论文部分内容阅读
【摘 要】 目前，伴随科学技术不断创新与发展，越来越多的开口基坑应运而生，异形基坑工程的研究也得到了不断地进步。本文将结合案例，具体分析软土地基异形深基坑维护结构及施工注意事项。
【关键词】 异形基坑群；风险控制；开挖顺序；支撑拆除；基坑降水
一、前言
软土地基因其天然含水量加大、可压缩性高、承载能力低、渗透性能差等特点，常常成为较为棘手的工程地质问题，因此，在深基坑施工过程中需要对其进行支护，以保证软土地基的承载能力。基坑的安全稳定在地下空间的开发过程中占有举足轻重的地位，由于现代建筑的密集程度在加剧，许多深基坑必然受到临近建（构）筑物型式的影响，很难在满足周边環境的同时采用规则的长条形基坑，那么采取形状不规则的异形基坑就势在必行了。异形基坑又名开口基坑，由于其形状不规则、不封闭，施加支撑更加困难，应力应变更为集中，与其他规则基坑相比较，更无规律可循。
二、软土地基异形深基坑施工的特点
深基坑的施工特点：①施工的难度较大。开挖基坑后，会导致基坑边缘和原有建筑物、交通道路之间的距离过近，在土方开挖和基础施工过程中基坑可能会出现边坡塌方的现象，致使基坑周边原有的建筑物和道路开裂或沉降，情况严重时，甚至会引发重大的安全事故。②施工工期长、成本费用高。由于受作业时间和作业空间的限制，深基坑施工的进度很难达到设计计划的要求，导致组织工作难以实现，施工效率难以保证。③施工方法有限。在深基坑挖掘中，一般常用的施工机械是无法进入现场的，一些常用的施工方法也都会不同程度的受到条件的限制，从而使得施工费用大幅度增涨，施工工期一再延长。④施工质量难以保证。由于深基坑的施工过程过于复杂，施工技术要求较高，施工环境多变，导致施工的质量难以掌控，不易保证。
三、软弱地层异形基坑群施工风险控制案例分析
1、工程概况
宁波南站北广场部分包括轨道交通2、4号线换乘节点、4号线铁路南站以及南站北广场地下配套工程的主体土建工程，与之相邻或共墙的基坑包括轨道交通2号线南站国铁部分及国铁站房部分地下室基坑，总开挖面积约3.5万M2。宁波南站北广场基坑群各基坑开挖深浅不一、相互嵌套，外部环境复杂，各单位界面相互交织，各工序之间相互影响，建设主体多，施工难度大，给施工风险管控带来较大挑战。
2、基坑围护形式
宁波南站北广场地铁部分基坑采用地下连续墙作为围护体系，北广场和国铁站房地下室基坑则采用钻孔灌注桩+止水帷幕体系。其中2号线基坑地下连续墙深约36.1m，厚1000mm，4号线地下连续墙最深处为46.1m，厚1200mm和1000mm。其中，I-1和II-2基坑共墙，II-1和II-2，II-3基坑共墙，II-1和II-7基坑共墙，北广场基坑（II-4，II-5和II-6基坑）与2，4号线基坑部分围护共墙，地下室基坑与北广场基坑和n-1基坑共墙。
1）南站北广场区域共有大小不同、深浅不一的十个基坑，基坑群施工时各基坑不同的开挖顺序将导致的土压力变化，进而引起围护体系变形和内力的增加，如超出其设计时的承受极限，则可能导致基坑失稳、垮塌等严重风险事故。
2）基坑群中各基坑的开挖深度和形状不同，且界面相互交织，形成受力体系复杂的围护结构和支撑体系，并存在较多的共墙结构。在基坑内结构回筑后，需分阶段拆除支撑、凿除封堵墙，将整个支护体系从原来的基坑支护转换为结构的梁、板、柱体系承担。在此过程中，如果拆除或凿除时机不对或受力传递不均，则可能导致结构梁板位移、变形，引起已建车站内部结构开裂，影响其使用功能。
基坑群施工时由于各基坑之间共用围护结构或共用被动土，使得群坑总体开挖顺序在施工中尤其重要，直接关系到基坑群的整体稳定和环境安全。根据本基坑群的特点、周边拆迁进度和各实体的节点要求，综合比选后按照下述安排施工。其中，II-1基坑位于北广场的核心位置，且开挖深度最大，首先进行开挖，铁路站房区域的I-1基坑与之同时进行。开挖过程中II-3基坑土体作为两基坑的被动土提供支撑反力。由于两基坑最近处仅20m，小于一倍开挖深度，为减小两基坑开挖过程中的相互影响，对II-3改为基坑的南北两侧一定深度和宽度范围内进行搅拌桩裙边加固，以提高土体强度和刚度。
四、软土地基深基坑支护施工要点
深基坑支护结构的施工按不同的基坑支护结构形式大体上常用的有护坡类、土钉墙支护、灌注桩（墙）类、地下连续墙、深层搅拌桩类、高压喷射注浆和基坑土体加固等。无论设计选用那种支护结构形式，其施工工艺均类同于其一般的正常工序施工。只是当其用于作为基坑支护结构后，由于其承受的主要是水平力为主，其施工技术要求与质量要求还是略有差别，这点是施工中应加以特别重视的。
1、土方开挖措施
