论文部分内容阅读
【摘要】本文通过工程实例，浅述施工场地较小、基坑形状不规则、挖深又较大的深基坑支护设计理念与施工技术。该工程工期紧，为加快施工进度，采用旋挖施工支护桩。由于穿过软～流塑层的土，防止干挖塌孔，先采取深搅桩加固措施后再进行旋挖；对于局部杂填土层较厚情况，采用长护筒护壁等方法，顺利完成了支护施工。
【关键词】深基坑；软弱土；旋挖；长护筒；深搅桩；岩土方
1、概述
1.1工程概况
该项目由一幢22层办公楼及三层地下室组成。办公楼为剪力墙结构，建筑物高度96.3m，拟采用桩基础。基坑平面呈三角形分布，开挖面积约3710㎡，基坑周长约240米，基坑开挖深度16.8-17.5米。
北侧地下室距红线3.0米左右，距尧佳路约6.5米，尧佳路为城市主干道，地下管线较多，有φ1500污水管、φ300供水管及电信电缆等。西侧距六层办公楼约6.5米，该办公楼为框架结构，钢筋砼桩基础；东南侧距城市道路约6.0米，路下管线较多。基坑周边环境较复杂。
基坑环境附图：
1.2 水文、工程地质条件
（1）、地形、地貌
拟建场地隶属丘陵岗地～岗前洼地地貌单元，经人类长期生产、生活的改造，原始地貌已不复存在，现有地势较为平坦，勘探孔孔口高程在28.66～30.01米之间，最大相对高差为1.35米。
（2）、水文地质条件
根据地下水的赋存、埋藏条件，结合近邻场地水文地质资料，场地地下水类型主要为孔隙水和微承压水。空隙潜水主要赋存在①层填土中，富水性一般；微承压水主要赋存于④层碎石土和⑤层基岩裂隙发育段，水量较小。
（3）、工程地质条件
基坑开挖影响范围内土层自上而下分为：
2、岩土层分布
①层杂填土，结构松散，非均质，夹较多的生活垃圾和碎砖瓦砾，工程地质性状差，厚度一般在4.0米左右，局部达7.5米；
②-1层粉质粘土，可塑，局部硬塑，中压缩性，中低强度，欠均质，工程地质性能一般，场内普遍分布，层厚0.6～5.2米；
②-2层粉质粘土，软塑，局部流塑，中高压缩性，低强度，欠均质，具软土特性，工程地质性差，层厚0.0～4.0米，场地西侧缺失；
②-3层粉质粘土，可塑，中高压缩性，中低强度，欠均质，工程地质性能一般，层厚0.0～3.4米，场地西侧缺失；
③层粉质粘土，硬塑，局部可塑，中压缩性，中等强度，工程地质性能良好，层厚2.0米左右，局部缺失；
④层碎石土，稍密～中密，土质不均，工程性能较好，局部分布。
下伏基岩为侏罗纪中下统象山群粉砂岩，其中⑤-1层强风化粉砂岩，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，为低强度岩石地基，遇水易软化；⑤-2层中风化粉砂岩，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级，为中等强度岩石地基。
1.3地质计算参数
根据本工程的岩土工程勘察报告，选取各土层的直剪固快指标作为基坑支护设计计算参数，并按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据。
2、基坑支护设计
2.1本基坑工程具有如下特点：
（1）基坑开挖面积较小，开挖深度大。
（2）基坑平面形状不规则，周边环境较为复杂。
（3）土层起伏变化较大，场地西南部分基岩埋深较浅，西北角填土较厚，其余段均有②-2层软土分布，土质差。
2.2支护结构选型
根据工程的地质条件和环境情况，本着“安全可靠、经济合理、施工方便”的设计原则，支护型式选择如下：
本基坑形状呈三角形，开挖面积不大，但挖深达16.8-17.5米，且有岩方，基坑岩土方开挖难度很大。为方便挖土，设计采用大直径钢筋灌注桩加二层混凝土支撑的形式进行支护，支撑平面布置采用圆环和角撑，且在基坑西南角首层支撑设置钢筋砼出土栈桥。对于填土层和②-2层软～流塑粉质粘土采用三轴深搅桩止水，内侧明沟排水。为加快施工进度，支护桩采用旋挖施工工艺。
