淺析某大型住宅項(xiàng)目深基坑支護(hù)及土方開挖施工技術(shù)

楊哲銘

海南大學(xué)，海南海口 570228

1 工程概況

某工程位于湖北省武漢市江岸區(qū)，地下兩層，地上包括7棟34F住宅樓、2棟45F住宅樓及1棟3F幼兒園組成。純地下室區(qū)域?yàn)闃冻信_(tái)基礎(chǔ)，主樓為樁筏板基礎(chǔ)，地下室建筑面積約為11萬m2，地下室底板面結(jié)構(gòu)標(biāo)高-9.1m/-9.3m。土方量約50萬方，地下室東西長約235m，南北長約240m，基礎(chǔ)埋深在±0.00下約10.8m，基坑大致呈不規(guī)則棱形，開挖面積約56400m2，周長約950m，普挖深度8.8～9.6m。

2 地質(zhì)水文情況及基坑設(shè)計(jì)

2.1 工程地質(zhì)情況

場(chǎng)地內(nèi)主要為上層滯水，對(duì)基坑工程有一定影響，本工程基坑重要性等級(jí)為一級(jí)。本場(chǎng)地上布的①層雜填部分土，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均，工程性質(zhì)差；②-1層粉質(zhì)粘土，呈可塑狀態(tài)，中等壓縮性，強(qiáng)度較低，土質(zhì)較均勻，工程性質(zhì)一般；②-2層粉土，呈中密狀態(tài)，中等壓縮性，強(qiáng)度較低，土質(zhì)較均勻，工程性質(zhì)較差；②-3層淤泥質(zhì)粘土，呈流塑狀態(tài)，高壓縮性，強(qiáng)度低，土質(zhì)較均勻，工程性質(zhì)極差；②-4層粉質(zhì)粘土，呈可塑狀態(tài)，中等壓縮性，強(qiáng)度較低，土質(zhì)較均勻，工程性質(zhì)一般；②-4a層粉質(zhì)粘土，呈硬塑狀態(tài)，中等壓縮性，強(qiáng)度中等，土質(zhì)較均勻，工程性質(zhì)一般；②-5層粉質(zhì)粘土，呈硬塑狀態(tài)，中等壓縮性，強(qiáng)度中等，土質(zhì)較均勻，工程性質(zhì)一般；③層粉細(xì)砂，呈中密狀態(tài)，中等壓縮性，強(qiáng)度較低，土質(zhì)不均勻，工程性質(zhì)較差；④-1層強(qiáng)風(fēng)化泥巖，強(qiáng)度較高，低壓縮性，但厚度分布不均勻，工程性質(zhì)一般；④-1a層中風(fēng)化泥巖，強(qiáng)度高，可視為無壓縮性巖層，為④-1層透鏡體，厚度分布不均勻，工程性質(zhì)一般；④-2層中風(fēng)化泥巖，強(qiáng)度高。

2.2 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)區(qū)位于沖積平原區(qū)，地下水類型主要為上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙水三種。

（1）上層滯水：上層滯水主要賦存于場(chǎng)地①層雜填土中，主要接受大氣降水和地表水補(bǔ)給，無統(tǒng)一的自由水面，其水位隨降水季節(jié)而變、幅度不一，水量一般較小，對(duì)基礎(chǔ)施工和基坑開挖影響較小，但在雨后水量可能迅速增大，對(duì)施工可能有較大的影響；因此應(yīng)做好疏、排水措施，確保施工安全。勘察期間測(cè)得上層滯水水位埋深0.30～1.70m，相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高為17.45～20.83m。

（2）孔隙潛水：孔隙潛水主要賦存于③層粉細(xì)砂中，孔隙連通性較好，主要接受同一含水層的的滲透補(bǔ)給，水量不大，水位不穩(wěn)定。勘察期間在K67號(hào)孔測(cè)得地下水孔隙潛水水頭高度為地面下19.90m，標(biāo)高1.03m。

（3）基巖裂隙水：基巖裂隙水主要賦存于基巖裂隙中，水量較小，主要靠徑流補(bǔ)給和上覆含水層的越流補(bǔ)給，徑流緩慢；排泄以補(bǔ)給相鄰含水層為主。

對(duì)地下水樣進(jìn)行了水質(zhì)分析試驗(yàn)，結(jié)果表明，場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。經(jīng)調(diào)查，周邊環(huán)境不存在污染源，場(chǎng)地地下水主要接受大氣降水自然補(bǔ)給，對(duì)建筑材料具微腐蝕性。

2.3 基坑設(shè)計(jì)

基坑總體支護(hù)方案：本著安全、經(jīng)濟(jì)等因素綜合分析比較，本基坑采用懸臂式排樁、雙排樁+內(nèi)支撐止水帷幕+被動(dòng)區(qū)水泥攪拌加固聯(lián)合支護(hù)方式。基坑安全等級(jí)為一級(jí)。基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)使用期限為12個(gè)月。

本工程基坑NO、OP、PQ段采用雙排鉆孔灌注樁支護(hù)方式，其他段為單排。支護(hù)樁長度在14～21m，樁徑為900mm/1000mm/1200mm，總樁數(shù)：768根。

500@350×400雙排攪拌樁止水帷幕，總長40671m，樁長：8～10m；φ500@400×400水泥攪拌樁加固，總長32326m，樁長：14～16m；φ500@400×400水泥土攪拌樁基底加固，總長254907m，樁長：2～8m。

3 基坑施工總體指導(dǎo)思路及施工流程

本工程在基坑開挖前，首先施工鉆孔灌注樁、水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，然后進(jìn)行整個(gè)土方開挖施工，包括大面積土方開挖和基坑支護(hù)處土方開挖。大面積土方開挖分3層進(jìn)行施工，基坑支護(hù)處土方開挖則分段分層進(jìn)行施工，其中基坑支護(hù)處土方開挖情況具體分為下列3種：

