淺析曹妃甸某工程項(xiàng)目?jī)?nèi)支撐基坑施工技術(shù)

周米穎

摘? 要：華理家園二期項(xiàng)目位于唐山市曹妃甸大學(xué)城，處于新近沉積的軟土地區(qū)。本工程基坑支護(hù)的原始設(shè)計(jì)采用了攪拌樁內(nèi)插鋼板樁的支護(hù)方式，但在基坑開(kāi)挖時(shí)側(cè)壁失穩(wěn)，未能達(dá)到理想的支護(hù)效果。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，各方匯總意見(jiàn)確定采用內(nèi)支撐補(bǔ)充的施工方案。施工中采用信息施工法，以設(shè)計(jì)方案為指導(dǎo)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整施工方案，對(duì)出現(xiàn)的不利情況及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，最終支護(hù)工作達(dá)到了施工要求。

關(guān)鍵詞：曹妃甸;軟土;基坑;內(nèi)支撐

中圖分類號(hào)：TU47?????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）02-0000-00

1概述

1.1項(xiàng)目基本情況

擬建工程建設(shè)地點(diǎn)位于唐山市曹妃甸大學(xué)城，渤海大道南側(cè)，學(xué)府路東側(cè)，華理家園南側(cè)及西側(cè)。擬建場(chǎng)地整體較平整，場(chǎng)地北部地表局部存在山皮石。

本基坑平面基本呈“工”形。原始地貌較平整。 現(xiàn)狀地面高程介于3.77～5.95m（據(jù)勘察時(shí)地面高程）?；釉O(shè)計(jì)概況如表1。

1.2擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)特征

1.2.1工程地質(zhì)條件

根據(jù)甲方提供的《華北理工二期》勘察報(bào)告可知，各勘探點(diǎn)孔口高程為3.77～5.95m，最大高差為2.18m。地貌單元屬第四系海陸交互相沖積平原地貌?？辈靾?chǎng)地地層主要為填土及第四系沖積物。在勘探深度范圍內(nèi)，自上而下可劃分為9個(gè)主要工程地質(zhì)層，各層土的特征分述如下：

第①1層素填土（Q）：褐黃色，軟硬不均，濕，以黏土、粉土、粉砂為主含鐵質(zhì)灰渣，局部含山皮石。分布不連續(xù)。

第②層粉質(zhì)黏土（Q）：黃褐～灰色，流塑～軟塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，含有機(jī)質(zhì)及貝殼，局部夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土薄層。分布連續(xù)，屬高壓縮性土。

第③層粉質(zhì)黏土（Q）：灰色，流塑～軟塑，以石英為主，含有機(jī)質(zhì)及貝殼，與粉質(zhì)黏土互層，含黏粒。層厚0.90m～4.90m，分布不連續(xù)，屬高壓縮性土。

第④層粉質(zhì)黏土（Q）：灰色，軟塑～可塑，干強(qiáng)度中等、韌性中等，切面稍光滑，土質(zhì)不均勻，含有機(jī)質(zhì)及貝殼。分布連續(xù)，屬高壓縮性土。

第⑤層粉砂（Q）：灰白色，中密～密實(shí)，飽和， 土質(zhì)不均勻，以石英為主，含貝殼，級(jí)配不良，分選均勻，含黏粒。分布連續(xù)。

第⑥層粉質(zhì)黏土（Q）：灰色，軟塑～可塑， 土質(zhì)不均勻，含粉砂，含貝殼，局部夾粉砂、粉土薄層。分布連續(xù)，屬中壓縮性土。

第⑦層粉土（Q）：黃褐色，密實(shí)，濕，干強(qiáng)度低、韌性低，土質(zhì)不均勻，切面粗糙，局部夾粉質(zhì)黏土薄層。分布不連續(xù)，屬中壓縮性土。

第⑧層粉砂（Q）：褐黃?? 色，密實(shí)，飽和，主要以石英、長(zhǎng)石為主，磨圓度中等，分選不均，級(jí)配良好。分布不連續(xù)。

第⑨層粉土（Q）：褐黃色，密實(shí)，濕，土質(zhì)不均勻，干強(qiáng)度低、韌性低，無(wú)搖振反應(yīng)，局部夾粉砂薄層。

1.2.2水文地質(zhì)條件

該場(chǎng)地地下水類型為孔隙潛水，主要賦存于各粉砂層中。局部存在上層滯水。勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定地下水位埋深為地表以下3.50m左右，高程0.18～0.38m。地下水年最大變幅1.0m。大氣降水直接影響地下水位的升降。地下水水力坡度較小，徑流條件較差，補(bǔ)給主要靠大氣降水、地表徑流，排泄主要靠蒸發(fā)和側(cè)向滲流。

2施工中遇到的主要問(wèn)題

2.1基坑支護(hù)的初始設(shè)計(jì)

