淤泥土深基坑施工技術(shù)淺析

蔡廣東，朱玉環(huán)

1.福建省第五建筑工程公司，福建 泉州 362000；2.廣東溢豐環(huán)保集團(tuán)股份有限公司，廣東 東莞 523000

1 前言

沿海區(qū)域深基坑工程施工受基坑土質(zhì)條件、海水及工程進(jìn)度等情況的影響，尤其是在泉州豐澤區(qū)淤泥質(zhì)土的深基坑工程中尤為重要。為確保施工過(guò)程安全，技術(shù)人員根據(jù)項(xiàng)目情況制定科學(xué)的技術(shù)措施。本文以我公司在工程為例，總結(jié)了深基坑施工技術(shù)在淤泥土中的成功應(yīng)用。

2 工程概況

2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

項(xiàng)目位于福建省泉州市豐海路。本項(xiàng)目總用地面積為42096.36m2，建筑面積114402.13m2。該項(xiàng)目由五棟7-11 層高層住宅樓、多棟6 層多層住宅樓和配套商業(yè)建筑及一層全地下室組成。

本項(xiàng)目基坑?xùn)|西方向長(zhǎng)約221m、南北方向長(zhǎng)約262m，呈長(zhǎng)方型布置。根據(jù)場(chǎng)地現(xiàn)狀地形和土質(zhì)原貌，基坑實(shí)際挖深約4.5～6.8m，地下室的混凝土強(qiáng)度為C30，混凝土的抗?jié)B等級(jí)為P8。

本項(xiàng)目樁采用PHC500-125-AB 型高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，由柴油錘樁機(jī)作業(yè)施工。

2.2 水文地質(zhì)情況

根據(jù)本工程2019 年1 月的地質(zhì)勘察報(bào)告，本項(xiàng)目場(chǎng)地的地下水極豐富，基坑內(nèi)水位的變化受潮汐影響大。本項(xiàng)目巖土層主要為海砂、耕土、淤泥土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土。其中，淤泥層是深灰色，含水量飽和、類似流體，強(qiáng)度低。

表1 工程地質(zhì)情況

本工程地質(zhì)情況如表1 所示：

3 主要難點(diǎn)

一是作為地產(chǎn)項(xiàng)目，進(jìn)度方面要求極高，例如，根據(jù)進(jìn)度要求，在樁施工后立即進(jìn)行土方開(kāi)挖。土方開(kāi)挖的工程量特別的大（243507m3），施工周期緊張（合同約定兩個(gè)月完成土方開(kāi)挖）。二是原場(chǎng)地以耕土和池塘為主，淤泥層強(qiáng)度較低，含水量較大，最大的超過(guò)了79%，施工期間必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施，確保土的承載力；第三，該項(xiàng)目的基礎(chǔ)是PHC500-125-AB型高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，在土方開(kāi)挖施工過(guò)程中易發(fā)生土方滑動(dòng)失穩(wěn)造成管樁偏移或破壞進(jìn)而影響工程樁質(zhì)量與施工進(jìn)度。

4 施工中的降排水措施

根據(jù)本工程的地質(zhì)勘察報(bào)告表明，本工程基坑土質(zhì)主要是淤泥土和淤泥質(zhì)土，特別是淤泥質(zhì)土的滲透性較差，遇水后土體強(qiáng)度降低。在基坑開(kāi)挖前必須先將表面的自然水（含雨水或積水）抽排干。

采取措施是在基坑頂外側(cè)2 米和基坑底部均設(shè)置連續(xù)貫的排水溝，每隔50 米設(shè)置集水井，采用自動(dòng)泵自動(dòng)抽水，排入附近的市政管道，以確保有基坑的表面上沒(méi)有水，進(jìn)而避免基坑邊出現(xiàn)坍塌等現(xiàn)象；特別是本基坑工程施工期間為雨季和臺(tái)風(fēng)季（6-9 月份），項(xiàng)目部為保證工程進(jìn)度，投入了大量的自動(dòng)泵與工人，及時(shí)對(duì)基坑內(nèi)積水進(jìn)行了抽排，并采取早封底措施，減少了坑底裸露時(shí)間，從而避免因雨水沖刷而引起基坑不穩(wěn)定情況的發(fā)生。

