关于地下工程基坑围护的研究探讨

徐永斌

【摘  要】论文根据多年在建筑工程施工现场的所闻、所见、所学以及施工经验，综合分析了地下工程基坑围护的施工要点及隐患预防措施以及发生问题后的补救措施。

【Abstract】Based on what we have heard， seen， learned and experienced in the construction site for many years， this paper comprehensively analyzes the construction key points of foundation pit support of underground engineering， the preventive measures of hidden dangers and the remedial measures after problems occur.

【关键词】地下工程;基坑围护;技术措施

【Keywords】underground engineering; foundation pit support; technical measures

【中图分类号】TU753                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）12-0173-02

1 工程概述

上海崇明东滩行政办公用房项目（一期）工程位于上海市崇明区东滩，东至团旺路（团旺河），南至瀛陈公路，西至泯沟，北至农田区。本次开工为一期工程，包括1#、2#和6#楼，各栋楼均自带地下1层停车库，互相之间不相连（1#、2#楼除外），基础形式为桩筏基础。其中1#、2#楼基坑开挖面积约为5700m2，周长约为423m，6#楼基坑开挖面积约为5398m2，周长约为300m。基坑一般开挖深度3.95～4.6m，坑内集水井、电梯井等局部落深部位挖深1.8m。

本工程建筑±0.000相当于绝对标高+5.500m，场地自然地面一般绝对标高+2.85～+3.5m，相当于建筑相对标高-2.65～2.00m。

本工程基坑支护主要采用放坡和双轴深层搅拌桩止水帷幕及锚拉钢板桩围护，1∶1.5放坡处坡中平台布置井点降水，坡面采用C20护坡，其中1#、2#楼基坑南侧及6#楼基坑东、南侧采用锚拉钢板桩围护，局部深坑处采用搅拌桩挡墙，坑内压密注浆加固，降水采用轻型井点。

根据《岩土工程勘察报告》揭示，地貌类型：崇明岛位于上海市的东北端，地处长江口，根据地貌成因属三角洲冲积平原，属河口、砂嘴、砂岛地貌类型。拟建场地地势相对而言较为平坦，在基坑围护施工深度内主要为巨厚层砂质粉土。拟建场地范围内不良地质现象分布：①场地内原有人工湖为新近回填（1#、2#基坑的南侧），回填土土质较为松散;②拟建场地浅部有较厚的吹填土分布。

与本工程施工有关的地下水为赋存于浅部土层中的潜水，其补给来源主要是大气降水及地表径流，排泄方式主要为蒸发。潜水位随季节、气候等因素有所变化。根据区域资料及有关规范，潜水位埋深一般在地表面下0.3～1.5m，常年平均地下水埋深0.5～0.7m。分布于浅部粘性土层中地下水属潜水性质，在基坑开挖及基础工程施工前，应进行必要的降水工作，以确保坑内地下水保持在坑底下一定深度。

2 总体施工安排

由于该工程工期比较紧迫，基坑围护主要采用双轴搅拌桩止水帷幕和放坡围护型式，部分采用锚拉钢板桩围护，放坡部位采用80mm厚C20喷浆护坡，总体安排投入6台搅拌桩机同时施工，其中4台桩机施工6#楼基坑，待6#楼工程量完成100%时，4台桩机到1#、2#楼基坑施工，钢板桩在搅拌桩完成后进行。护坡安排在土方开挖过程中进行，不致影响围护工期。

本工程每台桩机按各自划分的区域进行分块施工，按工作量大致相等的原则划分各自工作范围。

在总体安排上，基坑围护施工尽量利用桩基施工的临时道路，方便材料车辆行驶需要。

降水施工采用3台高压泵冲孔，在6#楼基坑围护完成10天后开始降水管施工，最大程度节省时间。

土方开挖需在降水不得少于10天后开挖，开挖前先试挖，若标高未达到基坑底部时已出现水位，应继续加长降水时间。

3 工程难点分析及对策

根据本工程设计图纸文件、现场踏勘和本工程岩土勘察报告，本工程有以下特点、施工难点将有可能会影响到工程的质量和施工进度：①该项目位于崇明岛，拟建场地普遍吹填土厚度较厚（最厚处约5.8m）。根据调查了解，拟建场地系20世纪90年代初期围海造地吹填形成，吹填土以粉性土为主，夹多量粘性土，局部夹粉砂，土质松散且不均匀，吹填土为松散土层，基坑开挖时，在动水力条件下易产生流砂现象。②吹填土下面为灰色砂质粉土，呈松散～稍密状，含云母，夹粉砂及层状粘性土，土质不均，基坑开挖时，在动水力条件下易产生管涌、流砂现象。

针对以上施工中的特点和难点，必须引起高度重视，并采取如下相应对策：①场地吹填土，开工前合理安排，并提前做好各项准备工作，严格控制围护桩施工质量，控制好事前、事中，最大限度消除安全隐患。②针对砂质粉土，采用大功率2*55kW搅拌桩施工，同时严格控制围护桩施工质量，特別是搅拌桩的接头等部位，保证不影响工程质量和工期。③针对地下水丰富，降水天数不得少于10天，土方开挖需分段开挖，并分段及时浇筑基础垫层。

