大型深基坑施工中的若干问题及对策

郭素勤

[摘要]在大型深基坑开挖支护中，常常出现基坑顶部裂缝、开挖通过淤泥土层、流泥涌砂处理等问题。文章结合工程实例，介绍大型深基坑施工中的几个问题和处理办法，很好地保证了施工的顺利进行，为解决同类工程施工问题提供了参考。

[关键词]深基坑施工；工程施工；技术管理

[DOI]1013939/jcnkizgsc201533183

1工程概况

郑州市区某工程是一座商业、办公多用途综合建筑，总建筑面积157774m2，其中地上25层，建筑面积103714m2，框架结构，地下三层停车库。本工程基坑开挖面积约2万m2，属于异形基坑，主楼区域开挖深度为157m，裙房区域为145m。深基坑安全等级为一级。本基础施工中，土方挖运与基坑支护和降水施工之间存在一定的技术间歇，要求在施工中处理好这几方面的关系，为确保工期和护坡安全创造条件。

2大型深基坑施工中的特殊问题及控制措施

21基坑顶部水浸并出现裂缝时的处理

在护坡桩施工期间，基坑北侧靠基坑的地面出现了05～1cm裂缝，基坑平台上护坡有渗水现象，主要是因基坑北侧局部（50米）坡顶边外3米有旧建筑物生活污水及雨水排水渠，水渠截面尺寸为1000mm×1000mm×1000mm，与外部市政管网连接，生活污水不断，水渠年久失修漏水。开挖前建设单位计划进行旧建筑物拆迁水渠断水，不影响基坑施工，但基坑开挖后拆迁工作和水渠断水未能按原计划进行，居民照常用水，经与建设单位沟通，此项工作还得一个月后进行，水渠渗水势必影响基坑安全。鉴于此情况，项目部决定组织制定加固措施，经建设监理单位批准采用拉地锚的方法加固，并对裂缝灌注干水泥以减少漏水。具体加固方法如下（如图1所示）：①将第一层土钉与第二层土钉外漏钉体焊接锚固，并在混凝土坡面用D20钢筋连接焊牢固；②在距坡顶6米外用15m长的D25螺纹钢作为地锚箱内倾斜打入地下，外漏15cm焊接锚固端；③用D20钢丝绳将第一层土钉与坡顶外6m处设置的地锚连接紧固，坡顶边缘用L型钢板铺垫（300mm×200mm×5mm钢板拗弯），防止钢丝绳直接拉切坡顶角；④按土钉间距逐一将此50米范围拉锚紧固，在晚上后半夜居民用水量少时用干水泥将渠侧裂缝灌满捣实。经施工实践，此方法简单易行收效良好，一个月后旧建筑物拆除，水渠断水，此段时间内，护坡表面没有明显渗水，裂缝没有增加变形，确保了基坑安全。

22在淤泥土层解决外运土的问题

在第二层土方（-5～-65米）开挖时，发现-6米处为软弱淤泥层且含水量较大（此时未进行降水工作），用挖掘机挖开几个部位查看，本淤泥层厚度约15米左右，如在第三层土方开挖时，运土车辆将无法通过淤泥层进入装车地点，更无法进行土方外运。由于工期紧，急于施工工程桩，需尽快开挖第三层土方（-65～-75米），经研究决定采取以下三个方案：方案一，将淤泥层晾晒至干硬状态；方案二，用钢板铺设临时路面；方案三，用建筑垃圾、砖渣做路基。经过比较分析：如采用晾晒的方法，最少需要一周时间，根据天气预报，未来一周以阴雨为主，此方法有很大的不确定性且耗时太长，严重影响工期节点，不能采用。若用钢板铺路，前期也需要短时间晾晒，空车通过应该没问题，但重车长久碾压续通过，钢板可能下沉，而洒落到钢板上的淤泥易使车辆打滑甩尾，不能做到安全运输。且根据地质报告显示本淤泥层下至基底均为黏土砂土层，钢板不能重复利用，经济性差。第三方案选用周边旧建筑物拆迁产生的大量建筑废渣，但根据观察，拆迁的建筑废渣大小不匀且有大量的钢筋头裸漏，对运土车辆轮胎和行车安全没保障。鉴于淤泥层铺修道路最好是纯砖渣或带有少量混凝土碎块，但只要采取相应的对策措施，使用建筑废渣经济实用，铺设到淤泥层上又有吸水的作用，雨后也能及时运土施工，于是选择了此方案。

