天津市和畅园小区深基坑土方开挖施工控制

2010-03-20□文/石博王晨

天津建设科技 2010年5期

关键词：流砂坑底土方

□文/石博王晨

天津市和畅园小区深基坑土方开挖施工控制

□文/石博王晨

文章结合具体工程实例，从基坑围护、坑内降水、基坑开挖等方面介绍了天津市区特定环境下深基坑施工土方开挖技术与控制措施，保证了深基坑和周围建筑物与环境的安全。

深基坑；围护；土体加固；土方开挖；支护桩；监测

工程概况

项目位于天津市和平区卫津路与林芝路交口，总建筑面积7.3万m2，采用钻孔灌注桩及深层搅拌桩作为支护结构，其中灌注桩有效桩长为11.5～18.0 m，深层搅拌桩有效桩长14.0～16.0 m。基坑开挖深度较深，大面开挖标深为7.850～7.650 m，局部开挖标深为13.550 m，土方开挖量约为10万m3，基坑周边离卫津路和临近小区很近。天津市的土质软弱，超过5.0 m深的基坑属深基坑工程，在保证结构安全和施工安全的前提下，确保周围环境的安全尤为重要。

主要控制措施

围护设计

基坑形状基本成多边形，围护结构主要采用钻孔灌注桩+搅拌桩止水的围护形式，混凝土冠环格构体系支撑。先退蹬卸荷，然后施工冠梁及内支撑结构。待降水达到设计要求且深层搅拌桩、钻孔灌注桩、冠梁及内支撑体系强度达到要求后方可进行支护桩设计桩顶标高以下部分的土体开挖。分层均匀开挖，以免造成工程桩的倾斜或断桩，使支护体系均匀受力，严禁超挖。基坑周边卸载处及坡顶2 m以内严禁堆载。施工塔吊基座另行加固处理。基坑开挖在桩和格构柱的四周地段应由人工辅助开挖，以保证桩的安全。基坑开挖时不得碰撞支护体系并注意对降水井的保护。基坑开挖后，必须在24 h内浇注混凝土垫层并将垫层与支护桩相接。止水帷幕外侧坡顶处设400 mm×5 500 mm排水沟，防止雨水进入坑内。

基坑降排水

基坑采用大口井坑内降水，采用无砂混凝土井管，降水井径为700 mm，井距约19.0 m左右。降水井成井后，必须及时做好洗井工作。要求至少提前三周开始降水并将地下水位降至坑底以下≮0.5 m方可进行基坑开挖。滤料采用5～8 mm中粗砂或无粉碎石屑。基坑内可设置纵横向排水盲沟，盲沟深、宽均为400 mm，随挖随用碎石回填。降水、基坑开挖及地下结构施工期间应监测地下水变化情况并应准备堵漏机具设备，发现帷幕渗、漏水时应及时渚漏。

基坑开挖

（1）合理划分开挖区段。现场设置一个出土口。根据总体施工进度安排和基坑形式，将开挖平面分为2个区，遵循每层开挖“分层、分块、对称、限时开挖支撑”的开挖原则。根据工程基坑的支护形式和基坑深度，基坑竖向分为3层开挖。

（2）挖土标高控制。机械挖土标高控制在距基底300 mm处，余下土方改用人工整平至底标高，标高误差和平整度均严格按规范标准执行。机械挖土接近坑底时，由现场专职测量员用水平仪将水准标高引测至坑底。然后随着挖机逐步向前推进，将水平仪置于坑底，每隔1 m设置一标高控制点，纵横向组成标高控制网，以准确控制基坑标高。

（3）土方开挖。土方开挖过程中，按规范要求进行放坡，严禁超挖，加强对开挖标高的控制，避免并严禁土方开挖机械对围护结构、塔吊钢管桩基础范围、中间立柱、降水井管、混凝土支撑的碰撞破坏，高差应控制在0.5 m以内。