4 施工中可能出现的问题及应对预防措施

4.1 施工前准备

①对进场的双轴搅拌机、压密注浆机、液压振动打桩机、挖机等机械进行登记入机械进场台账，并提供机械出场合格证、机械检测合格证及相关压力表鉴定报告。②对机械操作人员进场，登记入花名册，检查人员上岗证，并做好安全三级教育台账及施工质量技术交底记录。③对进场的材料，要求提供材料合格证，并对材料做表观检查：第一，要求普通硅酸盐水泥新鲜、干燥、无结块;第二，钢板桩检查包括表面缺陷、长度、宽度、厚度等内容，检查中要注意若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。

对不符合以上条件的机械、材料和人员要求退场，并重新安排人员、機械和材料。

4.2 施工中的问题及措施

①拉森钢板桩的施工质量是本工程的重点控制点，关系到后续施工质量的安全进行，对此项施工节点提出以下几点措施要求：第一，拉森钢板全部采用12m长的密扣型拉森钢板桩，拉森钢板桩采用履带式打桩机械手（带震动锤机）施工，施工前认真细致地对地下管线、构筑物的情况进行交底，并要求在现场时刻监督施工质量。第二，对每一根拉森钢板桩进行检查，不得使用连接锁口锈蚀严重或者严重变形的拉森钢板桩，将这些不合格的钢板桩修整通过验收后方可使用，并将钢板桩满涂油脂，以方便打入和拔出，减少对土层扰动的影响。第三，在拉森钢板桩施工过程中时刻测量和监控每块拉森钢板桩的倾斜度，要求倾斜度不得超过1%，当倾斜度偏大时，要求拔起后重新清理并满涂油脂后再施工。第四，土方开挖时，随时观察板桩是否渗水，发现渗水必须立即停止挖土，并第一时间进行封堵工作，防止拉森钢板桩桩外部分的泥土流失，避免造成地面沉降。要求必须在发生渗水的第一时间内进行封堵，采用内侧堵外侧注的方法，在基坑内渗水部位采用3厚钢板焊接封堵，并同时在基坑外采用压密注浆进行封堵，封堵完成后，实时监控渗水情况。

在对本工程6#楼进行基坑土方预开挖，挖深1.5m时，东南角一侧拉森钢板桩顶部围檩发生了15mm的位移，遂立即采取了以下措施：第一，立即停止挖土，撤离基坑周边的施工人员。第二，立即通知相关人员到现场，进行现场分析原因及解决措施。第三，要求拉森钢板桩施工单位立即在6#楼东南角设置两根角撑，并对所有拉森钢板桩锚桩和钢丝绳进行检查。第四，联合监测单位每10min对围檩顶部位移进行观测，实时将监测数据进行汇总对比。经过6h的监测，拉森钢板桩顶部围檩在4h时停止位移，总位移数据为20mm。

②由于崇明地区地下水位偏高，地下水量大，地下土质特殊，对地下工程施工质量和保障措施要求相当严格，在施工崇明行政办公用房项目（一期）工程中，降水工程至关重要。施工前，组织项目管理人员参加讨论会，集思广益，整理每个人提出的有利方法，将这些方法措施编制进降水施工组织中，相对之前以往工程降水工程相比，总结了以下几点措施：第一，本工程地下一层，相对挖深3.9m，局部5.5m。一根降水管长度为6m，按正常降水施工方案，预计降水水峰线达不到地下部分开挖要求。因此，事先按照井点管布置图，将井点管平面路线上层1m的土挖除，设置1m宽井点管沟槽。第二，地下水量大，根据之前施工经验50m一套降水设备无法满足降水要求，故设置为25m一套降水设备，增加1倍的设备来降低地下水位。第三，基坑面积较大，中间部位开挖后，施工时间较长，为满足施工需求，设置深井降水，以降低基坑底水峰线，满足开挖要求。第四，24h安排人员值班，时刻关注各套降水设备的出水量，对不出水的设备第一时间进行故障排查，保证降水质量。

通过以上措施，本工程降水工程顺利完成，为基坑围护的稳定性和地下工程开挖奠定了良好的基础。

4.3 施工后问题汇总分析

拉森钢板桩位移事件后，总结问题的原因是6#楼东南角一侧后排3根锚桩的钢丝绳提前施加的预应拉力没有达到设计要求所导致的问题发生。因设计要求拉锚钢丝绳需提前施加预应力，并保证锁扣的锁紧程度，而现场在将拉锚钢丝绳拉锚预应力达到设计要求后，解决了拉森钢板桩围檩位移的停止，后续继续挖土作业施工。

5 结语

以上关于本工程地下工程基坑围护相关的总结，只有在施工前多讨论、多分析，施工中多观察、多比较，施工后多总结，结合自身的工作经验，提前制定预防措施，将工程所可能遇到的所有问题预控到位，为工程的顺利开展奠定基础。