软土地区邻近建筑深基坑工程施工方案与实践

李廷乐（中铁十四局集团有限公司，山东 济南 250000）

在城市基础设施中，基坑工程在应用范围越来越广泛。对于地铁、隧道等工程来说，基坑开挖技术是一项极为重要的技术，基坑施工前需充分做好各种勘察、设计、施工准备工作[1]。根据基坑条件及基坑施工技术要求进行合理计算，确定采用何种施工技术方案及配套措施。建立合理、科学的基坑工程技术措施成为当前必须要解决的问题，也是建设行业技术人员必须掌握和运用到实践中的技术内容。对于软土地区邻近建筑深基坑工程来说，由于工程所在地层条件较差，因此实际施工难度较大，为规范施工作业流程，下述将对此工程项目的施工方案展开研究。

1 工程实例

1.1 概况

该工程位于环湾快速路东侧，距离胶州湾3km以内。

本工程建筑位置南北向，建筑用地面积5396.54m2，建筑高度17m。地下2层，总建筑面积11654.57m2。基坑宽14m，深12.0m，基础设计深度为8m。

基坑周边已建成多栋建筑，既有建筑大多为高层建筑，本次深基坑工程施工中的重点保护对象为位于场地西侧的“钉子户”，基坑开挖边距建筑物最近的位置为11.9m，而基坑边缘与建筑物之间的最近距离为6.3m。“钉子户”的房屋为砖混结构，墙下有条形地基，外墙竖向裂缝和破损区域较多，倾斜度为0.28%，对沉降变形非常敏感。基坑周边环境如图1所示。

图1 深基坑施工周边环境

1.2 施工场地条件

根据地质勘查报告，施工作业场地土层分布情况见表1。

表1 施工作业场地土层分布情况

综合现场调研可知，场地地势平坦，南北宽约1.5m，地表基本为沼泽化土地。场地四周被山体包围，地形起伏较大。场地地势低平，且坡度较小。场地附近多为沟渠，土壤结构松散。

场地周边有较多重要建筑物及大型市政工程建筑，周边多处存在地下管线井及电缆井[2]。场地北侧有两条河流穿越而过，场地南侧有一条大沟穿过场地内。

2 软土地区邻近建筑深基坑工程施工方案

2.1 钢管柱吊装与安装定位施工

由于上述工程建筑施工位于软土地区内，并且周围存在多个邻近建筑物，因此在对其进行深基坑工程施工时，需要先选择合适的支撑结构。基于多方面考量，主要支承构件选择了钢管柱[3]。在完成相关准备工作后，采用25t 的起重机进行吊运。钢管柱下放时，应使其位置准确无误，缓慢地插入，直到单节的顶端。用夹具将钢管柱固定，再重复进行单节的吊装施工[4]。用螺栓固定，最后将钢管柱的底座固定在定位装置上，将钢管柱的管端固定在定位装置的圆环上，再准确地定位立柱的上端。调整4 个法兰柱的螺栓以定位钢管柱的上端位置，用定位仪测量钢管柱的平面位置、高程和垂直度，并对钢管柱的上端进行定位。在钢管柱安装完毕后，为确保钢管柱在浇筑时不发生变形，加固由上而下，以钢管柱头和2 个连接法兰作为加固点，加强点是四对顶，加固时使用顶螺杆。在吊装时还应当结合盖挖逆作法进行吊装，并采用高抛不振捣的方法进行施工。该技术的基本原理是利用混凝土在管道内自由下落时产生的重力加速度冲击能，无须振动即可将混凝土压入，并在管柱和钻孔桩护墙之间进行回填。在施工中，为保证钢管柱的完备性和不会在施工中损坏，必须在钻孔桩孔内进行回填，并将砂粒从孔洞表面沿钻孔桩的周围向下均匀填充。对于钢管柱的安装定位，可通过自动定位仪辅助完成[5]。自动定位仪是一种由钢板焊接而成的十字圆锥，在安装定位过程中，必须与圆筒下端配合，使其在安装过程中能直接嵌入到合适的位置。根据各钢管柱的平面位置、高程和垂直度，将定位装置的上端与钢套的底板连接，下端用强度等级为C50的混凝土材料锚固在桩顶。可选用十字形圆锥自动定位仪，提高安装定位精度。