开挖环梁支撑下部土层时，从环梁底用小挖掘机掏挖。挖至桩顶标高上部预留10 cm，采用人工铲除。保护好桩身及桩头并确保机械不扰动桩及槽底。基坑内部周圈设盲沟400 mm×400 mm（坡度1%），采用人工挖掘并回填大砟石。

应急情况预案

变形控制措施

（1）垫层加厚。为了避免三步土局部开挖对支护结构的变形影响，挖至基坑阴角处，达到设计槽底标高后立即浇注混凝土垫层，厚度200 mm，配φ8 mm@200 mm单层钢筋网片，起到支顶作用。

（2）降水控制。工程两侧毗邻原有老建筑物，为了保证附近建筑物的安全，严格控制降水井的水位，采用测绳测量井内水位。挖第三步土之前，统一大口井内水泵的深度，一律控制在比槽底设计标高低1 m的位置。抽水时，水位回升较快的井半小时抽一次水，水位回升速度一般1 h抽一次水。对于水量较大的井、水质混浊的井及时上报监理并采取有效措施。

（3）后浇带加设支顶。由于后浇带是贯通设置的，为了避免工程桩侧向受力过大而被破坏，在后浇带位置设混凝土垫做支撑作用。

基坑壁渗水的处理措施

在基坑壁渗水量较小，不影响施工也不影响周边环境的情况下，可采用坑底设沟排水的方法。

渗水量较大，但没有泥砂带出，虽然造成施工困难，而对周围影响不大的情况，可采用引流－修补方法。即在渗漏较严重的部位，先在支护墙上水平（略向上）打入一根钢管，内径20～30 mm，使其穿透支护墙体进入墙背土体内，由此将水从该管引出，而后将管边支护墙的薄弱处用防水混凝土或砂浆修补封堵，待修补封堵的混凝土或砂浆达到一定强度后，再将钢管出水口封住。如封住管口后出现第二处渗漏时，按上面的方法再进行引流－修补。

对渗漏水大的情况，应查明原因，采取相应的措施。如漏水位置离地面较浅，可将支护墙背开挖至漏水位置下500～1 000 mm，在支护墙后用密实混凝土进行封堵。如漏水位置埋深较大，则可在墙后采用压力注浆方法，浆液中应掺入水玻璃，使其尽早凝结，也可采用高压喷射注浆方法，采用压力注浆时会产生一定压力，引起支护墙向坑内的侧向位移，必要时应在基坑局部回填土，待注浆达到止水效果后再重新开挖。

防止基坑壁侧位移发展的措施

基坑开挖后，支护结构发生一定的位移是正常的，但如果监测位移累计30 mm或位移发展超过3 mm/d，则为超过报警指标。

措施包括加快垫层施工、加厚垫层厚度，采取随挖随浇的方法，是最经济的措施之一，它对于制止位移发展也有一定作用。为尽早发挥垫层的水平支撑作用，应适当提高混凝土的强度等级，掺入早强剂。进行坑底加固，如采用注浆、高压喷射注浆等。基坑随挖随浇，对基坑挖土合理分段，每段土方开挖到底后及时回填碎石垫层，浇注混凝土垫层。

流砂及管涌的处理

在细砂、粉砂层土中往往会出现局部流砂或管涌的情况，如流砂等十分严重则会引起基坑周围的建筑、管线的倾斜、沉降，对基坑安全非常不力。

对轻微的流砂现象，在基坑开挖后可采用加快垫层浇注或加厚垫层的方法压住流砂；对较严重的流砂应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.5～1 m，降水是防治流砂的最有效的方法。

管涌一般发生在钻孔灌注桩附近，造成管涌的原因一般是由于坑底下部钻孔灌注桩中出现断桩，或施打未到标高，或由于排桩径距较大，其后止水帷幕又出现漏桩、断桩或孔洞，造成管涌通道所致。如果管涌十分严重也可在支护墙前再打设一排钢板桩，在钢板桩与支护墙间进行注浆，钢板桩底应与支护墙底标高相同，顶面与坑底标高相同。钢板桩的打设宽度应比管涌范围宽3～5 m。