流塑狀淤泥質土深基坑加固措施的研究

蔣劍瑩

（浙江廣廈建設職業技術學院）

0 引言

隨著我國農村城市化的飛速發展，近幾年來紹興市大力推進“棚戶改造”，在城市面貌煥然一新的同時，人口越來越密集，用地越來越緊張，必然出現高層房屋建筑、超高層建筑，以及提高地下空間利用率的要求，這些房屋建筑的出現使得基礎的埋深越來越深。基坑深度的增加導致土壓力的增加，對于基坑支護的要求也隨之增加，深基坑支護顯得尤為重要。本文中介紹的工程項目位于杭甬運河邊上，多為流塑狀淤泥質土分布，在施工過程中就要更多考慮軟土自身的特點進行基坑支護設計。

1 工程概況

紹興市則水牌棚戶改造安置房，用地總面積55635.9m2，地上建筑面積150088m2，主要建筑物為高層住宅，公建配套用房，配電房，燃氣調壓間和門衛室。擬建場地設1 層地下室，建筑面積55000m2，基坑開挖深度平均4.4m，最深處4.9m。本工程場地東側為會龍大道，西側為建設中袍中路，北側為擬建湖濱大道，南側為松陵村，有一東西向河流，距離擬建場地最小間距4m，場地北側和東側分布有沿道路走向地上高壓電線。

根據地質勘探報告顯示，場地土層自上而下依次如表1。

本工程地處亞熱帶季風氣候區，季風顯著，四季分明，梅雨季常年在6 月中旬入梅至7 月出梅，雨量相對集中，擬建場地北側40m 左右為杭甬運河，南側約4m 左右有河流通過，河水水位標高均為3.85m，場地地下水位埋深0.38～2.02m，地下水埋深較淺。

2 基坑支護

2.1 原基坑支護設計

基坑支護的設計要求，遵循安全第一，經濟效益最優，保質保量，保護周邊環境。采取因地制宜，針對不同的地質情況、地層情況，基坑深度的變化，采用最優的或者多種方法相結合的方式來進行基坑支護。根據建筑總平面圖，受周邊環境條件較復雜，工程地質條件較復雜，地下水位較高的影響，綜合考慮開挖深度和土層性質，以及相同類似工程的施工經驗，基坑安全等級為II 級，重要性系數為1.0，離基坑6m 范圍內允許堆載設計值小于15KN/㎡的施工荷載，經計算確定采用土釘墻、鉆孔灌注樁排樁加角撐和錨樁的圍護方案。

2.2 基坑出現險情及原因

本工程基坑已經處于淤泥質土層范圍，設計采用邊坡坡度為1:1.5 和1:1.8，自然放坡處理，坑底局部采用松木樁進行坑底加固，采用噴射100 厚C20 混凝土護坡邊坡，內配鋼筋網片，同時在邊坡中打入錨管進行加固。基坑局部采用支撐梁及鉆孔灌注樁，水泥攪拌樁進行支護。

在基坑開挖過程中，監測單位及項目部施工人員進行定點定時的基坑監測時發現局部邊坡出現了位移和坍塌的險情，東北、西北基坑邊坡的水平位移超過了報警值日水平位移5mm，累計30mm，基坑邊上的施工道路出現了大小各異且深度不一的裂縫。出現險情后，項目部立即組織了專家進行原因的分析查明，例如場地西側基坑出現的坍塌險情是因為設計根據地質報告用一級放坡用了錨管加固的形式，但在實際施工中發現實際現場土質與地質報告土質有著顯著的差別，實際現場淤泥質土的深度且含水量比地質報告中更深更大，而且由于實際施工進度上略微過快，導致錨管起到的對土體加固支護作用不大，使基坑出現了險情。

2.3 本工程基坑支護的難點

⑴基坑底部土質多分布流塑狀淤泥質土，基坑已經處于淤泥質土層范圍內。

⑵基坑場地周邊整體空間小，場地受限，不利于大型機械施工作業。

⑶由于基坑已經有部分經過土方開挖，因而對加固難度有較大提升。

2.4 解決方案

經過多方的綜合探討和討論，最后給出了變更過后的基坑設計方案。

⑴對放坡形式進行設計變更，場地北側將原來的一級放坡變更為二級放坡，二級放坡雖然增加了占地面積，但有效的降低了原本需要基坑加固的成本，同時加速對基坑周邊土方的卸土速度，減輕周邊土體對基坑的壓力。

