深厚軟土地質(zhì)基坑及坑中坑施工技術(shù)探討

張振陽

摘? ?要：深厚軟土基地質(zhì)基坑施工過程中由于建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或者功能要求等需要在原有基坑內(nèi)部進(jìn)行二次、多次開挖，在基坑工程中形成坑中坑。而深厚軟土基施工中坑開挖會(huì)對(duì)外圍大基坑產(chǎn)生比較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致基坑變形，影響整個(gè)基坑的穩(wěn)定性和安全性，因此在施工中必須要保證坑中坑施工技術(shù)。本文主要對(duì)深厚軟土地質(zhì)基坑以及坑中坑施工技術(shù)的具體實(shí)施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：深厚軟土地質(zhì)基坑? 坑中坑? 施工技術(shù)

1? 工程概況分析

某建筑工程位于沿海地區(qū)，工程結(jié)構(gòu)為鋼筋砼框結(jié)構(gòu)，建筑高度18.5m，單層建筑。基坑開挖深度約為-15m，地面-2m以下為淤泥層。建筑項(xiàng)目周圍工程樁以及基坑內(nèi)部基礎(chǔ)樁已經(jīng)基本完成施工，樁基為預(yù)應(yīng)力管樁。

2? 坑中坑對(duì)基坑影響分析

2.1 對(duì)外坑影響

相對(duì)于普通地層施工來說，深厚軟土基坑施工中對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)以及開挖深度等方面的變化比較敏感。通過大量實(shí)踐表明，如果基坑本身的土質(zhì)比較差，坑中坑施工的影響效果會(huì)更明顯。坑中坑開挖過程中會(huì)導(dǎo)致整個(gè)基坑應(yīng)力場改變，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)作用減弱，土壓降低[1]。如果這種特殊土層結(jié)構(gòu)中仍然采用常規(guī)基坑設(shè)計(jì)方式，容易導(dǎo)致基坑發(fā)生危險(xiǎn)。

2.2 對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)影響

坑中坑施工前需要根據(jù)工程情況進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)而分析施工的影響因素。在施工模型的建設(shè)中，需要與基坑設(shè)計(jì)平面接軌，有利于對(duì)施工設(shè)計(jì)指導(dǎo)。在模型建設(shè)中明確標(biāo)出土層變化，粉質(zhì)粘土2m，淤泥土層13m，模型構(gòu)建采用Mohr-Coulomb方式。通過模型構(gòu)建可以發(fā)現(xiàn)，坑中坑在不斷開挖過程中，樁身彎矩也會(huì)發(fā)生變化。同等情況下深厚軟土支護(hù)樁對(duì)坑中坑挖掘深度影響非常大，在開挖到5m左右時(shí)會(huì)導(dǎo)致坑樁彎矩變化情況翻倍，如果鋼筋配備不足的情況下會(huì)導(dǎo)致樁身彎折，造成基坑失穩(wěn)，因此坑中坑施工中不得超挖。

3? 施工難點(diǎn)分析

基坑內(nèi)部為淤泥狀軟土基，基坑深度大，坑中坑形在開挖2m后均為淤泥層，導(dǎo)致基坑土方開挖以及支護(hù)中的難度加大。同時(shí)淤泥層的含水量比較高，厚度為2.5～13m，含水量達(dá)到50%～80%之間，在基坑土方開挖時(shí)會(huì)導(dǎo)致基坑邊坡開挖的穩(wěn)定性受到影響。基坑周邊廠房以及內(nèi)部已經(jīng)基本完成樁基施工工作，因此在坑中坑開挖時(shí)容易受到工程樁的影響。

4? 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合施工現(xiàn)場水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及周圍環(huán)境，在施工場地周圍設(shè)置水泥攪拌樁，并建設(shè)懸掛式止水帷幕。工程基坑支護(hù)采用的支護(hù)方式為內(nèi)撐式排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，維護(hù)樁采用的方式為預(yù)應(yīng)力管樁灌芯，預(yù)應(yīng)力樁的管徑一般為Φ500mm，各個(gè)管樁的距離為750mm，樁高為15m，設(shè)置樁總數(shù)為99根。支護(hù)樁外部設(shè)置水泥攪拌樁進(jìn)行擋土止水，水泥攪拌樁的樁長設(shè)置為5～6m。利用鋼筋混凝土進(jìn)行角撐，有效預(yù)防基坑支護(hù)出現(xiàn)位移的情況，保證基坑安全性。由于基坑2m以下為淤泥土質(zhì)，因此需要開挖積水坑，積水坑的深度深，為了保證邊坡穩(wěn)定性，需要利用排樁與角撐進(jìn)行支護(hù)，防止支護(hù)基坑位移，保證基坑周圍的安全性，圍護(hù)樁需要應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行灌芯，樁管徑同樣為Φ500mm，樁距離為750mm，樁長度為15m，在支護(hù)樁外部利用水泥攪拌樁進(jìn)行擋土止水，攪拌樁的樁長設(shè)置為5m[2]。此外，需要在坑中坑位置設(shè)置木樁支護(hù)。

5? 施工部署及坑中坑施工技術(shù)

5.1 坑中坑支護(hù)技術(shù)施工

坑中坑支護(hù)施工中，主要利用圍護(hù)樁以及排樁等結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)，圍護(hù)樁由一排預(yù)應(yīng)力管樁以及兩排咬合攪拌樁構(gòu)成，其中預(yù)應(yīng)力管樁為灌芯樁，樁長設(shè)置為15m，灌芯為5m。水泥攪拌咬合樁的樁長設(shè)置為5m。在施工工序上先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工，再進(jìn)行水泥攪拌樁施工。為了提升管樁抗剪度，需要在管樁內(nèi)部設(shè)置鋼筋籠以及膨脹砼灌芯，長度為5.1m，樁入冠梁的長度為100mm。