2.2 土方、地模施工与深基坑梁柱节点处理

在软土地区邻近建筑深基坑中，设置三组支撑结构。一组为单根管，水平间隔5m；第二组和第三组均为两根管拼支组成的支撑结构，横向间隔仅为5m（净距3m），竖向间距2.8m～5.3m。在土方施工时，支承纵向间距均需要超过2.8m。设第一组支撑结构时，在中间的抽槽位置进行开挖，再开挖剩余的土层，需要从取土口位置开始施工，沿基坑中心一层一层地向外延伸，用盆状开挖方式，开挖到设计的结构高度，然后一段一段地开挖1m～2m 的裙边坡土，并在开挖过程中及时架设第2～3个支架[6]。将采土入口设置为反向作业的竖向输送通道，如果设置太多，将会减弱结构板的支承能力，并增大其渗透概率，因此，在顶部设置3 个采土孔（4m×8m），采用竖向提升法进行施工。

在完成土方施工后，按照图2所示的中板地模结构完成地模施工。

图2 中板地模结构示意图

地模是以目前的地层为模板支承体系，在已有的地层中进行中板的施工，当中板的强度达到一定程度后，才能进行下一步的挖掘操作。深基坑内土壤为粉质土壤，采用砂土直接覆盖，可节约大量的模板、脚手架，并节约施工时间。梁侧模用红砖砌120mm，并用1∶5的水灰比砂浆粉刷。

在土方与地模施工完毕后，还需要对深基坑中的梁柱节点进行处理。后浇混凝土中、下面板的钢筋，在通过钢管柱时，应预留腰孔，以承担节点弯矩。在顶板和中板底部的钢管柱上，采用螺栓连接钢脚和焊接在底部的剪力块，可以有效地将剪力传递到钢筋和混凝土的内部[7]。在开挖到底板底部后，将裸露的钢管柱切掉，然后在下一层、下二层和下三层进行混凝土浇筑。在前期的板层上预留一个孔洞，然后缓慢地浇筑混凝土，然后用建筑结构胶粘剂将空隙填满。

2.3 支撑平面布置与深基坑围护

在深基坑垂直方向上，采用两个水平支承结构进行支撑，主要采用对撑布置方式，并进行支承平面布置。支撑方法为：对撑+角撑+边框+边框。在确定支撑平面的布置方案后，按照下述内容完成深基坑围护施工：由于该工程项目周围复杂，且存在邻近建筑。为了保证邻近建筑物的安全，采取了SMW工法进行围护施工[8]。这种工法的实质是将规格为Φ850mm@1100mm的三轴搅拌桩内密插H600mm×200mm 型钢结构，并且型钢在施工完毕后不回收。对邻近建筑物附近的被动区域采取围护措施，直至距坑底部4m 处，并将加固宽度设置为5.55m。图3为邻近建筑深基坑围护剖面图。

图3 邻近建筑深基坑围护剖面图

3 实证分析

通过对该工程施工资料进行分析研究和总结分析后提出了有效的施工方案：采用双液压桩机桩，按照整体钻孔灌注桩加固围护结构（现浇混凝土支撑）方案进行施工。

采用该方案进行施工，主要原因是该工程所处地质情况复杂（地下水较多且呈带状分布），为施工及后期地基处理都带来了很大困难。目前，采用的开挖方法是机械开挖，由于钻孔桩所处地质情况复杂，施工过程中需结合钻孔桩的施工工艺设计出相应的施工方案，以便对其进行规范化施工。

机械开挖对施工环境影响较大，现浇混凝土支护由于无法进行地下连续墙施工而成为工程建设中的一个难点问题。采用双液压桩机桩后整体钻孔灌注桩加固围护结构（现浇混凝土支撑）后可以有效解决上述问题。现浇混凝土支护由钢筋笼组成或由吊笼式吊杆将钢筋笼吊装到临时支撑上进行支撑。明确施工方案的基础上，设计施工参数，见表2。

表2 施工参数

钢管混凝土接头应在混凝土达到规定强度后方可搭接焊接。钢管混凝土接头处搭接长度约500mm，焊接必须牢固、焊缝无漏焊、不漏浆现象；螺栓口应及时封死、焊透。

浇筑过程中必须保持现场环境整洁、无杂物，定期检查模板内是否有积水或泥浆现象发生。施工中还应设置混凝土灌浆孔，灌浆孔径5mm～10mm，每隔一定距离还应设置一根钢排插脚，以增加模板支护强度和刚度。完成施工后，对基坑进行监测，监测结果见表3。

表3 深基坑施工监测/mm

4 结语

（1）根据深基坑施工监测结果可知，深基坑监测项目的监测结果均符合标准，说明该施工方法的实践效果良好。

（2）为进一步提高深基坑施工质量，施工人员要时刻紧绷安全弦，在保证施工安全的前提下，合理控制施工进度，避免各种风险。同时，积极采取各种有效措施控制基坑工程施工质量，并提高施工效率。同时，还要做好施工过程中环境保护工作，及时消除施工过程中造成建筑结构和周边环境破坏等方面的因素，不断提高施工人员自身素质和施工技术水平，从而保障工程质量。