深基坑施工技术方案

马 秀 芳

(长治市建筑工程总公司，山西 长治 046000)

1 工程概况

2 周围环境

北晟苑小区整个项目包含1号～6号住宅楼、商铺及地下车库，建筑总面积193 072.59 m2。拟建的地下车库位于本小区项目的3号、4号楼的南北两侧。南侧外边线距1号、2号楼外墙边6.1 m，距1号、2号楼北面门厅部位的距离为3.6 m，1号、2号楼地下1层，地上14层，CFG桩复合地基，有梁式钢筋混凝土筏板基础，钢筋混凝土剪力墙结构，建筑总高度43.5 m，基础底标高为-4.65 m，目前1号、2号楼已进入后期的外墙涂饰等装饰装修施工阶段；中间与3号、4号楼相连，3号、4号楼地下2层，地上14层，CFG桩复合地基，有梁式钢筋混凝土筏板基础，钢筋混凝土剪力墙结构，建筑总高度43.5 m，基础底标高为-7.42 m，同车库基础底标高，目前3号、4号楼的施工进度是二次结构基本完成；北侧还有拟建5号、6号楼还未开工。基坑内及周边无地下管线布置。

3 地质情况

根据建设单位提供的《岩土工程勘察报告》，拟建车库场地土层自上而下依次为：

①素填土:厚度为2 m，土层重度γ=16.0 kN/m3，粘聚力C=10 kPa,土层内摩擦角φ=10.0°，局部为耕土，呈黄褐色，主要以粉质粘土和粉土为主，含云母、煤屑、氧化物、植物根等，具有湿陷性，松散～稍密。该层土基坑开挖全部挖除。

②粉质粘土：厚度为8 m，土层重度γ=20.1 kN/m3，粘聚力C=17 kPa，土层内摩擦角φ=15.0°，可塑状态，中压缩性，干强度中等，韧性中等，fak=105 kPa。

③粉质粘土：厚度为10 m，土层重度γ=19.9 kN/m3,粘聚力C=24.4 kPa，土层内摩擦角φ=22.3°，可塑状态，中压缩性，干强度中等，韧性中等，fak=160 kPa。

场地湿陷性评价为一般场地，本工程拟建场地地表下20 m深度内无饱和砂土及粉土，地基土为非液化土，基础埋深范围内地基土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。标准冻土深度为0.73 m。

地下稳定水位位于自然地表下2.70 m～4.8 m之间，地下水类型为上层滞水。据区域水文地质资料，主要由大气降水补给，水位随季节变化，年变化幅度约0.5 m～1.0 m，水流流向由东向西，向浊漳南源河方向排泄。经现场实测地下水位位于自然地表下5 m。

若计算两个样本点和的距离，则把两个样本点通过变换矩阵W投影，然后计算投影后的样本点的马氏距离，如式（5）、（6）所示。

4 总体施工方法

本基坑土方开挖的坑底标高相对±0.000应为-7.6 m，自然地坪标高介于-1.123 m～-0.59 m，本基坑开挖深度介于6.477 m～7.010 m。根据本工程南侧1号、2号楼室外回填土为素填土，土方开挖过程不仅要考虑边坡稳定，还要考虑因挖土对1号、2号楼地基持力层的影响。3号、4号楼位于车库中间，且基础底标高与车库基础底标高一致，而其他部位的周围环境相对空旷，开挖时要考虑边坡稳定。结合GB 50202—2002建筑地基基础工程施工质量验收规范、JGJ 167—2009湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程及JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程中对基坑类别的划分依据，本工程基坑开挖深度最深7.01 m，基坑环境条件及工程地质、水文地质条件为Ⅲ类，α>1.0，基坑侧壁安全等级为二级；基坑属二级基坑；支护结构安全等级为二级。经PKPM安全设施计算软件(2015版)计算，确定本基坑南侧1号、2号楼处采用水泥土墙支护，其他东、西、北三侧均采用坡率法施工。同时，深基坑施工全过程要考虑地下水的影响，合理布设管井进行降水。

4.1 水泥土墙支护设计方案

本基坑南侧1号、2号楼处采用水泥土墙支护，最北第一排水泥土桩距车库基础南侧边线1 000 mm，水泥土桩沿基坑南侧连续布置，布置至相邻东、西两侧商场筏板基础边；水泥土桩直径500 mm，互相咬合150 mm，共4排，水泥土墙宽1 550 mm，门厅处的水泥土桩从室外自然地面开始打桩，其他部位的水泥土桩挖土至-4.0 m处开始打桩，水泥土桩延伸至基坑底标高下5 m。水泥土墙顶面设置混凝土连接面板，面板厚度为150 mm，混凝土强度等级C15。

