昆明某軟土深基坑開挖施工設計

李 歡，陶 參，黃 金

（1.昆明理工大學，云南 昆明 650000；2.漢嘉設計集團股份有限公司 昆明分公司，云南 昆明 650000）

在當前城市建設快速發展的現狀下，深基坑開挖現象越來越普遍。深基坑施工工況復雜、施工風險大對支護結構的穩定性和強度要求較高[2～3]。特別是軟土地區深基坑開挖土體所受擾動大，易造成支護結構和臨近地下管道線路的變形和破壞。因此，探索軟土深基坑工程施工技術具有重要意義。

1 工程概況

城投湖畔四季城（二期)建設項目位于云南省昆明市北部郊區，基坑開挖面積約15 205m2，周長約520m，開挖深度約8.7～15.2m。基坑周邊環境簡單，但開挖深度較大，項目地形西高東低，高差約6.5m，地面標高1 911.93～1 921.48m，現狀地面坡度0～23.7°。基坑位置及平面形狀見圖1。

圖1 場地地理位置圖

勘察區地層類型除表層為人工填土（Q4ml）外，主要為第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl）、第四系全新統沖洪積（Q4al+pl)粘性土、圓礫土互層，局部夾粉土。場地地下水位埋深及水位埋深的變化很大，地下水埋深在6.60～9.40m，主要為上層滯水、孔隙型潛水。

基坑東側緊鄰已建龍江西路，道路下方有污水管（距離基坑開挖線約9.65m，埋深3.7m，D=500mm）和雨水管（距離基坑開挖線約19.85m，埋深2.5m，D=800mm）。南側與已建市政道路太乙路相鄰，道路下方有污水管（距離基坑開挖線約6.61～15.18m，距離基坑最近的污水管埋深3.4m，D=500mm）和雨水管（距離基坑開挖線約9.31～17.88m，距離基坑最近的雨水管埋深3.1m，D=1 000mm）。基坑北側為擬建規劃路，下方有給水管（距離基坑開挖線約4.54～8.51m，埋深3.7m，D=1 600mm）。

2 基坑施工難點

1）施工組織難度大 受地下水不良影響程度大，土質松軟，容易產生土體滑移、基坑失穩、樁體變位、坑底隆起、流土乃至破壞等病害；基坑開挖深度較大，最大開挖深度為15.2m，屬超深基坑，對支護條件和施工工藝要求較高。

2）環境保護要求高 距東、南、北側周邊地下管道較近，對周邊設備物、地下修建物及管線的安全造成很大威脅。

3 基坑施工方案

3.1 基坑支護設計方案

基坑支護設計部分共分為9 個支護剖面，支護深度為8.7～15.2m；支護形式采用小放坡結合樁錨方案。考慮到基坑周邊的環境和地質條件的復雜程度、基坑深度等因素，基坑樁錨支護各剖面安全等級均取一級。

在坑壁側及放坡坡面上設置鋼筋網噴射砼面層護壁，面筋為?6.5@200×200 雙向鋼筋網，在鋼筋網面層上噴射C20 細石砼面層，厚度100mm。

結合上述基坑地質環境條件實際情況，我們對基坑支護方案提出如下建議，供設計參考。

1）支護結構選型：基坑支護結構建議場地東側坑壁采用噴錨支護，西側，南北側坑壁建議采用排樁進行支護。

2）支護樁選型：建議采用長螺旋鉆孔壓灌樁或旋挖樁。

3）支護體系嵌固深度：西側不宜小于15m，南北側不宜小于15～10m，東側采用排樁時不宜小于7m。

4）止水帷幕類型選擇：可采用深攪或全置換型長螺旋鉆孔灌注樁咬合長螺旋水泥土樁型支護、止水一體結構。

5）止水帷幕深度：與支護體系嵌固深度相同，西側不宜小于15m，南北側不宜小于15～10m，東側采用排樁時不宜小于7m。

6）坑內降水與排水：沿坑內周邊設置排水溝和集水井，集水井間距不宜小于30m。

7）當采用錨桿、預應力錨索或土釘進行坑壁支護設計時，土體與錨固體極限摩阻力標準值按表1 取值。

3.2 土方開挖設計

工程土方開挖外運量大，同時土方開挖又要配合支護施工，土方開挖的順序、方法必須與設計工況相一致，并遵循“分層、分段開挖、嚴禁超挖”的原則。

1）土方開挖采用“環島式”分層、分段、分區開挖，沿基坑周邊開挖10.0m 寬的工作面。

2）土方開挖應按分層、分段的原則開挖，每層分段施工長度不應超過30m，分層厚度不應大于2.5m，并應結合錨索設計工況合理確定（錨索施工超挖深度為0.5m）。

3）為避免擾動基底持力土層的原狀結構，土方開挖至坑底時預留0.3m 厚的土層應由人工清挖至設計坑底標高；基底開挖至設計基底標高后應盡快進行基底封底和基礎施工。

4）基坑開挖過程中，要嚴格做好降排水工作，采用坑內四周降水井及坑內集水井超前降水后再進行土方開挖。

5）土方坡道寬10m，兩側放坡坡率不得大于1∶2。

3.3 基坑監測

基坑工程的施工監測主要項目應包括：支護體系方面的支護體系觀察；圍護墻（邊坡）頂部豎向、水平位移、裂縫、側向變形（測斜）；冠梁及圍檁內力；支撐內力；錨桿拉力；立柱豎向位移；坑底隆起（回彈）；基坑內地下水水位等。周邊環境的基坑外地下水位；地表豎向位移；基坑外側地表裂縫（如有）；鄰近建（構）筑物水平及豎向位移；鄰近建（構）筑物裂縫（如有）；鄰近地下管線水平及豎向位移等。一旦監測結果出現異常，應及時通知勘察、設計、監理單位現場會診，找出異常原因，制定處置方案，預防安全事故發生。

表1 土體與錨固體極限摩阻力建議取值表

4 結論

對城投湖畔四季城基坑壁無支護條穩定性進行分析，并在充分研究深基坑工程概況、地質環境及周邊環境條件的基礎上，對基坑開挖進行設計，主要結論如下。

1）場地淺部地層松散，地下室基坑開挖深度超過3m 無支護將失穩，坑壁應采取有效的支護措施，基坑支護結構建議采用噴錨支護或排樁進行支護；沿坑壁設置止水帷幕，避免基坑降水發生困難、坑底涌水涌砂和給周邊現有建筑、道路帶來不良危害；止水帷幕的設置，建議采用全置換型長螺旋鉆孔灌注樁咬合長螺旋水泥土樁型支護、止水一體結構。

2）制定合理的開挖施工組織設計，遵循“及時支撐、先撐后挖，分層開挖、嚴禁超挖”的原則，確保挖方工程安全、順利進行。

3）進行施工監測，一旦監測結果出現異常，應及時通知勘察、設計、監理單位現場會診，找出異常原因，制定處置方案，預防安全事故發生。