深基坑开挖施工技术应用

唐少平

(长治市建筑工程质量监督站，山西长治 046000)

深基坑开挖施工技术应用

唐少平

(长治市建筑工程质量监督站，山西长治 046000)

以天晚集小区3号楼基坑挖土为例，从周围环境、地质情况、总体施工方法、边坡及稳定性计算、基坑监测等方面全面系统地阐述了深基坑开挖施工技术，为类似工程提供了参考。

高层建筑，深基坑，边坡，计算，监测

1 工程概况

天晚集小区3号楼位于长治市南天晚集路西侧，长治市第二人民医院西面，总建筑面积44 939．14 m2，剪力墙结构，梁板式筏形基础，地下2层，地上29层，建筑高度为87．55 m，属高层建筑。

2 周围环境

拟建3号住宅楼东面平行于南天晚集道路，与路侧石相距17 m;南面为在建2号住宅楼，相距19 m;西面为空旷地形;北面局部有居民房，相距16 m。

3 地质情况

根据地质勘察报告，拟建场地地形较平坦。场地及场地附近无全新活动断裂，亦不存在影响本工程安全的滑坡、崩塌、地面沉降等不良地质作用，拟建场地属稳定场地。勘察探点地面绝对标高介于932．92 m～933．74 m之间。在勘察深度范围内，揭露地下水为孔隙潜水，稳定水位埋深在现地面下5．5 m～6．8 m。

在基坑埋深范围内，场地土自上而下划分为两大层，其中第②层有两个亚层，现依层序分述如下：

第①层素填土：分层深度平均2．5 m，杂色，稍湿，松散，欠固结，由粉质粘土，粉土，煤屑，砖块，白灰及少量建筑垃圾组成。

第②层：分为两个亚层：

第②-1层湿陷性粉质粘土：分层深度平均3．1 m，棕黄～褐黄色，可塑状态，含云母，煤屑、多虫孔及植物根，夹粉土薄层透视体。具高压缩性，湿陷程度中等，稍光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。该亚层在场地内分布不连续，呈透视体体形形式分布。

第②-2层粉质粘土：分层深度平均3．3 m，棕红色，可塑状态，含云母、煤屑、植物根，少量钙质结核。夹粉土薄层透视体。中等偏高压缩性，不具湿陷性，稍光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。

第③层粉质粘土：分层深度平均10．3 m，棕黄～褐黄色，可塑状态。含云母、氧化铁、氧化铝、煤屑等。局部夹粉土薄层透视体。具中等压缩性，无摇振反应，稍光滑，干强度中等，韧性中等。

4 总体施工方法

根据本工程地理位置周围现场环境、地质勘察报告土体情况和基坑开挖深度要求，现地面标高相对设计±0．000为－0．2 m，基底设计标高为－8．2 m，基坑挖深为现地面下8 m，稳定水位埋深在现地面下5．5 m～6．8 m之间，遵循“分层开挖，严禁超挖”和“分层、分段、对称、限时”的原则，经边坡坡度和稳定性计算，考虑基坑边10 kPa面荷载，确定本工程基坑开挖采用“纵向分三层，横向分三区三段，四周边坡错台”的阶梯状机械大开挖方式。

第①层：放坡 1∶0．3，挖深 3 m。

第②层：四周留1．3 m 宽平台，放坡 1∶0．3，挖深 2．5 m 至桩基作业面。CFG桩复合地基完成后，采用管井井点降水，将水位控制在标高－9．0 m以下。

第③层(开挖桩间土)：四周留1．3 m 宽平台，放坡1∶0．4，挖深2．5 m至坑底标高。

5 计算土方开挖边坡

结合本工程地质及周围环境情况，为了保证边坡稳定和施工安全，该基坑采用放坡开挖，其有关计算情况分析如下：

1)计算指标与土质状况：

坑壁土为粘性土，重度γ=18 kN/m3，内摩擦角 φ=16．3°，粘聚力 c=24．5 kN/m2，基坑开挖深度为 8．0 m。

2)基坑开挖最大边坡的计算：

将上述指标代入公式 h=2×c×sinθ×cosφ/［γ×sin2(θφ)/2］计算(θ为土方边坡角度)，解得 θ=85．907°＞ φ =16．3°，为陡坡，坡度为0．1，所以通过计算得出基坑壁最大土方坡度为1∶0．1 (垂直∶水平);而工程实际最小土方坡度为1∶0．3，满足总体方案要求。