2020年4月開(kāi)始施工，基坑外采用雙軸攪拌樁止水帷幕+鋼板樁，其中雙軸水泥土攪拌樁700@500，樁長(zhǎng)10m，鋼板樁采用工字鋼40b@500，樁長(zhǎng)10m。坑內(nèi)采用雙軸水泥土攪拌樁加固被動(dòng)土設(shè)計(jì)，雙軸水泥土攪拌樁700@500，樁長(zhǎng)6m。具體設(shè)計(jì)方案詳見(jiàn)圖1所示。

水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)：樁體采用42.5號(hào)硅酸鹽水泥，水泥摻入量15%，水灰比0.5，拔管速度控制在1.5m/min。

被動(dòng)區(qū)加固土水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)：樁體采用42.5號(hào)硅酸鹽水泥，水泥摻入量15%，水灰比0.5，拔管速度控制在1.5m/min。被動(dòng)區(qū)加固土墻體的28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不宜小于0.8MPa。

2.2基坑破壞形式

2020年5月開(kāi)始開(kāi)挖，開(kāi)挖后即出現(xiàn)坡面點(diǎn)頭式開(kāi)裂變形，且開(kāi)裂迅速，在一天時(shí)間內(nèi)坑壁頂向坑內(nèi)位移超500mm;開(kāi)裂影響范圍大，達(dá)到基坑的三至四倍坑深，開(kāi)挖深度約5m，開(kāi)裂最遠(yuǎn)裂縫距坑壁頂約19m;支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，鋼板樁產(chǎn)生點(diǎn)頭式彎曲變形，個(gè)別發(fā)生擰轉(zhuǎn)，攪拌樁發(fā)生水平面上的垂直于坑壁的較大鼓脹開(kāi)裂，基坑側(cè)壁產(chǎn)生漏水，出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。嚴(yán)重的地方導(dǎo)致已施工的管樁產(chǎn)生偏移，最大偏移量超過(guò)500mm。因開(kāi)挖面積小，回填及時(shí)，未出現(xiàn)坑底鼓脹現(xiàn)象。

問(wèn)題出現(xiàn)后采取的主要措施有：回填土方并停止基坑開(kāi)挖，將開(kāi)挖的土方回填至安全深度;采用真空井點(diǎn)降水，但降水效果不佳。對(duì)鋼板樁頂部采用槽鋼做了簡(jiǎn)易的連梁，并在坑角位置做了局部的斜撐，起到了明顯的效果。

3基坑問(wèn)題的分析和解決思路

3.1問(wèn)題分析

（1）地基土：地基土沉積時(shí)間短，欠固結(jié)、超飽和穩(wěn)定性低;承載力低，受力或受擾動(dòng)時(shí)變形大;基坑下部十五米范圍內(nèi)均為這樣的土層。

（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)：支護(hù)結(jié)構(gòu)整體位于新近沉積土中，能為其提供的支撐抗力不足;鋼板樁位于攪拌樁之間，相互的間隙較大，不利于抵抗支護(hù)變形;鋼板樁上部無(wú)連接結(jié)構(gòu)，整體性差，不能充分發(fā)揮支撐作用;

（3）該場(chǎng)地標(biāo)高位于3.50m左右，海拔較低，地下水位高，水量豐富。土層以粘性土為主，自由水較少，釋水作用差，不利于土的固結(jié)，土的整體強(qiáng)度提升很慢。

（4）施工單位追求進(jìn)度，開(kāi)挖速度快。

3.2解決問(wèn)題的思路

（1）對(duì)現(xiàn)有支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，鋼板樁頂部做連梁，加強(qiáng)其穩(wěn)定性。在坑內(nèi)做內(nèi)支撐，以抵抗側(cè)壁土體滑動(dòng)的主動(dòng)土力矩。改進(jìn)施工方法，信息法施工，依據(jù)施工的實(shí)際狀況調(diào)整施工方案。

（2）解決問(wèn)題的擬定方案：每隔25m做一道內(nèi)支撐，增設(shè)兩道圍檁?；觾?nèi)側(cè)分別在標(biāo)高為-2.10米及-3.90m處增加設(shè)置兩道圍檁，在第一道圍檁標(biāo)高設(shè)置一道內(nèi)支撐主梁，在內(nèi)支撐主梁兩端增設(shè)左右兩個(gè)水平斜支撐與左右兩個(gè)垂直斜支撐，水平斜支撐一端與內(nèi)支撐主梁焊接，另一端與第一道圍檁（-2.10m）焊接，垂直斜支撐一端與支撐主梁焊接，另一端與第二道圍檁（-3.90m）焊接。具體設(shè)計(jì)方案詳見(jiàn)圖2、圖3所示

（3）信息法施工原則：第一道內(nèi)支撐主梁安裝完畢后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性開(kāi)挖;先開(kāi)挖一側(cè)的土方，將內(nèi)支撐主梁的有效支撐位置開(kāi)挖出來(lái)后即暫時(shí)停止開(kāi)挖，觀察其變形結(jié)果后再進(jìn)行下一步施工。施工中嚴(yán)格管理，盡力做到不超挖、不超載，多觀察，緊改進(jìn)。

