，深基坑及超深基坑工程日益增多，而復雜的水文地質情況及周邊環境導致了深基坑是一項綜合性很強的工程。文章結合天津地鐵3號線和平路站的施工案例就基坑圍護、坑內降水、基坑開挖、支撐、止水堵漏、基底加固和基坑監測等幾個方面進行簡要闡述。

深基坑；施工；復雜環境；控制措施

深基坑工程具有很強的區域性，如黃土地基、砂土地基、軟粘土地基工程等地質條件不同的地基中，基坑工程差異性很大。地質條件的復雜性、不均勻性，往往造成勘察所得到的數據離散性很大，難以代表土層的總體情況且精確度較低。因此，深基坑開挖要根據本地具體情況因地制宜，下面以天津地鐵3號線和平路站為例對深基坑施工過程中的控制要點進行簡要論述。

1　工程概況

天津地鐵3號線和平路站為地下3層14m島式曲線站臺車站，車站外包總長133.47m，標準段總寬28m，車站主體占地面積8400m2。主體結構為多層多跨箱形框架結構。圍護結構采用800、1000、1200mm三種厚度連續墻，最大深度53.7m，屬于典型的超深異型基坑，基坑最窄處約25m，最寬處達86m，基坑受力復雜，基坑變形控制難度大。

2　地質情況

天津地下潛水位埋深淺，離地表面0.4～2.1m，淺部的粉土或砂土層中的地下水具有微承壓性，深部影響范圍內存在承壓水頭較高的承壓含水層。潛水與微承壓水的相互滲透補給又進一步增加了地質條件的復雜性且本站的4個陰角部位未設止水鋼板，容易出現涌水、涌砂等而引發的重大工程事故。

3　基坑圍護

基坑開挖深度超過10m、基坑平面面積1 000m2時，鋼板樁、混凝土板樁、攪拌樁作為圍護結構，一般難以抵抗側向土水壓力，因此本工程采用地下連續墻作為圍護結構。地下連續墻具有施工振動小、噪音低、對周邊環境無擾動、墻體剛度大、阻水性能好、施工安全等優點，但如果結構處理不好，墻身質量得不到保證，亦會削弱其受力性能和抗滲能力，給基坑工程帶來不利影響，因此要保證基坑順利開挖首先要保證地下連續墻的施工質量同時也要考慮地下連續墻施工對周邊建筑物的影響。

3.1圍護結構閉合

圍護結構的主要作用是防水和檔土，如結構沒有閉合，基坑開挖時極可能出現滲漏水的情況，因此尤其是超深異性基坑更加需要形成連續整體的圍護結構以封閉基坑，應綜合考慮施工現場及施工設備等因素合理設計地下連續墻的結構形式，便于基坑開挖。

由于基坑開挖受地下承壓水的影響，如條件允許，地下連續墻的深度應盡量考慮隔斷影響基坑開挖的承壓水層，以最大限度斷絕基坑內外的水力聯系，保證基坑內外的穩定，見圖1。

圖1　工程地質與基坑開挖面圍護結構相對關系

3.2成槽應控制塌方

如基坑深度范圍內地層復雜（包含填土、砂層等），成槽過程中極易塌孔，會影響到地下連續墻的施工和質量，可采取以下措施控制塌方。

1）加固地基。如果地基軟弱，影響地下連續墻施工時重型機械的行走作業，可以采用換填土的方法加固地基或者延長導墻的深度；如果導墻附近塌方較嚴重，開挖置換土工作量大且影響后道工序的施工進度時，可根據現場情況在導墻附近采用水泥攪拌樁加固或者單液注漿填充加固，同時應考慮對建筑物地基的加固，可采用豎向封閉注漿和斜向加固注漿相結合的方式。

2）確保成槽過程中砂質粉土的穩定?？刂颇酀{指標、確保泥漿質量，如單純采用泥漿無法滿足成槽護壁要求，可根據周邊情況進行地下連續墻預降水，通過降水，一方面抬高了泥漿液面和地下水頭的壓力差，增加了槽段的穩定，另一方面固結砂質粉土層，保證該層土在成槽中的穩定。