1）借用场外飞地作为临时工程材料堆场及加工厂、土方随挖随运，以实现基坑四周的零堆载，同时基坑周边严禁停滞大型机械。2）基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方法，分层开挖厚度严格控制在2m之内；开挖至水平支撑位置后，及时跟进支撑系统钢筋硅的施工，以尽快形成水平支撑体系；在支撑系统NT未达到设计强度等级前，严禁进行下一道土方的开挖。3）土方开挖必须严格按施工方案的顺序均衡推进，严禁乱挖以保证支护体系均匀受力。施工中配备专职人员进行测量控制，及时将基槽开挖下口线测放到槽底，以控制开挖标高，避免超挖。4）每一阶段基坑土方开挖，在支护结构前均留置适量的被动土，待基坑内侧土方开挖完毕后再挖除此部分土体，以减少基坑支护结构变形和荷载的积累。
2、护坡类支护
对采取放坡开挖的基坑工程，首先是要确定开挖放坡坡度及坡高，以确保基坑的稳定性与安全；其次要注意开挖时要注意对边坡不要扰动原状土，要预留150～300mm厚的坑壁土层采用人工修理边坡；再者是要对坡面进行保护处理，以防止渗水或风化碎石土的剥落。保护处理的方法有水泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射混凝土护面以及浆砌片石等；然后是要注意对坡脚处的加固处理，常用的有在坡脚处堆砌草袋或土工织物砂土袋、砌筑砌石墙体以及土锚杆等加固方法。 3、土钉墙支护
土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力；从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。土钉墙应用于基坑开挖支护和挖方边坡稳定有以下特点：①形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。②施工设备简单，由于钉长一般比锚杆的长度小的多，不加预应力所以设备简单。③随基坑开挖逐层分段开挖作业，不占或少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短。④施工不需单独占用场地，对现场狭小，放坡困难，有相邻建筑物时显示其优越性。⑤土钉墙成本费较其他支护结构显著降低。⑥施工噪音、振动小，不影响环境。⑦土钉墙本身变形很小，对相邻建筑物影响不大。
4、地下连续墙
地下连续墙是利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇筑适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。地下连续墙的优点：①施工时振动小，噪音低，非常适用于城市深基坑施工；②墙体刚度大。用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或者塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构；③防渗性能好。由于墙体接头形式和施工方法的改进，使得连续墙几乎不透水。④可以贴近施工。可以贴近原有建筑物建造地下连续墙；⑤占地少，可以充分利用建筑红线内的有限地面和空间，充分发挥投资效益。⑥功效高、工期短、质量可靠、经济效益高。
5、高压喷射注浆
高压喷射注浆是利用喷射化学浆液与土混合搅拌来处理地基的一种方法。高压喷射注浆一般是利用工程钻机孔作为倒空，将带有喷嘴的注浆管插入土层的预定位置后，以高压设备使浆液或者水成20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射而出，冲击破坏土体，同时钻杆以一定的速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体，从而达到加固地基的目的。
6、基坑土体的加固
基坑土体加固有坑内被动区土体加固和坑外主动区土体加固，常用的方法有注浆法、高压喷射注浆法以及深层搅拌法等。应严格按照现行地基处理规范中的要求规定进行施工。除进行应急抢险加固的项目外，基坑土体加固施工宜在围护结构施工完成后，基坑開挖前进行。在确定施工方案时，应充分评估其施工对地基土扰动及对相邻结构的不良影响并加强对环境影响的监测。
五、结束语
综上，本文通过具体实例，主要从软土地基深基坑支护技术进行研究，可以对类似工程有所借鉴。但由于深基坑工程易受水文、地质、支护结构等因素的影响，所以在实践过程中，要根据工程的具体情况，对各个施工环节进行控制，以保证其施工质量。
参考文献：
[1]熊轶.建筑深基坑支护施工技术[J].江西建材.2012（01）：56-60.