4.2 基坑降水设计方案

现场实测地下水位位于自然地表下5 m。因为本工程降水平面面积较大，为保证降水水位达到施工作业面标高以下500 mm以上。结合本项目去年施工的3号、4号楼成功采用管井降水施工方法，车库深基坑降水设计采用管井降水方案。

4.3 土方开挖方案

根据前述的基坑周边环境、工程地质及水文条件分析，遵循“先支后挖、分层开挖、严禁超挖”和“分层、分段、对称”的开挖原则，确定本工程采用纵向分两级放坡，横向分四个大段总体开挖方式，每一段开挖均分级呈阶梯状推进的机械大开挖方式，放坡系数为1∶0.75。开挖顺序为：先开挖3号、4号楼南侧，后开挖3号、4号楼北侧。且南北两侧按3号、4号楼中间均分为东、西两个施工段，两个施工段可分别向东、西两个方向采用倒推式同时进行开挖，至最东、最西部位时各留置一条4 m宽的1∶7的坡道，用于运输土方和施工材料等，同时亦可作为人员上下坡道。

5 深基坑施工

5.1 水泥土墙施工

水泥土墙采用深层搅拌喷浆法，四搅两喷；采取切割搭接法施工，施工时应在前桩固化前进行搭接施工，桩的搭接长度为150 mm，水泥浆的水灰比控制在0.6以下。

1)施工时首先对现场进行平整，清除坑内及周边障碍物；坑内局部有低洼时，采用素土分层进行夯填。

2)水泥选用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥，掺入量应根据土质及含水率等情况经现场试桩确定；所使用水泥应过筛，制备好的水泥浆不得离析，放置时间不允许超过4 h，否则废弃。

3)搅拌机喷浆提升速度和次数应符合施工工艺要求，并派专人作好书面记录。

4)当浆液到达出浆口后，应喷浆搅拌30 s使水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

5)施工时如因停电停水等原因停浆，应将搅拌头从停浆面下沉0.5 m以上，待恢复供浆后再继续喷浆搅拌提升。如果停机时间过长，超过3 h，应将输浆管道拆开进行清洗。

6)喷浆未达到设计标高而集料斗中浆液已排空或喷浆达到设计标高而集料斗中浆液剩余还比较多时，应查明原因再继续施工。

7)质量检验。每一根桩都应有详细的施工资料，水泥土桩施工后一周内进行桩头开挖检查或采取水泥土试块等方法检查成桩质量；不符合要求时，应及时采取补救措施。

5.2 降水工程施工

以3号、4号楼为界，划定为南、北两个大的区域，每个区域沿基坑南、北两边距离基坑底边300 mm处各布置一排降水井，管井的布设间距为20 m，每边设7口降水井，全坑共设28口降水井。管井施工孔径为600 mm，管径为400 mm，经计算过滤器长度6.0 m，打井深度13.5 m。

1)管井施工工艺:定位→成孔→放管→填滤料→安装水泵及排水设施→降水→封井。

2)管井采用无砂混凝土管，管井外周围所填滤料采用级配10 mm～20 mm干净均匀的硬质碎石；管井底部应填1 m 20 mm～40 mm的碎石作为滤水层。

3)利用基坑周边搭设的防护架，将各降水井中的抽水支管与水平排水主管连接，并把水平排水主管按0.3%的坡度固定在防护架上边，排水经沉淀池处理后排入市政管网。

4)土方开挖时，为防止雨水浸泡坑底或防止坡面雨水流入坑底形成踢脚，坑内采用集中明排的方式，具体措施为：沿基坑四周距坑底坡脚300 mm位置设置明排水沟，排水沟深300 mm，宽度300 mm，沟底按0.3%坡度排向集水井，在基坑四周和中间每隔40 m设一个集水井，井内设置污水泵将水抽排至场外的沉淀池。

5.3 基坑开挖施工

1)当水泥土墙强度达到设计强度要求，基坑降水到设计基底标高0.5 m以下时，方可开始基坑挖土；开挖时，施工机械不得损害已施工的水泥土墙。

2)基坑开挖应按分层、分段、对称、均衡、适时的原则开挖，沿水泥土墙方向应分区段开挖，每一开挖区段的长度不宜大于40 m；挖至坑底时，应避免扰动基底持力层的原状土层。

3)基坑周边堆放的施工材料、设施或行驶车辆荷载严禁超过设计要求，做好施工期间基坑周边的排水工作。

6 结语

本工程于2017年7月开工，同年10月室外防水及回填土完成，整个施工过程中未发生任何异常情况，为今后类似工程施工积累了施工经验。

[1] GB 50202—2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[2] JGJ 167—2009,湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程[S].

[3] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[4] 建质[2009]87号文件，危险性较大的分部分项工程安全管理办法[Z].

[5] 《建筑施工手册》编委会.建筑施工手册[M].第5版.北京：中国建筑工业出版社，2012.