3）加強對周邊建筑的保護。為保證地下連續墻施工過程中周邊建筑物安全，地下連續墻施工前在基坑與建筑物間可設置隔離樁、攪拌樁或水泥土墻進行保護。隔離樁樁徑φ800mm，間距1 200mm，深度分別為28、55m。為保證隔離樁間的檔土及止水效果，在淺隔離樁之間采用φ600mm旋噴樁，深27m，深隔離樁之間采用2根φ600mm@400mm旋噴樁，深36m，咬合厚度250mm。

4　基坑降水

降水有利于基坑施工但也直接影響到基坑外建筑物的穩定性，基坑周邊重要歷史保護建筑物較多，此類建筑物對地層沉降反映明顯，因此對基坑開挖以及基坑降水操作要求較高。為減少降水對坑外環境的影響，降水運行控制期間，嚴格執行“分層降水、按需降水、動態調整”的降水原則，保持水位在開挖面下1m左右，盡量減少坑外水位下降導致的環境變化。

當坑外觀測井內的水位下降超過自然變化的最大值時，應加密監測次數，當地面沉降超過警戒值，必要時應考慮進行地下水回灌，回灌井另行根據沉降情況進行布設。

5　基坑開挖及支撐

深基坑工程的開挖，必將引起周圍地基中地下水位變化和應力場的改變，導致周圍地基土體的變形，對相鄰建筑物、構筑物及市政地下管網產生影響。所以應盡量做到邊施工、邊監測，還要遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，隨挖隨撐，對稱均衡，限時限量，嚴禁超挖”的原則，加強對整個深基坑施工過程的控制，保證工程順利、安全地完成。

5.1深基坑工程具有較強的時空效應

深基坑的深度和平面形狀，對深基坑的穩定性和變形有較大影響。在深基坑設計中，要注意深基坑工程的空間效應。土體蠕變體，特別是軟粘土，具有較強的蠕變性。作用在支護結構上的土壓力隨時間變化，蠕變將使土體強度降低，使土坡穩定性減小，故基坑開挖時應注意其時空效應。

由于和平站基坑深達31.5m，周邊近距離有歷史風貌性建筑需要重點保護，因此基坑開挖過程中，注重“時空效應”，控制圍護結構變形對于本工程尤其重要?；娱_挖階段，嚴格進行分段、分層對稱開挖，及時架設支撐以減小圍護結構的變形。挖至基底時避免因超挖而對原狀土的擾動，及時跟上基礎墊層的施工，以抵抗基底隆起變形并形成底層支撐，降低基坑圍護結構變形速率。

5.2開挖前先對地下連續墻接縫進行探孔

在基坑施工過程中，在開挖前對有可能出現滲漏水的接縫處提前進行探孔，用洛陽鏟沿接縫的位置向下挖探孔，探孔深度為開挖面下2m，確保如無滲漏或冒水現象后方可進行該接縫土方開挖。

5.3對開挖出的地下連續墻接縫進行處理

開挖地下連續墻接縫存在夾泥的部位，清除夾泥后，及時噴射防滲、早強混凝土。噴錨厚度10～15 cm，掛φ8mm@100mm鋼筋網，焊φ22mm@200mm水平筋與連續墻鋼筋牢靠連接。對露筋地下連續墻及時進行噴射防滲、早強混凝土。

5.4深基坑土方開挖對工期的要求

由于深基坑開挖深度一般較大，工程量比淺基坑增加很多。抓緊施工工期，不僅是施工管理上的要求，它對減小基坑變形，減小基坑周圍環境的變形也具有特別的意義。

在和平路站一級基坑施工過程中，第二道支撐為鋼筋混凝土支撐，按正常施工順序，先施工底板，然后拆除第二道混凝土支撐，再施作邊墻、頂板，拆撐和邊墻施工至少需要20d。經與各方仔細研究分析后，采用合建模式，即施工混凝土支撐時預埋邊墻鋼筋，見圖2，這樣二道撐上部邊墻鋼筋模板與下部土方開挖時同時施工，待底板施工結束后馬上進行邊墻混凝土澆筑，節約工期至少15d。