⑵對基坑東面邊坡底增加打拉森鋼板樁來進行加固，拉森鋼板樁具有重量輕、強度高、鎖扣緊密、水密性好、施工方便、施工進度快等優點。同時也增加邊坡的錨管道數。

⑶南側基坑由于緊臨河道，不便于樁機大規模的施工作業，因此采用了打拉森鋼板樁的方法，選用長12m的SKSP-IV 拉森鋼板樁用扣打的方式進行布置。

對于像西側基坑土質極差的局部區域，且由于基坑邊與橋坡擋墻垂直距離出現了較大高差，最大處有十幾米，因此在打鋼板樁的同時增打了高壓旋噴樁。高壓旋噴樁是以高壓旋噴的噴嘴將水泥噴入土層與土體混合，形成連續搭接的水泥加固體，它具有施工占地少，振動小，噪音低的特點。之所以采用高壓旋噴樁是因為西側土體的土質極差，使用了高壓旋噴樁不僅有止水作用，而且高壓旋噴樁固化土體強度高，況且由于西側土體之前有過坍塌的險情，土體已經經過了擾動，如果不使用高壓旋噴樁則對基坑加固效果不大。

2.5 現場實施

⑴對于場地北側施工時一邊進行邊坡的開挖及卸土，一邊施工人員及時地對邊坡進行噴錨加固，對第一級邊坡底打壓松木樁，同時在松木樁上澆筑了一條寬0.7m，高0.4m 的鋼筋混凝土壓頂梁，以此來加固北側土。在加固的同時，施工人員每天也不斷的進行基坑監測并對主要檢測結果進行匯總，發現基坑位移由原來的1.5cm 減小到了2mm，低于了基坑位移預警值。

⑵東側基坑加固主要是增打了拉森鋼板樁，增加了錨桿打入邊坡的道數，在東側東側所對應的邊坡采用鉆孔灌注樁及增加支撐梁的方法來防止東側土方的坍塌，同時對東側已經開裂的施工道路裂縫用水泥漿進行填補，避免地表水滲入影響邊坡的穩定性。

⑶南側邊坡由于緊臨河道距離較小，受場地限制，因此設計中南側邊坡坡度較陡，在實際施工中施工人員首先對邊坡段的河道設置臨時圍堰，對河道進行排水清淤作業，以減小外力因素對基坑的影響，然后對坑底進行拉森鋼板樁的加固，并且施工人員嚴格控制邊坡坡度及基坑深度，防止邊坡過于陡峭發生塌方危險。

⑷西側基坑由于實際土質與地質報告中的土質有著巨大差別，而且由于施工場地有限，不利于大型樁機的施工，且一開始已經經過了開挖，加固難度增大，因此對部分開挖的地方進行土方回填，在基坑底部也打入了鋼板樁同時用高壓旋噴樁進行加固，此外對橋坡擋墻外的土方進行卸土，位于西側橋洞下部分邊坡進行了一個大放坡，坡度由原來的1:1.5 放緩為1:6，坡度的減緩也減小了基坑邊土體對基坑的壓力。

2.6 成效及收獲

⑴經過對邊坡一系列的加固措施，以及在后續的基坑監測中，基坑水平位移或地面沉降都控制在了預警值范圍內，最終排除了險情。除了一開始開挖的基坑有局部位移及塌方現象，后續的基坑開挖中無險情發生，說明加固效果明顯。

⑵這次對淤泥質土基坑加固之前項目部進行過鉆孔灌注樁及水泥攪拌樁加固和鋼板樁加固的比較，最后采用了相對經濟且實用的鋼板樁加固方案。由于本工程地下室基坑長971m，基坑圍護總造價7037657 元，其中鋼板樁大約需要1968898 元，如果采用鉆孔灌注樁及水泥攪拌樁圍護則大約需要8092854 元，在成本上鋼板樁的經濟效益就比鉆孔灌注樁及水泥攪拌樁有了很大的優勢。

⑶其次從施工進度中比較，由于本工程計劃工期720 天，工期緊，任務重，從地下室開挖到地下室頂板澆筑完成大約用了4 個月左右的時間，這與采用鋼板樁加固的方法密不可分。若采用鉆孔樁圍護，按1 天打一顆樁約1m 長度，場地內按10 臺打樁機同時施工計算，整個基坑圍護時間就需要大約97 天。而采用鋼板樁加固只需要1 個月左右時間即可完成對基坑的加固。因此無論從經濟還是時間上鋼板樁加固都占據了絕對優勢。

一個合理可靠的加固方法對工程的成本及工期的重要性顯而易見。同時本工程還合理的應用了基坑時空效應理論，對土方開挖及支護進行分段、分層、分塊的施工，提高了施工效率，節省了大量工期，同時節省大量的地基加固費用，創造良好的經濟效益。環境多變則需要應用到的加固方法各不相同，只有合理的選擇好加固的方法才能為工程創造更多的利益。

3 總結

深基坑支護施工技術的應用效果也是衡量建筑業的地域性發展水平中重要的因素。因此，工程建設中的相關專業人員應結合水文地質環境，確定最有效的深基坑支護技術。只有這樣，才能使施工項目的后續施工內容不受深基坑支護結構失穩的影響，從而保證施工項目的安全穩定效果。