深基坑施工技術方案

馬 秀 芳

(長治市建筑工程總公司，山西 長治 046000)

1 工程概況

2 周圍環境

北晟苑小區整個項目包含1號～6號住宅樓、商鋪及地下車庫，建筑總面積193 072.59 m2。擬建的地下車庫位于本小區項目的3號、4號樓的南北兩側。南側外邊線距1號、2號樓外墻邊6.1 m，距1號、2號樓北面門廳部位的距離為3.6 m，1號、2號樓地下1層，地上14層，CFG樁復合地基，有梁式鋼筋混凝土筏板基礎，鋼筋混凝土剪力墻結構，建筑總高度43.5 m，基礎底標高為-4.65 m，目前1號、2號樓已進入后期的外墻涂飾等裝飾裝修施工階段；中間與3號、4號樓相連，3號、4號樓地下2層，地上14層，CFG樁復合地基，有梁式鋼筋混凝土筏板基礎，鋼筋混凝土剪力墻結構，建筑總高度43.5 m，基礎底標高為-7.42 m，同車庫基礎底標高，目前3號、4號樓的施工進度是二次結構基本完成；北側還有擬建5號、6號樓還未開工。基坑內及周邊無地下管線布置。

3 地質情況

根據建設單位提供的《巖土工程勘察報告》，擬建車庫場地土層自上而下依次為：

①素填土:厚度為2 m，土層重度γ=16.0 kN/m3，粘聚力C=10 kPa,土層內摩擦角φ=10.0°，局部為耕土，呈黃褐色，主要以粉質粘土和粉土為主，含云母、煤屑、氧化物、植物根等，具有濕陷性，松散～稍密。該層土基坑開挖全部挖除。

②粉質粘土：厚度為8 m，土層重度γ=20.1 kN/m3，粘聚力C=17 kPa，土層內摩擦角φ=15.0°，可塑狀態，中壓縮性，干強度中等，韌性中等，fak=105 kPa。

③粉質粘土：厚度為10 m，土層重度γ=19.9 kN/m3,粘聚力C=24.4 kPa，土層內摩擦角φ=22.3°，可塑狀態，中壓縮性，干強度中等，韌性中等，fak=160 kPa。

場地濕陷性評價為一般場地，本工程擬建場地地表下20 m深度內無飽和砂土及粉土，地基土為非液化土，基礎埋深范圍內地基土對混凝土及鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具有微腐蝕性。標準凍土深度為0.73 m。

地下穩定水位位于自然地表下2.70 m～4.8 m之間，地下水類型為上層滯水。據區域水文地質資料，主要由大氣降水補給，水位隨季節變化，年變化幅度約0.5 m～1.0 m，水流流向由東向西，向濁漳南源河方向排泄。經現場實測地下水位位于自然地表下5 m。

若計算兩個樣本點和的距離，則把兩個樣本點通過變換矩陣W投影，然后計算投影后的樣本點的馬氏距離，如式（5）、（6）所示。

4 總體施工方法

本基坑土方開挖的坑底標高相對±0.000應為-7.6 m，自然地坪標高介于-1.123 m～-0.59 m，本基坑開挖深度介于6.477 m～7.010 m。根據本工程南側1號、2號樓室外回填土為素填土，土方開挖過程不僅要考慮邊坡穩定，還要考慮因挖土對1號、2號樓地基持力層的影響。3號、4號樓位于車庫中間，且基礎底標高與車庫基礎底標高一致，而其他部位的周圍環境相對空曠，開挖時要考慮邊坡穩定。結合GB 50202—2002建筑地基基礎工程施工質量驗收規范、JGJ 167—2009濕陷性黃土地區建筑基坑工程安全技術規程及JGJ 120—2012建筑基坑支護技術規程中對基坑類別的劃分依據，本工程基坑開挖深度最深7.01 m，基坑環境條件及工程地質、水文地質條件為Ⅲ類，α>1.0，基坑側壁安全等級為二級；基坑屬二級基坑；支護結構安全等級為二級。經PKPM安全設施計算軟件(2015版)計算，確定本基坑南側1號、2號樓處采用水泥土墻支護，其他東、西、北三側均采用坡率法施工。同時，深基坑施工全過程要考慮地下水的影響，合理布設管井進行降水。

4.1 水泥土墻支護設計方案

本基坑南側1號、2號樓處采用水泥土墻支護，最北第一排水泥土樁距車庫基礎南側邊線1 000 mm，水泥土樁沿基坑南側連續布置，布置至相鄰東、西兩側商場筏板基礎邊；水泥土樁直徑500 mm，互相咬合150 mm，共4排，水泥土墻寬1 550 mm，門廳處的水泥土樁從室外自然地面開始打樁，其他部位的水泥土樁挖土至-4.0 m處開始打樁，水泥土樁延伸至基坑底標高下5 m。水泥土墻頂面設置混凝土連接面板，面板厚度為150 mm，混凝土強度等級C15。