方案确定后，先委派专人去拆迁现场负责指挥装车，尽量装运砖渣碎混凝土，及时分拣出大块及裸漏钢筋的混凝土，运输到基坑内加强卸车管理，进一步清检大块混凝土和旧钢筋，配合挖掘机和铲车进行铺设，坡道口附近为主路，呈Y形分流铺设到挖土起始点，铺设宽度7米，厚度05米，即使在雨季开挖时同样适用，运用效果良好。通过较少的投入，加快了开挖外运速度，确保了工期节点计划。

23单排水泥搅拌桩止水帷幕的施工和流泥涌砂的处理

由于本工程受周边环境制约，距离红线及老建筑物较近，设计采用桩锚加止水帷幕的支护体系，止水帷幕为单排水泥搅拌桩，旨在阻挡流泥涌砂，以坑内管井降水为主，坑壁少量渗水可采用基坑内集中明排。

根据地勘报告，除在-6～-75米为淤泥层外，以下至基底均为粉沙和黏土，含有少量片状砂岩（长、宽100mm左右），且含水量较大。鉴于如此情况，桩身垂直度与咬合量（如图2所示）、桩位偏差至关重要，除按照设计的水泥掺量和咬合量等工艺参数施工外，还必须严格控制桩身垂直度（采用≤05%的垂直度）。投入两台桩机，从同一起始点开始反方向施工，最终对合接头，避免了出现冷缝。为保证砂岩障碍对垂直度的影响，施工期间专人负责搅拌桩的施工监督检查工作，将施工场地进行平整，调整开钻时桩机垂直度和桩位符合要求，在钻进过程中经常复核（线坠居中）观察钻杆垂直度和桩位偏差（钢尺量测仪器复核），因土层中含有砂岩，要密切关注桩机钻进时电流表的变化，如钻进时受到大块砂岩阻扰，电流瞬间增大，会造成钻杆跳动桩机失稳，导致钻机发生倾斜，钻杆垂直度超出规定范围，出现桩体不能咬合的情况时，必须立即向上小幅度提升钻杆，采取增加转速降低钻进速度的措施，使钻头逐步扰动破坏砂岩，桩机钻进稳定、电流正常后恢复正常钻进状态。

此外，在基坑挖至基底时，虽已经提前进行了降水，但因取土后基坑内外侧水土压力失衡，且前期雨水较多深入坑体，坑外水土压力过大，冲破搅拌桩间不密实的接缝，底部侧壁局部出现明显渗水及流泥涌砂现象。于是，在渗水部位采取插入导流管后直接进行喷护，出现混凝土脱落及时补喷，导流管端部设有棉絮滤网；明显有涌砂的位置采取内侧封堵，在涌砂处两侧的支护桩上打入D20膨胀螺栓，间距100mm，用长度20m的D20钢筋打入涌砂处，上下间距200mm，钢筋与搅拌桩之间填塞棉絮或废旧被褥并与膨胀螺栓焊接固定牢固后及时进行喷护封填。经实践处理，封堵涌砂流泥效果极佳。

24底层锚索成孔时涌砂塌孔的处理

本工程为桩锚结合的支护体系，共设4层预应力锚索（如图3所示），孔径150mm，孔内长度22m、24m、26m、28m共4种。上部3层锚索所在土层含水量较小，采用传统麻花钻成孔基本满足施工要求，偶有塌孔，采用长柄连接杆洛阳铲掏出孔内渣土即可顺利置入锚索。在最底层土方开挖时局部出现渗水流泥涌砂现象，虽封堵效果良好，但在这种土层中施工锚索，极易发生串孔、塌孔，危害基坑安全，传统工艺成孔相当困难。通过对几种成孔工艺比较，传统麻花钻成孔方法虽然能把渣土旋带出来，但遇孤石不好办，选择固结+裸钻钻进的成孔方法，灌浆量太大，浪费严重，最终为保证建设单位对工期节点计划的要求，选择采用了正循环锚索钻机，在含水量较大有流泥涌砂的位置成孔时，采用套管跟进+固结灌浆的方法，钻进砂层时出现抱钻，可采用适当的泥浆进行钻进；一旦出现大量涌砂，立即停止钻进，采用05MPa水泥浆将孔注满后，间隔跳孔进行施工（施工时跳孔一般间隔两孔钻进，可避免影响已注浆的相邻锚索质量），待48小时后孔壁受水泥浆渗入发生固结，钻孔时孔壁稳定再回来对该孔钻进扫孔钻进，取得了良好效果，施工速度快，成孔率高，受到了建设监理单位一致好评。

3结论

本项目根据基坑工程的工期、开挖深度、地质情况和周围环境条件，针对出现的具体问题采取相应的技术和管理措施，保证了基坑开挖支护的顺利进行，满足了技术的可行性、经济的合理性、施工安全性的要求。

参考文献：

刘金波，李文平，刘民易，等建筑地基基础设计及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2013