圖2　腰梁邊墻合建

6　止水堵漏

止水堵漏是城市地鐵深基坑施工的重點、難點、風險點，盡管在開挖前已對基坑周邊進行止水加固處理，但隨著基坑的開挖，基坑內外水頭差也隨之不斷增加，同時也加大了地下連續墻接縫及陰角處滲漏水的風險，如出現涌水涌砂，若不及時進行處理，很容易造成周邊地表沉陷，危及周邊建筑物安全。

6.1加強基坑內滲漏水情況的監測

堵漏關鍵在于及時，所以在基坑開挖過程中要時刻進行巡查，尤其是地下連續墻接縫、陰角處更加不能放松警惕。

6.2基坑滲漏水的處理措施

首先要選擇有經驗的專業施工隊伍進行施工，這樣在出現險情時才能提供強有力的技術保證。如果開挖過程中地下連續墻發生滲漏，可視滲流部位、流量、滲漏點大小分別采用下列方法進行處理：

1）如果滲漏點局限于開挖面以上且滲漏量不大，宜采用雙快水泥埋管用水溶性聚氨酯注漿封堵；若滲漏量較大，在滲漏點打入泄水管，用雙快水泥封堵泄水管周圍，待周圍封堵材料達到強度后注水溶性聚氨酯或雙液漿；

2）如果滲漏點延伸至開挖面以下，應在基坑外滲漏點附近壓注單液漿或水泥-水玻璃雙液漿，注漿采用壓力控制，最高壓力不得超過0.3 MPa；若流量較大，應在基坑內局部回填砂袋碼壓密實并打入泄水管減壓，同時在基坑外滲漏點附近壓注單液漿或水泥-水玻璃雙液漿封堵；

3）如果滲漏水流混濁，夾砂夾泥且滲漏量較大，應注意滲漏點附近可能存在嚴重的土體流失，出現空洞，此時嚴禁重型機械靠近，立即對基坑進行回填，打入泄水管減壓并采取基坑外注漿填補空洞，同時可在基坑內采用高性能堵漏材料進行水平注漿處理，必要時澆筑混凝土。

7　基底加固

深基坑開挖深度大，應考慮承壓水的頂托力對基坑底板造成的突涌破壞?；油挥恳孪阮A防，以基坑降水為主要措施，降水過程中對觀測井進行密切監視，一旦發現有基底突涌，立即啟動周邊的降壓井，實施承壓水降壓，直至突涌停止并詳細分析發生突涌的原因，指導下步降水運行管理。

為改善基底土體，提高基坑開挖階段被動區土體的側壓力和基底的抗涌，應對深基坑的基底土體進行加固處理，目前可采用的土體加固主要手段有分層壓密注漿加固、旋噴樁加固和水泥攪拌樁加固，由于采用旋噴樁加固在砂層中成樁效果不理想，而水泥攪拌樁加固施工周期較長，對基坑內的土體擾動大，易產生基坑失穩、縱坡不穩等現象，而采用分層壓密注漿進行加固，對基坑內土體擾動小，施工周期短，當采用雙液漿加固時，漿體進入土體后，早期固結快，漿液不易流失，為基坑開挖創造條件。

8　結語

本文重點介紹了基坑圍護、坑內降水、基坑開挖、支撐、止水堵漏、基底加固和基坑檢測在深基坑施工過程中的風險控制措施詳細分析了施工過程中存在的風險因素并提出了解決方案，本工程對天津地區軟土地基深基坑工程施工具有很好的參考價值。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.03.019

□TU47

□C

□1008-3197（2015）03-49-03

□2015-02-16

□于潔/女，1988年出生，碩士，天津市地下鐵道集團有限公司第二建設管理中心，從事地鐵技術管理工作。