6 基坑边坡稳定性计算

6．1 有关计算指标介绍

1)本工程计算边坡稳定性采用条分法，由于受地下水的影响，基坑外侧水位到坑顶的距离为6．8 m，内侧水位到坑顶的距离为8．8 m。

2)放坡指标和坑边堆载情况在“4总体施工方法”中已经说明，基坑土层分层指标见表1。

表1 基坑土层分层指标

6．2 计算安全系数

7 土方开挖的顺序和方法

场地开挖放坡，按方案要求基本不受限制。开挖时依据开挖线自南向北，自上而下，分层分段依次开挖。挖出土方均由挖掘机直接装自卸汽车全部外运。

具体开挖区段或流向如表2所示。

表2 开挖区段表

第①层按表2∶1区第1段，第2段，第3段，2区第1，2，3段，3 区第1，2，3 段的顺序，以1∶0．3 坡度挖至 －3．2 m。

第②层开挖顺序同第①层，四周留1．3 m宽平台，以1∶0．3坡度开挖至－5．7 m(CFG桩复合地基作业面)，在2区第1段位置挖出机械临时坡道，CFG桩复合地基完成后，采用管井井点降水，使地下水位标高控制在－9．0 m以下。

第③层开挖顺序同第①层，四周再留1．3 m宽平台，以1∶0．4坡度开挖至－8．2 m(设计基底标高)。

8 安全技术措施

1)土方开挖前应根据施工方案和技术交底，对周围地下管线、人防及其他构筑物的情况和具体位置有所了解，并采取保护措施。

2)人工配合机械开挖土方时，严禁在挖掘机工作范围内作业，当需要人工处理其工作范围土方时，应停止机械作业。

3)上、下基坑应搭设安全通道，基坑四周采用钢管做围护栏杆，夜间施工应有足够的照明设施。

4)基坑开挖和施工期间，应设专人对基坑周围情况进行观察和监测，发现问题及时上报项目部进行处理或启动应急预案。

5)坑内及施工场地的道路应及时整修，确保运土汽车安全通行，同时设专人指挥引导车辆。

9 基坑监测要求

基坑开挖及地下室施工期间，将会对周边环境和建筑物产生不同程度的影响。为此需对基坑施工全过程进行安全监测，及时掌握基坑开挖及施工过程中可能出现的各种不利因素，为合理施工安排基坑开挖进度，及时掌握工程整体沉降量和变形趋势，确保基坑开挖和基础施工期间的施工安全。通过施工期间全过程基坑监测和观察，未发现异常现象，并且监测数据没有达到临界值。

［1］北京筑龙建业科技有限公司．施工现场设施安全级常用计算软件［Z］．

［2］江正荣．建筑施工计算手册［M］．第2版．北京：中国建筑工业出版社，2007．

［3］卫 芷．大型超深基坑工程综合施工技术［J］．山西建筑，2012，38(10)：82-83．

The application of construction technology of deep foundation pit excavation

TANG Shao-ping

(Changzhi Construction Engineering Quality Supervision Station，Changzhi 046000，China)

Taking the foundation pit excavation of Tianwanji residential No．3 building as an example，this paper comprehensively and systematically elaborated the deep foundation pit excavation construction technology from surrounding environment，geological conditions，overall construction method，slope and stability calculation，foundation pit monitoring and other aspects，offered reference for similar engineering．

high-rise building，deep foundation pit，side slope，calculation，monitoring

TU463

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2014.13.043

1009-6825(2014)13-0071-02

2014-02-24

唐少平(1976-)，男，工程师