摘 要:当前城市越来越拥挤,不少工程必须面对复杂的周边环境,笔者结合具体工程,介绍了复杂深基坑支护的施工过程,主要介绍了不同区域内基坑支护体系、基坑土方开挖方案的选定以及土方开挖施工技术和质量控制要点。 

  关键词:复合基坑支护、施工方案、土方开挖、施工技术 

  1 工程概况 

  本工程地位于两市政道路交叉口,工程由地下车库和地上3幢楼高层(1#、2#、3#楼)单体和1栋三层商业楼组成,总建筑面积约50606 m2。其中1#、2#、3#楼地下2层;地下车一层,其中包含楼座地下室总建筑面积为7006m2;底板开挖标高-7.500m,承台部位开挖标高-7.850m和-8.000m,局部电梯井部位开挖标高-10.750m,土方开挖量约为20万m3。 

  本工程平整后场地标高-0.6m,地质勘察最大深度为70米,所揭露土系均第四系松散堆积层,按地层年代、成因划分9个地质层,本工程开挖的土质层为不均匀的粉质粘土,土质可塑性差、透水性极小。 

  本工程勘察期间,初见地下水位标高0.1-0.6m,静止水位标高为1.3-0.5m左右。本工程浅层地下水属潜水-微承压水型,受大气降水补给,排泄方式主要是蒸发。受雨季影响水位降有0.5-1m的变幅。 

  2基坑周边环境条件及采用支护形式 

  本工程地位于市政道路交叉路口,周边情况复杂,基坑支护主要形式为SMW桩和桩锚,整体采用帽梁连系。局部特殊环境采用钢筋混凝土支撑、拉森桩钢、土钉墙施工。 

  基坑北面8m紧邻市政道路,采用支护形式为SMW桩和桩锚;基坑南侧3m紧邻该项目的一期广场工程,采用支护形式为SMW桩和桩锚;基坑西面距离2m为业主单位二层办公室楼, 采用支护形式为SMW桩和桩锚,局部坡道部位采用土钉墙;基坑东南角紧邻35KVA二层框架配电站,采用支护形式为拉森钢板桩;基坑东北角紧邻施工临建用房,采用支护形式为钢筋混凝土支撑结构。 

  3 土方开挖方案的选定 

  针对场地狭小、支护结构复杂、地质条件差、地下水位高,周边环境复杂的居不利因素,采取分层开挖,分段开挖的施工顺序。整体开挖顺序由西向东推进,最后开挖支撑结构部位。分层开挖结合桩锚分步施工,第一层开挖至桩锚第一道标高处,第二层开挖至第二道标高处,第三层全部开挖至设计坑底标高。 

  土方开挖方案确定前,邀请建设单位、设计单位及地勘单位一起考察现场,分析问题,并对深基坑开挖方案及降水方案找专家进行方案的安全论证,具备条件后进行开挖。 

  3.1基坑降水 

  根据现场土质主要为渗透系数小的粉质粘土,因此降水应至少在土方开挖前20天进行,采用大口井降水,井距经过计算要求不大于10m布置,同时围护结构外周边每20m打一颗降压井,采用大口沙管井进行井点降水,大口井深度在满足低于坑底标高(电梯井部位大口井深度按其坑底标高计算)以下1.5m的要求的同时,尽量考虑井深设计标高到达渗透性好的地层。 

  3.2开挖路线 

  根据道路交通及现场大门位置确定开挖路线,先开挖SMW桩围护内无特殊支护的第一层土方,沿围护结构一周开始开挖至第一道桩锚标高处,同时由西向东推进,要求开挖中预留中心土方作为坑内土方运输的主要临时道路。同上开挖围护一周内的第二层土方,开挖至第二道桩锚的标高处,待第二步桩锚施工完毕并张拉达到设计强度后,全部开挖剩余土方。 