典型支护剖面附图：
2.3支护结构计算说明
①在保证基坑及周边环境安全稳定的前提下充分考虑节约工程造价，根据不同地质条件及挖深选取8个段，按照每段的最不利荷载计算，避免统一按照整个基坑最不利效应组合计算造成投资浪费。
②土压力计算：设计充分考虑到各岩土层的透水性以及场地的其它岩土工程条件，在土压力计算时，采用“朗肯”土压力公式水土合算。
3、基坑主要支护结构设计与施工
3.1深搅桩加固设计与施工
为了加快施工进度，工程采用了旋挖施工工艺。考虑②-2层为软～流塑土，干挖会导致塌孔，因此先采用三轴深搅桩加固，然后再旋挖。
设计采用二排三轴深搅桩对填土层和②-2层软土进行加固（同时起止水作用），三轴深搅桩Φ850@1300搭接250mm，长度为穿过填土层和②-2层软土进入下部良好土层内1.5米，三轴水泥搅拌桩采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.0，水泥掺入比不小于20%，即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量不小于360Kg。水泥搅拌桩28天无侧限抗压强度qu不小于1.0MPa。
（1）施工前首先试桩，以确定实际水泥投放量，浆液水灰比、浆液泵送时间、下沉及提升速度时间 、以确定正常施工控制标准；
（2）搭接间隔大于24H的冷缝外侧应采取高压旋喷桩处理；
（3）中途因故断浆应在恢复压浆前桩机下沉50cm后再注浆搅拌施工，以保证搅拌桩的连续性。
（4）二排三轴深搅桩施工结束养护7天后方可施工旋挖桩。
3.2支护桩设计与施工
设计支护桩：桩径1000@1300灌注桩67根，桩径 1200@1500 灌注桩113根，立柱桩桩径1000设计桩长入中风化岩不小于2.0米，共37根。
（1）采取预先打入钢护筒穿过填土层，然后旋挖成孔。
（2）护筒定位后及时复测其位置及其与地层镶嵌的密实性。护筒中心与桩位中心线偏差应小于50mm。
（3）混凝土的灌注：首批混凝土灌注时，在漏斗底口处设置隔离塞，待混凝土将漏斗填充满时，拔除隔离塞使混凝土经导管进入桩孔内。灌注开始后，应紧凑连续地进行灌注，严禁中途停工。
（4）立柱桩端沉渣厚度不得大于50mm，成孔后应不换浆持续清孔不小于1小时，并随时检查随浆液带出的渣粒情况，循环清孔泥浆至1.2时完成一清，吊放钢筋笼。
施工立柱桩时，为了防止塌孔，制作长护筒5～10米，用CAT336挖掘机配振动液压锤拔插护筒
4、基坑岩土方开挖
岩土方开挖方向由基坑东北角向西南角退挖。第二层支撑以上土体装土车通过坑内挖土通道直接进入坑内圆环支撑部位装土运走。对于第二层支撑以下岩土体，装土车停在西南角首层支撑出土栈桥板上，通过挖机接力倒运将岩土方挖运至西南角装车运走。
基坑土方开挖对基坑和环境影响很大，必须加强管理，严格按有关规范和设计要求进行，重视对支护桩、支撑、立柱、工程桩、基坑监测点等保护工作。
结语：
该基坑工程已顺利按时完成，支护结构最大位移21mm ，道路最大沉降14mm，未发生报警抢险情况。通过该基坑工程实例得到以下二点主要经验：西南角
（1）基坑支护设计必须根据具体工程特点，因地制宜，在保证基坑安全和控制造价前提下为支护施工、基坑开挖提供方便。对于小而深的基坑，采用圆环支撑并设置出土栈桥是非常好的设计。
（2）对于软弱土层在采用深搅桩加固后再进行旋挖成孔是一种有效的施工方措施。
参照文献：
[1]林宗元主编《岩土工程治理手册》1993年辽宁科学技术出版社.