第一種情況：地面覆土層至樁頂為4000mm，冠梁高0.6m，適用區(qū)段包括：BC、CD、DE、EF、FG、GH、HI、IJ、JK、KL、KK'。此情況土方分4次進(jìn)行開挖：

第一次土方開挖：自然地面（絕對(duì)標(biāo)高20.300m）～絕對(duì)標(biāo)高17.300，開挖深度3m；

第二次土方開挖：絕對(duì)標(biāo)高17.300m～冠梁底面以下0.03m（絕對(duì)標(biāo)高15.67m），開挖深度1.63m，并及時(shí)進(jìn)行冠梁施工；

第三次土方開挖：冠梁底面以下0.03m～絕對(duì)標(biāo)高13.470m，開挖深度2.200m；

第四次土方開挖：絕對(duì)標(biāo)高13.470m～坑底以上0.300m（絕對(duì)標(biāo)高11.600m），開挖深度1.87m。

基坑底標(biāo)高以上0.300m人工挖除。

第二種情況：底面覆土至樁頂為2.3m，冠梁高1m，適用區(qū)段包括AB、QA、LM、MN。此情況土方分三次進(jìn)行開挖：

第一次土方開挖：自然地面（絕對(duì)標(biāo)高20.30m）～冠梁底面以下0.03m（絕對(duì)標(biāo)高16.97），開挖深度：3.33m，并及時(shí)進(jìn)行冠梁施工；

第二次土方開挖：冠梁底面以下0.03m（絕對(duì)標(biāo)高16.970m）～絕對(duì)標(biāo)高13.970m，開挖深度3.00m；

第三次土方開挖：絕對(duì)標(biāo)高13.970m～坑底以上0.300m（絕對(duì)標(biāo)高11.000m），開挖深度2.97m。

基坑底標(biāo)高以上0.300m人工挖除。

第三種情況：底面覆土至樁頂為2.5m，冠梁高0.8m，適用區(qū)段包括PQ、NO、OP。此情況土方分三次進(jìn)行開挖：

第一次土方開挖：自然地面（絕對(duì)標(biāo)高20.30m）～冠梁底面以下0.03m（絕對(duì)標(biāo)高16.97m），開挖深度：3.33m，并及時(shí)進(jìn)行冠梁施工；

第二次土方開挖：冠梁底面以下0.03m（絕對(duì)標(biāo)高16.970m）～絕對(duì)標(biāo)高13.970m，開挖深度3.00m；

第三次土方開挖：絕對(duì)標(biāo)高13.970m～坑底以上0.300m（絕對(duì)標(biāo)高11.800m），開挖深度2.17m。

基坑底標(biāo)高以上0.300m人工挖除。

大面積土方開挖則按下述方法分3層進(jìn)行開挖施工：

第一層土方開挖：自然地面（絕對(duì)標(biāo)高20.30m）～絕對(duì)標(biāo)高16.700m，開挖深度3.60m；

第二層土方開挖：絕對(duì)標(biāo)高16.700m～絕對(duì)標(biāo)高13.600m，開挖深度3.10m；

第三層土方開挖：絕對(duì)標(biāo)高13.600m～絕對(duì)標(biāo)高10.600m，開挖深度3.00m。

基坑底標(biāo)高以上0.300m人工挖除。

工程主要采用大、小挖掘機(jī)、長臂挖機(jī)相互配合的方法挖土，確保土方按時(shí)完成。

4 深基坑土方開挖技術(shù)及總體部署

本工程總共出土約50萬m3，根據(jù)施工條件、現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況結(jié)合結(jié)構(gòu)分倉的特點(diǎn)，計(jì)劃將整體土方開挖分成6塊；按照總工期3個(gè)月計(jì)劃要求，每月出土約166000m3。考慮實(shí)際出土可能受到雨天及各種客觀因素的影響，每月平均按25d計(jì)算，日均出土約6640m3，由于第一層土方采取的是從中間向四周分層同時(shí)開挖，四周可以同時(shí)出土，轉(zhuǎn)運(yùn)距離較小，進(jìn)度較快，日均出土量約為8300m3，第二層土方及以下需要轉(zhuǎn)運(yùn)的距離增大，需要多臺(tái)挖掘機(jī)配合多次轉(zhuǎn)運(yùn)，速度較慢，平均日出入約為4700m3。

現(xiàn)場(chǎng)計(jì)劃每天組織土方自卸車30臺(tái)，大、小挖掘機(jī)10臺(tái)及兩臺(tái)長臂挖機(jī)。每天夜間20：00至凌晨5：00運(yùn)輸土方，每車每晚平均運(yùn)輸8～9次。

另外，由于夜間土方外運(yùn)量比較集中、土方量比較大，而夜間從基坑內(nèi)向上挖土相對(duì)較少，所以應(yīng)合理的安排白天多挖土方，并存放在施工現(xiàn)場(chǎng)；現(xiàn)場(chǎng)必須組織安排好土方堆放點(diǎn)。

5 結(jié)語

深基坑支護(hù)與土方開挖是土建工程的重要部分，由于地理環(huán)境的不同，基坑存在地域性差異，目前基坑深度越來越深，開挖面積越來越大，施工工藝也越來越復(fù)雜，因此在工程實(shí)踐中必須不斷總結(jié)，提高支護(hù)技術(shù)水平，提前策劃好土方開挖方式，土方運(yùn)輸路徑，有效保證深基坑施工過程中的整體質(zhì)量與安全。