深基坑一次開挖技術在工程中的應用

鄭永春

(山西四建集團有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

本工程位于太原市南中環街與濱河東路交匯處，西靠太原市汾河公園，是太原市交通的重要線路，其地理位置十分重要。我項目部施工基坑深度為13.5 m，地下土質為淤泥質土，含水率大，滲水系數差，基坑施工南邊、西邊臨近既有公路，臨近既有公路運行動載對基坑會造成一定影響，增加了基坑的不穩定性，容易造成基坑坍塌。施工中深基坑施工按照安全等級二級基坑執行。在深基坑開挖和施工過程中進行臨時性基坑支護，支護時需考慮深基坑水平變形、豎向裂縫及對周邊建筑物的沉降等影響情況。

2 難點分析

1)基坑地質情況復雜，地下土質大部分屬于淤泥質土且地下水滲透系數極小，潛水水位埋藏較淺。如施工中采取的技術保障和安全措施不當，極易造成土體滑移，從而帶來基坑坍塌、基底隆起和管涌等一系列質量安全問題，必須引起高度關注。2)基坑開挖正值雨季，降水量豐富，在淤泥質基礎開挖的過程中，既要保證基坑支護的穩定性又要達到止水效果，難度很大。3)基坑開挖深，基坑距離既有公路近，一旦失穩，勢必影響既有車輛行車安全。

3 深基坑一次開挖技術應用

3.1 問題的發現

工程開工前，組織項目成員考察和調研了多個同類型工程，并對深基坑開挖出現的問題，召開了專題會議，邀請勘察設計單位、深基坑檢測單位、監理公司、其他相關單位技術人員及我單位專家共同參加，根據以往施工經驗、現場情況等，對本項工程可能產生的問題進行分析、總結、歸納為六大類，具體問題見表1。

從表1可以看出，“基坑土體位移超標”和“基坑四周滲水嚴重”是影響安全質量的癥結所在。

表1 深基坑坍塌問題調查表

3.2 方案選擇

由于本工程西臨我市水資源充沛的汾河公園，地下水資源豐富，且地下土質為淤泥土，經綜合考慮，我項目部深基坑施工處理選用插打普通鋼板樁或拉森式止水鋼板樁，再選取相應的支撐類型，開挖深度為13.5 m的深基坑，方案比選如表2所示。

從表2可以判斷，使用拉森式止水鋼板樁比普通鋼板樁綜合效果要好，由此，我項目部選擇使用拉森式止水鋼板樁。

表2 方案比選情況表

3.3 實施

3.3.1 根據計算確定合理的支護方式

根據盾恩法求樁的入土深度t:

由公式 γHKa(hi+t)=γ(Kp－Ka)t2。

Ka=tan2(45°－φ/2);Kp=tan2(45°+φ/2)，經計算確定13.5 m深基坑所需止水鋼板樁長度為24 m，并確定了支撐類型?；又畏绞揭姳?。

表3 基坑支撐方式

3.3.2 制定合理的深基坑開挖措施

1)土方采用普通挖掘機配合長臂挖掘機開挖，長臂挖掘機臂長18 m，挖斗方量0.8 m3，分層分區連續施工，并對稱開挖，土方開挖至鋼板樁頂以下1 m處，進行圍護支撐施工。2)基坑周邊嚴禁堆載。3)基坑邊設排水溝，基坑內設集水井。4)土方開挖過程中對基坑的支護結構進行密切監測。

3.3.3 對操作人員進行詳盡的技術交底

將開挖注意事項以技術交底形式下發給所有挖掘機操作人員，要求所有操作人員熟練掌握技術交底內容，并進行考核，考核合格后上崗。組織打樁人員進行培訓，現場施工時，由技術人員旁站監督，嚴格執行深基坑施工方案有關鋼板樁打設的條款。

3.3.4 現場作業有專人指揮

整個開挖施工過程中，現場技術員和班組負責人要全程進行盯控，認真檢查，確保開挖過程順利進行。

3.3.5 施工現場嚴格按設計形式進行支護作業

插打鋼板樁前，將鋼板樁位外1 m～2 m范圍內地面土按1∶1坡度挖除1 m深卸載，形成截水溝，基坑內邊開挖邊布置圍檁以及支撐，圍檁采用雙層350 mm×350 mm H型鋼，第一層距原地面1.5 m，其余每隔2.5 m設置下一層圍檁，鋼墊板及腰梁與內支撐接觸處采用滿焊焊接;腰梁與鋼板樁接觸處采用隔一焊一。鋼板與圍檁、鋼管撐之間焊接保證垂直、密貼。支撐采用φ630 mm(壁厚12 mm)鋼管。

3.3.6 選擇止水效果好的鋼板樁，做到有效控制基坑內滲水

我們所選用的拉森Ⅳ型鋼板樁具有良好的防水功能。

3.3.7 嚴格按方案進行施工

1)保證鋼板樁的豎直度，使鋼板樁貼合緊密，防止滲水。2)在鋼板樁施工中，要控制樁的打入精度，設置由導梁和圍檁樁等組成的導向架。3)鋼板樁從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結束，中途不停頓。

增設單獨加工的角樁，在鋼板樁打設時，為保證鋼板樁圍堰能夠閉合，在插打線路的最后2 m，調整鋼板樁插打的平面角度直至角樁打入，圍堰閉合。注意在打樁機吊起鋼板樁時，要人工扶正就位。

3.3.8 增強橫向支撐，增加支護穩定性

1)增強橫向支撐，鋼結構各部位牢固焊接，各支撐節點的焊接應采用滿焊，并使其焊接強度不小于母材的強度，各鋼板樁接頭應互相錯開，接頭應進行處理，使其有與鋼板樁截面相同的抗彎強度，施工過程中應采取措施防止腰梁及支撐脫落。2)腰梁圍檁采用雙道，以增加剛度。3)對深基坑的整體穩定性、抗傾覆穩定性、抗隆起能力、抗管涌能力以及基坑底部土的抗承壓水穩定性分別進行驗算，驗算項目合格。

4 結語

選擇止水鋼板樁做支護，節省了資金投入，縮短了工期，并保證了深基坑一次開挖成功。施工一個深度為13.5 m的深基坑，使用止水鋼板樁做支護與普通鋼板樁相比較節約費用10萬余元，施工工期縮短了5 d，既創造了較好的經濟效益，又縮短了工期。

深基坑支撐體系穩定、有效，保證了基坑施工安全。操作人員熟練掌握操作技能，基坑開挖嚴格按方案執行，開挖過程中保證了基坑的穩定和工序的銜接。鋼板樁豎直打入，貼合緊密，效果良好。支撐層數減少，作業空間增大，滿足施工需求。

施工過程中，對基坑施工全過程進行基坑位移監測，檢測點數240個，最大值45 mm，滿足基坑土體位移不大于50 mm的要求，達到預期目標;同時，現場實際檢查發現，開挖的深基坑基底干燥，無積水現象，積水量為零，基坑一次開挖成功。

[1]JGJ 33-2001，建筑地基處理技術規范[S].

[2]GB 50497-2009，建筑基坑工程監測技術規范[S].

[3]YB 9258-97，建筑基坑工程技術規范[S].

[4]JGJ 120-99，建筑基坑支護技術規程[S].

[5]JGJ 8-2007，建筑變形測量規范[S].