4.2 基坑降水設計方案

現場實測地下水位位于自然地表下5 m。因為本工程降水平面面積較大，為保證降水水位達到施工作業面標高以下500 mm以上。結合本項目去年施工的3號、4號樓成功采用管井降水施工方法，車庫深基坑降水設計采用管井降水方案。

4.3 土方開挖方案

根據前述的基坑周邊環境、工程地質及水文條件分析，遵循“先支后挖、分層開挖、嚴禁超挖”和“分層、分段、對稱”的開挖原則，確定本工程采用縱向分兩級放坡，橫向分四個大段總體開挖方式，每一段開挖均分級呈階梯狀推進的機械大開挖方式，放坡系數為1∶0.75。開挖順序為：先開挖3號、4號樓南側，后開挖3號、4號樓北側。且南北兩側按3號、4號樓中間均分為東、西兩個施工段，兩個施工段可分別向東、西兩個方向采用倒推式同時進行開挖，至最東、最西部位時各留置一條4 m寬的1∶7的坡道，用于運輸土方和施工材料等，同時亦可作為人員上下坡道。

5 深基坑施工

5.1 水泥土墻施工

水泥土墻采用深層攪拌噴漿法，四攪兩噴；采取切割搭接法施工，施工時應在前樁固化前進行搭接施工，樁的搭接長度為150 mm，水泥漿的水灰比控制在0.6以下。

1)施工時首先對現場進行平整，清除坑內及周邊障礙物；坑內局部有低洼時，采用素土分層進行夯填。

2)水泥選用強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥，摻入量應根據土質及含水率等情況經現場試樁確定；所使用水泥應過篩，制備好的水泥漿不得離析，放置時間不允許超過4 h，否則廢棄。

3)攪拌機噴漿提升速度和次數應符合施工工藝要求，并派專人作好書面記錄。

4)當漿液到達出漿口后，應噴漿攪拌30 s使水泥漿與樁端土充分攪拌后，再開始提升攪拌頭。

5)施工時如因停電停水等原因停漿，應將攪拌頭從停漿面下沉0.5 m以上，待恢復供漿后再繼續噴漿攪拌提升。如果停機時間過長，超過3 h，應將輸漿管道拆開進行清洗。

6)噴漿未達到設計標高而集料斗中漿液已排空或噴漿達到設計標高而集料斗中漿液剩余還比較多時，應查明原因再繼續施工。

7)質量檢驗。每一根樁都應有詳細的施工資料，水泥土樁施工后一周內進行樁頭開挖檢查或采取水泥土試塊等方法檢查成樁質量；不符合要求時，應及時采取補救措施。

5.2 降水工程施工

以3號、4號樓為界，劃定為南、北兩個大的區域，每個區域沿基坑南、北兩邊距離基坑底邊300 mm處各布置一排降水井，管井的布設間距為20 m，每邊設7口降水井，全坑共設28口降水井。管井施工孔徑為600 mm，管徑為400 mm，經計算過濾器長度6.0 m，打井深度13.5 m。

1)管井施工工藝:定位→成孔→放管→填濾料→安裝水泵及排水設施→降水→封井。

2)管井采用無砂混凝土管，管井外周圍所填濾料采用級配10 mm～20 mm干凈均勻的硬質碎石；管井底部應填1 m 20 mm～40 mm的碎石作為濾水層。

3)利用基坑周邊搭設的防護架，將各降水井中的抽水支管與水平排水主管連接，并把水平排水主管按0.3%的坡度固定在防護架上邊，排水經沉淀池處理后排入市政管網。

4)土方開挖時，為防止雨水浸泡坑底或防止坡面雨水流入坑底形成踢腳，坑內采用集中明排的方式，具體措施為：沿基坑四周距坑底坡腳300 mm位置設置明排水溝，排水溝深300 mm，寬度300 mm，溝底按0.3%坡度排向集水井，在基坑四周和中間每隔40 m設一個集水井，井內設置污水泵將水抽排至場外的沉淀池。

5.3 基坑開挖施工

1)當水泥土墻強度達到設計強度要求，基坑降水到設計基底標高0.5 m以下時，方可開始基坑挖土；開挖時，施工機械不得損害已施工的水泥土墻。

2)基坑開挖應按分層、分段、對稱、均衡、適時的原則開挖，沿水泥土墻方向應分區段開挖，每一開挖區段的長度不宜大于40 m；挖至坑底時，應避免擾動基底持力層的原狀土層。

3)基坑周邊堆放的施工材料、設施或行駛車輛荷載嚴禁超過設計要求，做好施工期間基坑周邊的排水工作。

6 結語

本工程于2017年7月開工，同年10月室外防水及回填土完成，整個施工過程中未發生任何異常情況，為今后類似工程施工積累了施工經驗。

[1] GB 50202—2002,建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].

[2] JGJ 167—2009,濕陷性黃土地區建筑基坑工程安全技術規程[S].

[3] JGJ 120—2012,建筑基坑支護技術規程[S].

[4] 建質[2009]87號文件，危險性較大的分部分項工程安全管理辦法[Z].

[5] 《建筑施工手冊》編委會.建筑施工手冊[M].第5版.北京：中國建筑工業出版社，2012.