泥炭质土深基坑开挖案例分析

蔡 斯，阮永芬，张 磊

(1.昆明理工大学，云南 昆明 650500；2.云南建投中航建设有限公司，云南 昆明 650500)

由于特殊的地理环境，昆明滇池形成了分布广及埋深大的泥炭质土，给工程建筑造成了极大的阻碍。昆明的湖沼相泥炭质土被视为特殊土，不包括在现行的六大土类[1]中，具有高含水率，高压缩性，承载力低，灵敏度高等特点，并且昆明地下水位较高，昆明许多的基坑及工后沉降都是由于泥炭质土的特殊性质导致的[2]。对于泥炭质土土层的处理措施是地基工程建设和经济造价的重要组成。

1 工程概况

拟开挖的深基坑位于昆明滇池周边，地层中含有大量泥炭质土。拟挖基坑安全等级设为一等级，设计使用2 年。根据场地土层特质，采用0.8m 地下连续墙支护方案，连续墙在标准段设计为长15m。基坑深度14.97～17.06m，覆土厚度约1.383～2.168m。

拟挖基坑场地总体地势平坦，地面标高为1 885.91～1 887.16m。场地表层为近期人工填土，下层为全新统冲湖积层，下层土层主要由泥炭质土、黏土及粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、圆砾土组成。其中泥炭质土分布有四层，颜色为黑色和灰黑色，软塑～可塑，主要成分以黏粒为主，并含有机质及未分解的动植物残骸；承载能力较差，岩土施工工程等级为Ⅱ级。

地下水位距地表1.8～5.0m，地下水位较浅，受含水层层面起伏影响，具微承压性。

2 基坑施工难点

基坑开挖深度中含有两层平均厚度为2.1m的泥炭质土，由于泥炭质土的影响，基坑稳定性较差，泥炭质土重度低于常见土体，仅为12kN/m3，泥炭质土土层的位置会随着地下水位的变化而变化，导致基础产生沉降或隆起；土中含有的腐烂植物残体、有机质及高孔隙比等特性导致与水泥的水化反应形成强度较低，当搅拌土中水泥含量超过20%后水泥土强度不再提升；含水量高达202%、高灵敏度、触变性大，基坑两侧容易产生变形。为防止对基坑附近公路和建筑影响在设计开挖及支护等方案设计时要充分考虑不同土层的影响。

3 基坑开挖施工方案

根据工程特点及工期安排，主体结构施工采用总体平行、分项流水作业方式。根据施工进展情况和施工条件，见缝插针，合理组织。采用半盖挖顺筑法施工，主要步骤为：①做好前期准备，水、电、路通及平整场地；②进行围护结构的施工，形成有效的隔水帷幕；③进行开挖第一个土层，并进行冠梁及第一道砼支撑施工；④开始降水施工；⑤反复开挖及梁和砼支撑施工，直至开挖到坑底且做好垫层施工安装好接地装置；⑥依次拆除梁、砼支撑及钢支撑同时做好相应土层的侧墙及板块。

3.1 基坑降排水

根据工程实际情况先使用封闭的围护结构对待开挖地基形成有效的隔水帷幕，并使用井点降水对坑底进行降低地下水位、疏干土体，以保证坑内的土体达到稳定状态，提高土体抗剪强度。降水需要在开挖前20 天以前就把水位降至开挖面1m 以下，这一过程应伴随主体结构的开挖和整个施工过程完结，不得中途停止，底板下设置泄水孔，待顶板覆土后封闭泄水孔。基坑内降水井成孔直径0.6m，井深30m。降水井管全部采用钢质焊管，其中标准段及观测井井壁管长度为20m，壁厚4mm，过滤管长度为10m，壁厚3～4mm，管径0.25m，滤管外包单层80 目锦纶滤网，滤料为砾砂。

在正式降水时需对部分井点进行抽水试验并进行数据的分析，为接下来全部井点的降水提供数据参考。在降水期间要加强对地块周边的建筑、地下管线等进行实时监测，对重要的建筑进行注浆等保护，必要时采取回灌措施。

3.2 基坑开挖顺序

根据实际施工情况基坑部分开挖示意图如图1，基坑采用从两端向中间施工，两侧土方开挖结束后再向标准段进行。根据设计规范要求分为四层开挖，采用纵向分段、竖向分层的方式开挖。基坑内排水设施影响范围内的土方以人工开挖为主小型机械为辅，每层平台间预留一定平台且设置为单向坡。

图1 土方开挖示意图

基坑中共设三道支撑，自上而下第一道为混凝土支撑、第二、第三道均为管径609mm、壁厚16mm 的钢支撑。为保证支撑的稳定性，在钢支撑施工结束后需在两端施加预应力。

为保证安全，需要遵守基坑土方开挖原则，必须在围护及降水已达到要求后才可进行下一步施工，根据本工程实际，按照“开槽验缝，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的开挖原则确保施工安全，运用好“时空效应”理论，做好机械设备的选型和配置，以求达到高质量、快进度、低成本的目标。

4 结语

在施工过程中要根据实际情况使用相应的施工方案，在本文的案例中根据泥炭质土以及深基坑的特性采用地下连续墙的加内支撑的支护方式，井点降水法，用半盖挖顺筑法施工，开挖时采用纵向分段、竖向分层的方式开挖，按照“开槽验缝，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的开挖原则，既保证了施工安全，又降低了造价，提高工程质量，加快了施工进度。