淤泥質土深基坑設計及施工淺析

張簫瀟

【摘要】結合寧波某區(qū)間基坑設計及施工，綜合介紹了淤泥質土深基坑工程的設計及施工，對圍護結構、地基加固、降水到土方開挖全過程的設計方案和施工要點進行了闡述。

【關鍵詞】淤泥質土;地鐵明挖區(qū)間;深基坑;設計方案;施工技術

1、概況

寧波地鐵某區(qū)間采用盾構法+明挖法施工，其中明挖段長295m。明挖區(qū)間為地下一層兩孔箱型框架結構，標準段寬度約11m。區(qū)間基坑開挖深度約為9.8m～10.7m。區(qū)間基坑圍護結構依據(jù)基坑深度和周邊環(huán)境要求采用鉆孔灌注樁+止水帷幕。

本明挖區(qū)間施工區(qū)域屬于寧波地區(qū)典型軟土地層，地層至上而下依次為：①1a雜填土、①2黏土、①3b淤泥質黏土、②1黏土、②2a淤泥、③2粉質黏土、④1a淤泥質粉質黏土、④1b淤泥質黏土、④2a黏土、⑥3a粉質黏土、⑥4b圓礫、⑦1粉質黏土，明挖區(qū)間基坑坑底大多位于②2a淤泥層。場地地下水位埋深較淺。

2、基坑范圍內各土層特性

本明挖區(qū)間基坑范圍分布①1a、①2、①3b、②1、②2a五種土層。①1a雜填土成份復雜，厚度不均;①2黏土，可塑，土質較均勻，物理力學性質尚好，俗稱“硬殼層”;①3b淤泥質黏土，流塑，土質較均勻，物理力學性質差，具高壓縮性;②1黏土，軟塑為主，偶夾少量植物碎屑，土質較均勻，物理力學性質較差，具高壓縮性;②2a淤泥，流塑，局部相變?yōu)橛倌噘|黏土，土質較均勻，物理力學性質差，具高壓縮性。

3、淤泥質土條件下深基坑設計及施工原則

以減小基坑及周邊環(huán)境變形為核心原則，針對寧波地區(qū)淤泥質軟土地質條件，從圍護結構、地基加固、降水到土方開挖全過程采用針對性的設計方案及施工工藝，確保基坑和周邊環(huán)境的安全，并對周邊環(huán)境的不利影響降到最低。

4、基坑主要設計方案

根據(jù)周邊環(huán)境條件，明挖基坑變形保護等級二級，基坑安全等級二級。

4.1支護體系

基坑深約為9.8m～10.7m，采用Φ800鉆孔灌注樁;沿基坑深度設置3道支撐（1道換撐），其中第一道為鋼筋砼支撐，其余均為Φ609（t=16mm）鋼支撐。

4.2地基加固

由于區(qū)間主體基坑坑底位于②2a層，坑底需采用Φ850mm@600mm三軸攪拌樁進行坑內抽條地基加固，抽條加固寬3m，間距3m，加固深度為坑底以下3m;加固體強度不小于0.8MPa;攪拌樁加固體與圍護墻之間500mm空隙采用Φ800mm@600高壓旋噴樁填充，加固體強度不小于1.0MPa。

5、基坑主要施工技術

5.1鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁施工采用GPS-15型鉆機正循環(huán)鉆進成孔。鉆機安裝時轉盤及底盤要水平，起重輪、卡孔及護筒中心要軸線對正，并時常復核校正，鉆孔時要嚴格控制鉆桿上部擺動，保證成樁樁徑容許偏差+50mm，樁位容許偏差±50mm，垂直偏差不大于1/200。

5.2基坑降水

基坑布置疏干降水井降水，根據(jù)水文地質計算，基坑布置18孔井點進行降水，基坑內降水深度保證不小于基底以下1.0m。根據(jù)基坑降水情況降水井在基坑開挖前20天降水效率較高，因此，基坑開挖前20天采用內井點對坑底進行預降水、疏干。

5.3基坑土方開挖及支撐施工

5.3.1基坑土方開挖施工原則

基坑開挖為明挖區(qū)間施工中的一個重要工序，基坑深度為9.8m～10.7m，屬于深基坑。根據(jù)寧波地區(qū)深基坑施工經驗，基坑工程的“時空效應”非常明顯，在基坑開挖過程中，圍護結構側向位移以一定速率持續(xù)發(fā)展，直至支撐、墊層及底板混凝土完成后，變形才急劇收斂。因此，施工中必須嚴格按照施工規(guī)范操作，在開挖過程中掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時”五個要點，遵循“縱向分段、豎向分層、由上而下、對稱、限時開挖、先撐后挖、限時支撐、分層開挖、嚴禁超挖”的原則，并充分考慮“時空效應”，盡量減小基坑無支撐暴露時間和空間。

5.3.2基坑土方開挖具體實施

明挖區(qū)間基坑總長295m，寬11m。基坑開挖為1個工作面，由南向北依次開挖。本工程基坑開挖為單側開挖（基坑東側重載便道），第一層開挖配置1臺PC260長臂挖機與1臺小挖機（小松PC80）進行倒土，開挖至第2～4層土時，采用1臺長臂挖機（PC260）出土與1～2臺小挖機（小松PC80）進行倒土，通過自卸車直接外運或者運至臨時棄土場。

5.3.3鋼支撐安裝

基坑開挖到位后，及時采用50t履帶吊將預拼好的鋼支撐整體吊起擺放在鋼支撐牛腿上，鋼支撐整體吊裝到位后用選用2臺100T或2臺200T液壓千斤頂在支撐活動端軸線位置進行施加預應力至設計軸力值的75%，同時根據(jù)開挖進展及監(jiān)測數(shù)據(jù)及時對支撐軸力進行復加。預應力值應為設計預應力值加上10%的預應力損失值。預應力應分級施加，第一次預加50%，通過檢查螺栓、螺帽，無異常情況后，施加第二次預應力到設計要求。

6、基坑監(jiān)測情況

對基坑工程施工期間（2018.11基坑圍護施工至2019.6結構回筑完成）圍護結構測斜監(jiān)測最大側向位移23.4mm。整個工程施工期間監(jiān)測數(shù)據(jù)均在允許值范圍內。

結語：

在寧波地區(qū)典型淤泥質土條件下，深基坑施工必須掌握淤泥質土的特性，采取合理的設計方案及施工工藝，并嚴格遵循“時空效應”規(guī)律，組織各項施工。在施工過程中要采用信息化施工，根據(jù)各項反饋數(shù)據(jù)，及時調整施工參數(shù)，對基坑工程的每一個環(huán)節(jié)進行嚴格的細化定量管理，同時需加強對基坑和周邊環(huán)境監(jiān)測工作，確保對基坑動態(tài)的有效把控，確保基坑和周邊環(huán)境的安全。

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