[2]陶国平.建筑工程中软土地基深基坑支护设计的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）.2012（14）：90.
【关键词】 异形基坑群；风险控制；开挖顺序；支撑拆除；基坑降水
一、前言
软土地基因其天然含水量加大、可压缩性高、承载能力低、渗透性能差等特点，常常成为较为棘手的工程地质问题，因此，在深基坑施工过程中需要对其进行支护，以保证软土地基的承载能力。基坑的安全稳定在地下空间的开发过程中占有举足轻重的地位，由于现代建筑的密集程度在加剧，许多深基坑必然受到临近建（构）筑物型式的影响，很难在满足周边環境的同时采用规则的长条形基坑，那么采取形状不规则的异形基坑就势在必行了。异形基坑又名开口基坑，由于其形状不规则、不封闭，施加支撑更加困难，应力应变更为集中，与其他规则基坑相比较，更无规律可循。
二、软土地基异形深基坑施工的特点
深基坑的施工特点：①施工的难度较大。开挖基坑后，会导致基坑边缘和原有建筑物、交通道路之间的距离过近，在土方开挖和基础施工过程中基坑可能会出现边坡塌方的现象，致使基坑周边原有的建筑物和道路开裂或沉降，情况严重时，甚至会引发重大的安全事故。②施工工期长、成本费用高。由于受作业时间和作业空间的限制，深基坑施工的进度很难达到设计计划的要求，导致组织工作难以实现，施工效率难以保证。③施工方法有限。在深基坑挖掘中，一般常用的施工机械是无法进入现场的，一些常用的施工方法也都会不同程度的受到条件的限制，从而使得施工费用大幅度增涨，施工工期一再延长。④施工质量难以保证。由于深基坑的施工过程过于复杂，施工技术要求较高，施工环境多变，导致施工的质量难以掌控，不易保证。
三、软弱地层异形基坑群施工风险控制案例分析
1、工程概况
宁波南站北广场部分包括轨道交通2、4号线换乘节点、4号线铁路南站以及南站北广场地下配套工程的主体土建工程，与之相邻或共墙的基坑包括轨道交通2号线南站国铁部分及国铁站房部分地下室基坑，总开挖面积约3.5万M2。宁波南站北广场基坑群各基坑开挖深浅不一、相互嵌套，外部环境复杂，各单位界面相互交织，各工序之间相互影响，建设主体多，施工难度大，给施工风险管控带来较大挑战。
2、基坑围护形式
宁波南站北广场地铁部分基坑采用地下连续墙作为围护体系，北广场和国铁站房地下室基坑则采用钻孔灌注桩+止水帷幕体系。其中2号线基坑地下连续墙深约36.1m，厚1000mm，4号线地下连续墙最深处为46.1m，厚1200mm和1000mm。其中，I-1和II-2基坑共墙，II-1和II-2，II-3基坑共墙，II-1和II-7基坑共墙，北广场基坑（II-4，II-5和II-6基坑）与2，4号线基坑部分围护共墙，地下室基坑与北广场基坑和n-1基坑共墙。
1）南站北广场区域共有大小不同、深浅不一的十个基坑，基坑群施工时各基坑不同的开挖顺序将导致的土压力变化，进而引起围护体系变形和内力的增加，如超出其设计时的承受极限，则可能导致基坑失稳、垮塌等严重风险事故。
2）基坑群中各基坑的开挖深度和形状不同，且界面相互交织，形成受力体系复杂的围护结构和支撑体系，并存在较多的共墙结构。在基坑内结构回筑后，需分阶段拆除支撑、凿除封堵墙，将整个支护体系从原来的基坑支护转换为结构的梁、板、柱体系承担。在此过程中，如果拆除或凿除时机不对或受力传递不均，则可能导致结构梁板位移、变形，引起已建车站内部结构开裂，影响其使用功能。
基坑群施工时由于各基坑之间共用围护结构或共用被动土，使得群坑总体开挖顺序在施工中尤其重要，直接关系到基坑群的整体稳定和环境安全。根据本基坑群的特点、周边拆迁进度和各实体的节点要求，综合比选后按照下述安排施工。其中，II-1基坑位于北广场的核心位置，且开挖深度最大，首先进行开挖，铁路站房区域的I-1基坑与之同时进行。开挖过程中II-3基坑土体作为两基坑的被动土提供支撑反力。由于两基坑最近处仅20m，小于一倍开挖深度，为减小两基坑开挖过程中的相互影响，对II-3改为基坑的南北两侧一定深度和宽度范围内进行搅拌桩裙边加固，以提高土体强度和刚度。
四、软土地基深基坑支护施工要点
深基坑支护结构的施工按不同的基坑支护结构形式大体上常用的有护坡类、土钉墙支护、灌注桩（墙）类、地下连续墙、深层搅拌桩类、高压喷射注浆和基坑土体加固等。无论设计选用那种支护结构形式，其施工工艺均类同于其一般的正常工序施工。只是当其用于作为基坑支护结构后，由于其承受的主要是水平力为主，其施工技术要求与质量要求还是略有差别，这点是施工中应加以特别重视的。
1、土方开挖措施