[2]刘建航，侯学渊主编《基坑工程手册》1997年中国建筑工业出版社.
[3]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120～2012.
【关键词】深基坑；软弱土；旋挖；长护筒；深搅桩；岩土方
1、概述
1.1工程概况
该项目由一幢22层办公楼及三层地下室组成。办公楼为剪力墙结构，建筑物高度96.3m，拟采用桩基础。基坑平面呈三角形分布，开挖面积约3710㎡，基坑周长约240米，基坑开挖深度16.8-17.5米。
北侧地下室距红线3.0米左右，距尧佳路约6.5米，尧佳路为城市主干道，地下管线较多，有φ1500污水管、φ300供水管及电信电缆等。西侧距六层办公楼约6.5米，该办公楼为框架结构，钢筋砼桩基础；东南侧距城市道路约6.0米，路下管线较多。基坑周边环境较复杂。
基坑环境附图：
1.2 水文、工程地质条件
（1）、地形、地貌
拟建场地隶属丘陵岗地～岗前洼地地貌单元，经人类长期生产、生活的改造，原始地貌已不复存在，现有地势较为平坦，勘探孔孔口高程在28.66～30.01米之间，最大相对高差为1.35米。
（2）、水文地质条件
根据地下水的赋存、埋藏条件，结合近邻场地水文地质资料，场地地下水类型主要为孔隙水和微承压水。空隙潜水主要赋存在①层填土中，富水性一般；微承压水主要赋存于④层碎石土和⑤层基岩裂隙发育段，水量较小。
（3）、工程地质条件
基坑开挖影响范围内土层自上而下分为：
2、岩土层分布
①层杂填土，结构松散，非均质，夹较多的生活垃圾和碎砖瓦砾，工程地质性状差，厚度一般在4.0米左右，局部达7.5米；
②-1层粉质粘土，可塑，局部硬塑，中压缩性，中低强度，欠均质，工程地质性能一般，场内普遍分布，层厚0.6～5.2米；
②-2层粉质粘土，软塑，局部流塑，中高压缩性，低强度，欠均质，具软土特性，工程地质性差，层厚0.0～4.0米，场地西侧缺失；
②-3层粉质粘土，可塑，中高压缩性，中低强度，欠均质，工程地质性能一般，层厚0.0～3.4米，场地西侧缺失；
③层粉质粘土，硬塑，局部可塑，中压缩性，中等强度，工程地质性能良好，层厚2.0米左右，局部缺失；
④层碎石土，稍密～中密，土质不均，工程性能较好，局部分布。
下伏基岩为侏罗纪中下统象山群粉砂岩，其中⑤-1层强风化粉砂岩，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，为低强度岩石地基，遇水易软化；⑤-2层中风化粉砂岩，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级，为中等强度岩石地基。
1.3地质计算参数
根据本工程的岩土工程勘察报告，选取各土层的直剪固快指标作为基坑支护设计计算参数，并按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据。
2、基坑支护设计
2.1本基坑工程具有如下特点：
（1）基坑开挖面积较小，开挖深度大。
（2）基坑平面形状不规则，周边环境较为复杂。
（3）土层起伏变化较大，场地西南部分基岩埋深较浅，西北角填土较厚，其余段均有②-2层软土分布，土质差。
2.2支护结构选型
根据工程的地质条件和环境情况，本着“安全可靠、经济合理、施工方便”的设计原则，支护型式选择如下：
本基坑形状呈三角形，开挖面积不大，但挖深达16.8-17.5米，且有岩方，基坑岩土方开挖难度很大。为方便挖土，设计采用大直径钢筋灌注桩加二层混凝土支撑的形式进行支护，支撑平面布置采用圆环和角撑，且在基坑西南角首层支撑设置钢筋砼出土栈桥。对于填土层和②-2层软～流塑粉质粘土采用三轴深搅桩止水，内侧明沟排水。为加快施工进度，支护桩采用旋挖施工工艺。