  对于有混凝土支撑的支撑结构下的土方最后开挖,由支撑外向内、分层分段开挖。 

  3.3开挖方式 

  因桩锚施工的工艺时间要求,不能一次开挖至基底标高,为保证土方开挖的连续,现场开挖方式采岛式开挖,即由基坑边向基坑中心预留部分土方方向开挖。基坑周边分层开挖,边挖边修坡,保证中心岛输运土方道路土方稳定。 

  3.4主要围护结构形式部位施工质量控制重点及土方开挖要点 

  3.4.1 SMW桩施工质量控制重点及土方开挖要点 

  (1)SMW桩施工工控制要点:1)水泥材料及注入浆料速度,保证水泥土的配比及强度;2)三轴搅拌的时间控制,确保水泥与土的均匀搅拌;3)三轴搅拌桩的深度和垂直度控制;插入工字钢的垂直度控制。 

  (2)SMW桩部位开挖要点:1)机械开挖土方松动SMW桩壁土体,保证侧壁30cm土方采用人工开挖;2)土方开挖注意标高控制,保证各道桩锚标高控制;3)土方开挖部分注意保护降水井,机械坑内施工,可放钢板提供作业面;4)SMW桩上严禁大型挖掘机停留,需要通过必须垫道通过;5)开挖过程中的基坑内部及顶部的位移监测。 

  3.4.2 拉森桩部位施工质量控制重点及土方开挖要点 

  拉森桩部位施工质量控制重点主要是控制好拉森桩垂直度、咬合紧密度以及转角处拉森桩的严密性。土方开挖时要做好以下要求:1)拉森桩根部严禁超挖;2)拉森桩间隙内的土方采用人工掏挖;3)开挖中防止机械碰撞顶部悬挑帽梁;4) 开挖过程中的基坑内部及顶部的位移监测。 

  3.4.3桩锚部位施工质量控制重点及土方开挖要点 

  桩锚部位施工质量控制重点主要是:1)桩锚深度、角度及注浆压力控制;2)桩锚张拉时间、强度及应力控制;3)桩锚部位止水封堵的质量控制。 

  土方开挖要点控制:1)开挖中竖向剩余30cm土方人工开挖;2)开挖中防止机械碰撞桩锚连系水平钢撑;3)开挖中监控桩锚孔部位的渗水检查;4) 开挖过程中的基坑内部及顶部的位移监测。 

  3.4.4 支撑部位施工质量控制重点及土方开挖要点 

  钢筋混凝土支撑部位施工质量控制重点:1)钢筋混凝土支撑钢筋工程质量控制及与格构柱支撑部位支座的锚固;2)钢筋混凝土支撑部位与帽梁钢筋锚固及搭接;3)格构柱桩头部位混凝土剔凿至坚实基层。 

  钢筋混凝土支撑部位土方开挖要点:1) 钢筋混凝土支撑部位土方采用对称开挖,减小土方的侧向力;2)土方开挖严禁机械上钢筋混凝土支撑;3)钢筋混凝土支撑内部应力监测。 

  4 基坑监测 

  结合复杂的基坑支护形式及土质条件,土方开挖能顺利实施最重要的是对基坑支护工程监测:1)基坑位移监测;2) 钢筋混凝土支撑内力监测;3)围护桩、土体深层水平位移监测(测斜);4)基坑及周边建筑物沉降观测;5) 地下水位及坑外水位监测。 

  5 结束语 

  (1)通过对深基坑复杂支撑围护结构的土方开挖施工的提前策划,让整个土方开挖施工后基坑的整体稳定性在可控的范围内。 

  (2)通过对地下围护结构开挖的保护措施,杜绝了基坑围护结构的质量事故。 

  (3)通过对基坑的监测与检查,采取了应对坑壁渗水等情况,让基坑内保持了良好的施工作业面,同时也保证了基坑内的安全。 

  (4)通过对坑内组织排水及应对雨季特殊条件下的施工,保证了土方施工及基础施工的顺利实施。 

  参考文献 

  [1] 刘艳军.闹市区深基坑土方开挖方案的探讨[J].山西建筑,2011(03). 

  [2] 周晨. 某SMW工法围护桩—环形支撑深基坑施工方案[J]. 长沙铁道学院学报, 2009,(04)