5 基坑支護(hù)優(yōu)化方案

5.1 邊坡支護(hù)優(yōu)化

在基坑支護(hù)施工前，將整個(gè)基坑在施工時(shí)作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮，重點(diǎn)是基坑壁的安全防護(hù)，同時(shí)綜合考慮周邊環(huán)境、進(jìn)度要求、安全質(zhì)量要求和成本等因素。經(jīng)優(yōu)化后決定因地制宜的采用放坡+攪拌樁重力式擋墻+內(nèi)插微型鋼管樁+一道錨索+坑內(nèi)加固的支護(hù)型式（在基坑轉(zhuǎn)角區(qū)域采用放坡+攪拌樁+灌注樁+內(nèi)支撐的支護(hù)）。

5.2 拉森鋼板樁在分塊施工支護(hù)應(yīng)用

根據(jù)進(jìn)度安排，3 區(qū)、4 區(qū)和5 區(qū)先行施工。分區(qū)施工重點(diǎn)是要解決基坑土方高度差對(duì)結(jié)構(gòu)施工的影響，結(jié)合安全要求和成本，采用拉森鋼板樁（具有高強(qiáng)輕質(zhì)、止水性能好、施工效率高、支護(hù)速度快）進(jìn)行分區(qū)分塊支護(hù)。

6 開(kāi)挖施工方法

6.1 土方開(kāi)挖總體安排

根據(jù)本工程地下室后澆帶和出土方向，土方開(kāi)挖分五個(gè)施工段進(jìn)行施工。

各段管樁、降水井施工完畢后，對(duì)該段的支護(hù)工程（攪拌樁重力擋墻、拉森鋼板樁）進(jìn)行密切跟蹤。然后將微型鋼管樁、錨索、邊坡土方工程和噴射混凝土覆蓋層逐層插補(bǔ)成截面。本段基坑采用分層施工，到達(dá)底板底標(biāo)高后立即墊層施工。墊層施工完成后才間隔開(kāi)挖承臺(tái)土方。

基坑開(kāi)挖的方向是根據(jù)深基坑開(kāi)挖的一般原則，從兩側(cè)開(kāi)挖到中部，從本項(xiàng)目南向北開(kāi)挖，首先在基坑外，再在基坑內(nèi)開(kāi)挖。

項(xiàng)目部在這個(gè)項(xiàng)目中布置了四條臨時(shí)通道。用磚渣和石粉鋪設(shè)的路面是滲透性和吸收性材料高達(dá)80cm，并且分層作業(yè)（即，每挖掘一層淤泥就施工一層道路）。

6.2 土方開(kāi)挖要求、方法

在基坑支護(hù)驗(yàn)收合格后，并且基坑的坡面防護(hù)施工完畢，采用PC200 挖掘機(jī)開(kāi)挖基坑土方工程，按同時(shí)開(kāi)挖、同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)、同時(shí)外棄土方的三同方法，以自卸汽車配合挖掘機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)出場(chǎng)。沿坑內(nèi)中間和兩側(cè)的臨時(shí)施工便道向基坑外退挖。樁間小土方配以小型挖掘機(jī)開(kāi)挖施工，人工配合進(jìn)行基坑坡底修整、基坑底清底。極小部分余下土方利用場(chǎng)內(nèi)已安裝好的6 臺(tái)塔吊運(yùn)至基坑頂部。

6.3 基坑及深坑土方開(kāi)挖方法

6.3.1 基坑土方開(kāi)挖

為防止基坑內(nèi)土方開(kāi)挖面滑動(dòng)，減少土體隆起現(xiàn)象，遵循以下土方開(kāi)挖原則：“分層、分段、均衡、對(duì)稱、先支、后挖、不得超挖”的十六字基坑土方開(kāi)挖原則，確保基坑土方開(kāi)挖的施工安全。

尤其在填土與淤泥土的接觸面開(kāi)挖時(shí)，需要?jiǎng)冸x至接觸面以上約0.3m 處，而不是直接剝離至淤泥土面層。從坑頂至地下室底板底的開(kāi)挖深度約為4.60m（不包括電梯井深坑），嚴(yán)格按照分層原則（分層厚度不超過(guò)1m），分五步開(kāi)挖，分層分段（每段坡度不小于1：2）開(kāi)挖。從上到下各層的厚度分別為0.9m、0.9m、0.9m、0.9m、0.90m。

