軟土地基深基坑施工問題及對策

摘要：本文結合工程實例，就作者本人多年來的工作經驗，簡單闡述了些自己的粗淺見解，

關鍵詞： 軟土地基 深基坑 質量控制

0 前言

軟土泛指抗剪強度低、壓縮性大的軟弱土層，主要為飽和軟粘土，在天然地層剖面上，它往往與泥炭或粉砂交錯沉積。由于它的低強度、高壓縮性和弱透水性，作為地基，常常成為棘手的工程地質問題。深基坑支護工程雖屬臨時性工程，但其技術復雜性卻不遜于永久性的結構工程，本文結合工程實例，對于利用復合土釘進行深基坑支護的設計與施工作一探討，并對處理效果予以評述。

1工程概況

1.1 支護體系及場施工

某工程的情況為，地上二十六層，地下兩層。基坑平面尺寸為83.65m×53.70m，開挖面積約為4500m2，，大面積開挖深度為9.45m，中部樓電梯井剪力墻筒芯處承臺加深3.9m，形成“坑中坑”。支護體系設計上采用內撐式排樁支護結構：支護樁為Φ700鉆孔灌注樁，水平內撐為兩層鋼筋砼結構，支護樁間采用做止水的Φ500高壓旋噴樁。

1.2 場地地質情況

本工程場地地勢較平坦，平整后標高約為6.60m，根據巖土工程勘察報告，場地土層由上往下分為：

①雜填土：厚度0.80～2.10m；

②粉質粘土：厚度一般0.80～2.70m；

③淤泥：厚度一般3.00～8.60m；

④中砂夾淤泥：厚度一般0.90～7.30m；

⑤淤泥夾中砂/中砂夾淤泥：層厚一般16.15～22.40m；

⑥礫砂：厚度1.50～6.70m。

基坑開挖范圍內巖土層主要為①雜填土、②粉質粘土、③淤泥、④中砂夾淤泥，坑底土層主要為④中砂夾淤泥，局部為③淤泥。

場地地下水的穩定水位為5.05～5.87m，對基坑開挖有影響的地下水主要賦存于第①雜填土的上層滯水及第④中砂夾淤泥中的微承壓水，根據抽水試驗，④中砂夾淤泥層的滲透系數為3.7m/d，水位埋深6.8～8.0米。

2 基坑施工

深基坑工程施工的關鍵工序是土方開挖和降排水，必須慎重對待。由于基坑自土方開挖就處于動的狀態，支護結構的受力狀態、大小、位移變形都隨著開挖深度的增加而增加，而且由于軟土流變特性，隨著基坑暴露時間越久，基坑支護體系的位移變形越大，稍有不慎隨時都可能會發生事先估計不到的事故。因此軟土地區基坑開挖應特別重視時空效應問題，認真做好施工組織設計及工期安排，盡量縮短基坑暴露的時間，減少時空效應對基坑支護結構的不利影響。

2.1 施工進度

根據支護體系的設計特點及要求，結合場地和周邊環境的實際狀況，本工程土方共分三階段進行開挖，施工順序如下：

平整場地——第一階段土方開挖——第一道支撐及東側斜撐施工——第一道支撐養護——第二階段土方開挖——第二道支撐施工——第二道支撐養護——第三階段土方開挖——封底墊層——地下室結構施工。

2.2 開挖方法

由于支護體系內支撐設計充分考慮到基坑挖運土機械化施工的需要，以圓拱形鋼筋砼環梁作為支護體系的內支撐，充分利用砼的受壓特性，使得基坑平面內無支撐區域達75%以上，為挖運土的機械化施工提供了良好的作業條件。另外基坑北側約7～8m為院內道路，可在北向中間對撐兩側留設兩個挖運土坡道，以實現大規模、高度機械化的開挖，盡最大限度地減少基坑挖運土的時間，降低時空效應對基坑支護結構的不利影響。

基坑開挖采用3臺CAT320型反鏟挖掘機和3臺小型挖掘機，由南向北逐步分段分層開挖，土方隨挖隨運。開挖以分層為主，東側與門診大樓地下室相鄰處可結合采用分段方法開挖；支護樁邊、格構柱附近及支撐梁底和基底、地梁等無法進行機械開挖部位的土方安排人工開挖、修整。