1）借用场外飞地作为临时工程材料堆场及加工厂、土方随挖随运，以实现基坑四周的零堆载，同时基坑周边严禁停滞大型机械。2）基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方法，分层开挖厚度严格控制在2m之内；开挖至水平支撑位置后，及时跟进支撑系统钢筋硅的施工，以尽快形成水平支撑体系；在支撑系统NT未达到设计强度等级前，严禁进行下一道土方的开挖。3）土方开挖必须严格按施工方案的顺序均衡推进，严禁乱挖以保证支护体系均匀受力。施工中配备专职人员进行测量控制，及时将基槽开挖下口线测放到槽底，以控制开挖标高，避免超挖。4）每一阶段基坑土方开挖，在支护结构前均留置适量的被动土，待基坑内侧土方开挖完毕后再挖除此部分土体，以减少基坑支护结构变形和荷载的积累。
2、护坡类支护
对采取放坡开挖的基坑工程，首先是要确定开挖放坡坡度及坡高，以确保基坑的稳定性与安全；其次要注意开挖时要注意对边坡不要扰动原状土，要预留150～300mm厚的坑壁土层采用人工修理边坡；再者是要对坡面进行保护处理，以防止渗水或风化碎石土的剥落。保护处理的方法有水泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射混凝土护面以及浆砌片石等；然后是要注意对坡脚处的加固处理，常用的有在坡脚处堆砌草袋或土工织物砂土袋、砌筑砌石墙体以及土锚杆等加固方法。 3、土钉墙支护
土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力；从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。土钉墙应用于基坑开挖支护和挖方边坡稳定有以下特点：①形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。②施工设备简单，由于钉长一般比锚杆的长度小的多，不加预应力所以设备简单。③随基坑开挖逐层分段开挖作业，不占或少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短。④施工不需单独占用场地，对现场狭小，放坡困难，有相邻建筑物时显示其优越性。⑤土钉墙成本费较其他支护结构显著降低。⑥施工噪音、振动小，不影响环境。⑦土钉墙本身变形很小，对相邻建筑物影响不大。
4、地下连续墙
地下连续墙是利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇筑适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。地下连续墙的优点：①施工时振动小，噪音低，非常适用于城市深基坑施工；②墙体刚度大。用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或者塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构；③防渗性能好。由于墙体接头形式和施工方法的改进，使得连续墙几乎不透水。④可以贴近施工。可以贴近原有建筑物建造地下连续墙；⑤占地少，可以充分利用建筑红线内的有限地面和空间，充分发挥投资效益。⑥功效高、工期短、质量可靠、经济效益高。
5、高压喷射注浆
高压喷射注浆是利用喷射化学浆液与土混合搅拌来处理地基的一种方法。高压喷射注浆一般是利用工程钻机孔作为倒空，将带有喷嘴的注浆管插入土层的预定位置后，以高压设备使浆液或者水成20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射而出，冲击破坏土体，同时钻杆以一定的速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体，从而达到加固地基的目的。
6、基坑土体的加固
基坑土体加固有坑内被动区土体加固和坑外主动区土体加固，常用的方法有注浆法、高压喷射注浆法以及深层搅拌法等。应严格按照现行地基处理规范中的要求规定进行施工。除进行应急抢险加固的项目外，基坑土体加固施工宜在围护结构施工完成后，基坑開挖前进行。在确定施工方案时，应充分评估其施工对地基土扰动及对相邻结构的不良影响并加强对环境影响的监测。
五、结束语
综上，本文通过具体实例，主要从软土地基深基坑支护技术进行研究，可以对类似工程有所借鉴。但由于深基坑工程易受水文、地质、支护结构等因素的影响，所以在实践过程中，要根据工程的具体情况，对各个施工环节进行控制，以保证其施工质量。
参考文献：
[1]熊轶.建筑深基坑支护施工技术[J].江西建材.2012（01）：56-60.
[2]陶国平.建筑工程中软土地基深基坑支护设计的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）.2012（14）：90.