6.3.2 電梯井坑（深坑承臺(tái)）土方開(kāi)挖

在底板墊層澆筑后，采用小型反鏟挖掘機(jī)對(duì)承臺(tái)土體進(jìn)行挖掘，同時(shí)采用人工配合清理底部，并同時(shí)進(jìn)行承臺(tái)磚胎膜施工。當(dāng)開(kāi)挖電梯井坑（深坑承臺(tái)）時(shí)，采取拉森鋼板樁進(jìn)行支護(hù)（頂部輔以直徑125 鋼管對(duì)撐），然后小型反鏟挖掘機(jī)停在支護(hù)面上，再利用人工配合將土方開(kāi)挖到位，并立即澆筑墊層混凝土。

7 管樁、降水井和支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)措施

7.1 管樁保護(hù)措施

在機(jī)械開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)采取措施防止與基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁的碰撞。在基坑開(kāi)挖之前，將管樁在基坑中的位置逐個(gè)標(biāo)記，預(yù)先設(shè)計(jì)好開(kāi)挖路線，并指定專門人員監(jiān)督挖掘機(jī)的開(kāi)挖施工。嚴(yán)禁開(kāi)挖時(shí)對(duì)管樁的破壞。在開(kāi)挖過(guò)程中，根據(jù)分層開(kāi)挖的厚度及時(shí)截?cái)喙こ虡丁Ｒ簿褪钦f(shuō)，在裸露在土層上的工程樁（含欠送樁）先切割，再根據(jù)挖土流程進(jìn)行分段截除。禁止挖掘機(jī)與管樁發(fā)生碰撞。土方開(kāi)挖時(shí)，開(kāi)挖均勻，土層厚度不大于1m，樁身兩側(cè)高度差小于0.5m，管樁周圍的土體開(kāi)挖必須采用對(duì)稱開(kāi)挖。

挖、運(yùn)土采用小型長(zhǎng)臂挖掘機(jī)和小型運(yùn)土車輛，坑內(nèi)行車道路若設(shè)在管樁上方，將鋪設(shè)3cm 厚鋼板。開(kāi)挖承臺(tái)的樁間土方時(shí)，將挖出土方立即用挖掘機(jī)接力盤運(yùn)至自卸汽車，裝運(yùn)點(diǎn)距基坑邊3m 以上。

7.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)措施

禁止反鏟挖掘機(jī)與鋼支撐、拉森鋼板樁等基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞。土方工程在支撐結(jié)構(gòu)的0.5m 以內(nèi)和支撐角落采用人工清理。夜間施工時(shí)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)增設(shè)照明，以防止開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。

8 效果分析

經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部與監(jiān)理、甲方的共同努力，泉州項(xiàng)目的基坑土方工程于2019 年10 月份完成。在該工程基坑監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置和監(jiān)測(cè)頻率滿足規(guī)范和基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的要求，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)情況如表2 所示。

表2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)情況

所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的每日變化和累計(jì)變化均未超過(guò)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)圖所要求的報(bào)警值，且四周地面無(wú)裂紋。監(jiān)測(cè)結(jié)果符合基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求。基坑開(kāi)挖過(guò)程也中沒(méi)有發(fā)生任何危險(xiǎn)，基坑穩(wěn)定，特別是在變形的后期階段，對(duì)周圍環(huán)境無(wú)明顯影響。

本工程共有工程樁（PHC500-125-AB 型高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁）3123 根，根據(jù)基樁低應(yīng)變?cè)囼?yàn)報(bào)告，Ⅰ類樁2970 個(gè)（95.10%），Ⅱ類樁153 個(gè)（4.90%），且在基坑開(kāi)挖過(guò)程中也未出現(xiàn)樁身破損等現(xiàn)象。

9 結(jié)語(yǔ)

本工程在實(shí)施前分析研究了泉州近海區(qū)淤泥土深基坑的特點(diǎn)，在施工中采取了合理有效的施工技術(shù)措施，如減小分層開(kāi)挖技術(shù)、坑內(nèi)土體加固處理、密集樁間土方合理剝離技術(shù)、基坑支護(hù)優(yōu)化、樁頭切割及時(shí)、隨挖隨退等施工技術(shù)手段，成本較低，施工周期縮短，保證了安全，特別是在臨海區(qū)淤泥土基坑支護(hù)的選擇、土方開(kāi)挖和預(yù)應(yīng)力管樁樁防護(hù)等方面的成功應(yīng)用，可用于類似工程。