2.3 質量控制

在基坑開挖之前，技術人員詳細調查了近年來已施工的類似深基坑工程，并對其監測數據中表明的不足與缺陷進行統計，做成排列圖如下：

根據圖表顯示，已往施工的類似深基坑工程中基坑坡頂水平位移存在不足與缺陷所占的比例最高，為72.50%。究其因由，主要是地面超載及基坑降排水不當造成的，與土方開挖順序不合理、開挖速度過快及支撐砼養護時間不足也存在一定的關系。針對上述調查結果，結合本工程實際及施工場地較為狹小的情況，在基坑開挖期間對不同的工序采取對應的施工預防措施：

2.4. 土方開挖措施

1）借用場外飛地作為臨時工程材料堆場及加工廠、土方隨挖隨運，以實現基坑四周的零堆載，同時基坑周邊嚴禁停滯大型機械。

2）基坑開挖采用分段、分層相結合并以分層為主的開挖方法，分層開挖厚度嚴格控制在2m之內；開挖至水平支撐位置后，及時跟進支撐系統鋼筋砼的施工，以盡快形成水平支撐體系；在支撐系統砼未達到設計強度等級前，嚴禁進行下一道土方的開挖。

3）土方開挖必須嚴格按施工方案的順序均衡推進，嚴禁亂挖以保證支護體系均勻受力。施工中配備專職人員進行測量控制，及時將基槽開挖下口線測放到槽底，以控制開挖標高，避免超挖。

4）每一階段基坑土方開挖，在支護結構前均留置適量的被動土，待基坑內側土方開挖完畢后再挖除此部分土體，以減少基坑支護結構變形和荷載的積累。

5）坑底標高以上200～300mm留作保護層，采用人工開挖，以保持坑底土體的原狀結構、避免坑底超挖。開挖保護層時集中勞動力和配套設備，開挖一片，鋪設一片墊層，以避免人為及自然因素造成擾動，減少坑底土的暴露時間，及時在坑底形成“水平支撐”，避免發生支護樁“踢腳”及坑底土體隆起等現象，確保基坑的整體穩定。

3施工中出現的問題及對策

3.1 地面沉降

當基坑開挖到底，準備進行大面積澆搗坑底砼墊層時，路面及教學樓E開始出現裂縫，為了摸清本工程基坑在土方開挖過程中的實況，項目部技術人員對現場的監測數據進行詳細分析，對監測數據中表明的不足與缺陷進行統計，做成排列圖如下：

根據圖表顯示，基坑坡頂水平位移存在不足的問題已得到有效控制，而坡頂、周邊建筑物、道路的沉降問題比較明顯，原由主要是基坑初期大規模降水造成的，根據這種情況，為消除降水的不利影響，決定采取以下措施：

1）在基坑北側靠近住院部附近增設5口回灌井，將坑底抽排上來的地下水經沉淀過濾后回灌入地層，以平衡地下水位。

2）嚴密監測降水井出水量及地下水位變化，在不超過預警水位的前提下逐步降低整個基坑抽水系統的工作強度，盡量減少抽水量或降低抽水頻率；同時根據各降水井的出水量，有組織有針對性地進行抽水，確保整個基坑的地下水位處于相對均勻穩定的平衡狀態。通過上述措施，在整個基坑施工過程中，路面及教學樓E的裂縫發展得到較有效地控制，效果明顯，基坑穩定與安全得到有效保障。

5結語

綜上所述，復合土釘支護為土方開挖創造了很好的施工條件，使土方開挖方案得以順利實施完成。在該工程中采用復合土釘的綜合支護具有較大優勢，與一般的支護結構比可節省費用50%以上，施工技術簡單易行，且與土方開挖同時進行，大大縮短了施工工期，綜合效益顯著。復合土釘的綜合支護的方案設計，不僅要仔細研讀工程地質勘察報告，還需認真現場探察，了解周圍實際環境情況，然后選擇合理的技術參數，進行方案設計。設計過程中，盡可能采用多種設計方法進行比較和驗算，與此同時，應根據施工過程中的實際情況，及時調整相關的設計措施，確保基坑施工的穩定、安全。