典型支护剖面附图：
2.3支护结构计算说明
①在保证基坑及周边环境安全稳定的前提下充分考虑节约工程造价，根据不同地质条件及挖深选取8个段，按照每段的最不利荷载计算，避免统一按照整个基坑最不利效应组合计算造成投资浪费。
②土压力计算：设计充分考虑到各岩土层的透水性以及场地的其它岩土工程条件，在土压力计算时，采用“朗肯”土压力公式水土合算。
3、基坑主要支护结构设计与施工
3.1深搅桩加固设计与施工
为了加快施工进度，工程采用了旋挖施工工艺。考虑②-2层为软～流塑土，干挖会导致塌孔，因此先采用三轴深搅桩加固，然后再旋挖。
设计采用二排三轴深搅桩对填土层和②-2层软土进行加固（同时起止水作用），三轴深搅桩Φ850@1300搭接250mm，长度为穿过填土层和②-2层软土进入下部良好土层内1.5米，三轴水泥搅拌桩采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.0，水泥掺入比不小于20%，即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量不小于360Kg。水泥搅拌桩28天无侧限抗压强度qu不小于1.0MPa。
（1）施工前首先试桩，以确定实际水泥投放量，浆液水灰比、浆液泵送时间、下沉及提升速度时间 、以确定正常施工控制标准；
（2）搭接间隔大于24H的冷缝外侧应采取高压旋喷桩处理；
（3）中途因故断浆应在恢复压浆前桩机下沉50cm后再注浆搅拌施工，以保证搅拌桩的连续性。
（4）二排三轴深搅桩施工结束养护7天后方可施工旋挖桩。
3.2支护桩设计与施工
设计支护桩：桩径1000@1300灌注桩67根，桩径 1200@1500 灌注桩113根，立柱桩桩径1000设计桩长入中风化岩不小于2.0米，共37根。
（1）采取预先打入钢护筒穿过填土层，然后旋挖成孔。
（2）护筒定位后及时复测其位置及其与地层镶嵌的密实性。护筒中心与桩位中心线偏差应小于50mm。
（3）混凝土的灌注：首批混凝土灌注时，在漏斗底口处设置隔离塞，待混凝土将漏斗填充满时，拔除隔离塞使混凝土经导管进入桩孔内。灌注开始后，应紧凑连续地进行灌注，严禁中途停工。
（4）立柱桩端沉渣厚度不得大于50mm，成孔后应不换浆持续清孔不小于1小时，并随时检查随浆液带出的渣粒情况，循环清孔泥浆至1.2时完成一清，吊放钢筋笼。
施工立柱桩时，为了防止塌孔，制作长护筒5～10米，用CAT336挖掘机配振动液压锤拔插护筒
4、基坑岩土方开挖
岩土方开挖方向由基坑东北角向西南角退挖。第二层支撑以上土体装土车通过坑内挖土通道直接进入坑内圆环支撑部位装土运走。对于第二层支撑以下岩土体，装土车停在西南角首层支撑出土栈桥板上，通过挖机接力倒运将岩土方挖运至西南角装车运走。
基坑土方开挖对基坑和环境影响很大，必须加强管理，严格按有关规范和设计要求进行，重视对支护桩、支撑、立柱、工程桩、基坑监测点等保护工作。
结语：
该基坑工程已顺利按时完成，支护结构最大位移21mm ，道路最大沉降14mm，未发生报警抢险情况。通过该基坑工程实例得到以下二点主要经验：西南角
（1）基坑支护设计必须根据具体工程特点，因地制宜，在保证基坑安全和控制造价前提下为支护施工、基坑开挖提供方便。对于小而深的基坑，采用圆环支撑并设置出土栈桥是非常好的设计。
（2）对于软弱土层在采用深搅桩加固后再进行旋挖成孔是一种有效的施工方措施。
参照文献：
[1]林宗元主编《岩土工程治理手册》1993年辽宁科学技术出版社.
[2]刘建航，侯学渊主编《基坑工程手册》1997年中国建筑工业出版社.
[3]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120～2012.