4施工中出現(xiàn)的問(wèn)題

4.1鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量

處于對(duì)施工成本的重視，施工中采用了大量的二手鋼材。這些二手鋼材存在如下問(wèn)題：材質(zhì)不均一，規(guī)格差別較大;有些材料有裂隙、腐蝕等問(wèn)題造成加工困難，以及成品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。事后發(fā)現(xiàn)一些變形較大的位置甚至發(fā)生破壞的位置與材料有較大的關(guān)系。材質(zhì)的不均勻給加工帶來(lái)了多余的工作量，有時(shí)需要對(duì)材料進(jìn)行多余的修整，有時(shí)需要對(duì)材料遭受的腐蝕、破損進(jìn)行補(bǔ)救。

4.2 進(jìn)度與支護(hù)安全的矛盾

在支護(hù)方案經(jīng)過(guò)證實(shí)可行之后，總包單位對(duì)進(jìn)度的重視程度超過(guò)了基坑支護(hù)，對(duì)支護(hù)工作造成了影響。隨著支護(hù)工作的展開(kāi)，總包單位不斷的加快施工節(jié)奏，間接的降低支護(hù)工作的保險(xiǎn)系數(shù)。邊坡的多余荷載越來(lái)越多，邊坡減載的工作做得越來(lái)越形式化;最終導(dǎo)致了多處邊坡出現(xiàn)變形較大，甚至臨近破壞，險(xiǎn)情頻出，反而影響了施工的速度。

4.3施工場(chǎng)地的矛盾

隨著土建施工的不斷展開(kāi)，施工場(chǎng)地越來(lái)越狹窄，逐漸開(kāi)始影響安裝效率。由于施工場(chǎng)地有限，基坑坡頂處堆載大量鋼筋等材料，嚴(yán)重超出坡頂限制荷載范圍。

4.4遇到了地震

2020年7月12日遭遇了古冶5.1級(jí)地震，出現(xiàn)主梁變形迅速加劇，中間急速隆起的險(xiǎn)情。險(xiǎn)情發(fā)生后立即利用三臺(tái)吊車，在發(fā)生彎曲的大梁上方覆壓上了一個(gè)大梁，隨即止住了變形持續(xù)。

5總結(jié)

（1）曹妃甸地區(qū)基坑支護(hù)工作困難的主要原因是該地區(qū)的地基土沉積時(shí)間短，固結(jié)程度低，地下水位又相對(duì)較高;導(dǎo)致地基土自身穩(wěn)定性差，無(wú)法提供較合理的被動(dòng)土抗力;土層基本顆粒較細(xì)小，地下水相對(duì)豐富，但自由水相對(duì)較少，導(dǎo)致降低土中含水量相對(duì)困難，短時(shí)間促進(jìn)土體固結(jié)難度大。

（2）實(shí)現(xiàn)內(nèi)支撐的鋼結(jié)構(gòu)的自身強(qiáng)度和穩(wěn)定性對(duì)實(shí)現(xiàn)支撐效果至關(guān)重要，選材必需符合要求，不可使用次品替代;鋼結(jié)構(gòu)的焊接安裝工藝直接影響著支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，需依靠有專業(yè)素質(zhì)的施工人員方有保證。

（3）在施工管理上應(yīng)重視基坑支護(hù)的輔助作用，不可忽視，一但出現(xiàn)問(wèn)題，必然影響安全、效率、效益，宜適當(dāng)增加基坑支護(hù)的安全系數(shù)。

（4）在基坑支護(hù)的操作過(guò)程中，多注重采用信息施工法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整支護(hù)方案和施工工藝，提高效率，增加安全保障。

6結(jié)語(yǔ)

基坑支護(hù)工作中，需要預(yù)先判定工作的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，有的放矢。軟土提高土的強(qiáng)度為最佳，排樁采取連接措施會(huì)起到更好效果，施工人員的責(zé)任心職業(yè)操守非常重要，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，努力解決問(wèn)題，是基坑工程成功的不可缺少的保障。

Analysis on Construction Technology of Inner Support Foundation Pit of a Project in Caofeidian

ZHOU? Miying

（Tangshan Construction Quality Supervision and Inspection Station， Tangshan? Hebei? 063000）

Abstract： Huali Jiayuan Phase II project is located in Caofeidian University Town，Tangshan City， in a newly deposited soft soil area.The original design of the foundation pit support of this project adopted the method of inserting steel sheet piles in the mixing piles.The sidewalls became unstable during the excavation of the foundation pit， which failed to achieve the desired support effect.According to the actual situation of the site，all parties gathered opinions to determine the construction plan supplemented by internal support.The information construction method was adopted in the construction，guided by the design plan，the construction plan was adjusted in time according to the site conditions，and the unfavorable situation was remedied in time，and the final support work met the construction requirements.

Keywords： Caofeidian;soft soil;foundation pit;internal support