5.2 土坑開挖技術(shù)

5.2.1 土方開挖原則

基坑土方開挖過程中需要做好與降排水以及基坑支護(hù)體系間的配合工作，同時(shí)遵循橫向分段、平面分塊的方式進(jìn)行對(duì)稱開挖施工，保證基坑整體受力的均勻性。

5.2.2 土方開挖順序

土方開挖第一個(gè)階段，先在大基坑兩端進(jìn)行均衡開挖，并預(yù)留出臨時(shí)土方運(yùn)輸通道，同時(shí)做好基坑邊坡支護(hù)工作，在支護(hù)工作完成后進(jìn)行角撐鋼筋砼以及圈梁施工;土方開挖的第二個(gè)階段，在角撐鋼筋砼以及圈梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度超過80%后開始逐層開挖，在開挖過程中嚴(yán)格按照軸向位置進(jìn)行開挖，設(shè)計(jì)標(biāo)高為-6.6m，預(yù)留出人工清理厚度，約30cm，并進(jìn)行毛石砼層施工[3]。最后進(jìn)行便道土方施工。土方開挖第三個(gè)階段，完成-6.9m基礎(chǔ)施工后，開挖集水井土方。

5.2.3 工程樁保護(hù)技術(shù)

淤泥土基的含水量過高，同時(shí)土體抗剪強(qiáng)度不足，為了有效預(yù)防基坑中由于土體高度差造成邊坡失穩(wěn)，從而導(dǎo)致工程樁出現(xiàn)損壞或者傾斜，需要在基坑土方開挖過程中先做好基礎(chǔ)地梁，將工程連成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。在基坑土方開挖過程中需要嚴(yán)格按照分段分層的原則進(jìn)行開挖，防止掘進(jìn)式開挖導(dǎo)致基坑中土體出現(xiàn)較大的高度差，在淤泥流動(dòng)的作用下造成工程樁傾斜等問題。淤泥層在開挖時(shí)，每層開挖厚度都需要控制在1m以內(nèi)，邊坡開挖比例為1：1，在開挖到基坑設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行澆筑砼墊層。為了使機(jī)械正常運(yùn)行，需要在淤泥上部鋪設(shè)磚渣或者碎石塊便道，鋪設(shè)厚度需要達(dá)到60cm，使土方運(yùn)輸順利通行。機(jī)械開挖時(shí)可以采用縱向分層、分行形式，根據(jù)坡度線逐漸向下開挖。在預(yù)應(yīng)力管樁長度超過1m后割樁，然后再開挖。基礎(chǔ)工作完成后進(jìn)行機(jī)械開挖，防止土壓力加大導(dǎo)致斷樁或者斜樁等事故。在支護(hù)樁以及坑底土石方開挖過程中，需要預(yù)留出至少30cm的厚度用于人工清理，防止機(jī)械施工碰觸工程樁以及支護(hù)樁樁體。

5.2.4 基坑監(jiān)測技術(shù)

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)系著整個(gè)工程以及周邊環(huán)境的安全性，同時(shí)對(duì)工程附近地下打樁工程安全也具有一定的影響，因此施工單位需要委托具有監(jiān)測資質(zhì)的單位對(duì)基坑施工進(jìn)行全程監(jiān)測，如果監(jiān)測不合格或者沒有監(jiān)測到的位置不得開挖施工。在土體水平位移的監(jiān)測過程中，將測斜管在支護(hù)土體中進(jìn)行填埋，對(duì)土體水平位移情況進(jìn)行監(jiān)測，一般設(shè)置11個(gè)測斜點(diǎn)，填埋的深度到穩(wěn)定土層。在坡頂圈梁監(jiān)測過程中，設(shè)置10個(gè)位移監(jiān)測點(diǎn)，在這些監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置中需要全部分布在圈梁上。在圍護(hù)項(xiàng)部沉降水平位移監(jiān)測中，需要10～15m的距離就設(shè)置1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。通過檢測后發(fā)現(xiàn)，基坑坡頂?shù)淖畲蟪两盗繛?0.5mm，水平位移為12.2mm，坑中坑坡頂圈梁位移為9.3mm，圍護(hù)項(xiàng)部沉降距離為10.2mm，水平位移為10.6mm，通過這些監(jiān)測數(shù)據(jù)表示所有結(jié)果都在允許范圍內(nèi)，能夠保證基坑施工的安全性。

6? 結(jié)語

綜上所述，深厚軟土地區(qū)基坑開挖中坑施工需要采用合理的維護(hù)結(jié)構(gòu)以及施工工藝流程，保證施工的安全性。深厚軟土基本身土體的強(qiáng)度比較弱，坑中坑施工會(huì)導(dǎo)致原基坑的支護(hù)效果降低，如果施工中按照傳統(tǒng)施工方式進(jìn)行施工必然會(huì)導(dǎo)致支護(hù)應(yīng)力降低，隨著坑中坑施工造成支護(hù)樁彎折、倒塌等情況，影響工程進(jìn)度和質(zhì)量，工程交付后也存在嚴(yán)重的安全隱患。因此需要針對(duì)深厚軟土地區(qū)基坑開挖施工采用相應(yīng)的技術(shù)措施，保證施工技術(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)，保證工程安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭驊銳，張勇，彭川.深厚軟土地區(qū)基坑開挖施工中的主要工程地質(zhì)問題與對(duì)策[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（18）：5269.

[2] 滕飛，黃燕.淺論深厚軟土地區(qū)基坑開挖主要工程地質(zhì)問題與對(duì)策[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2019（18）：178.

[3] 蔡廷坤.深厚軟土地質(zhì)基坑及坑中坑施工技術(shù)[J].福建建材，2011（6）：99-100.