软土地区基坑围护分析

【摘要】 某工程的基坑支护设计采用排桩支护加两道水平支撑的支护形式，施工中通过对基坑特点的分析，并对土方开挖方法、支撑施工、支撑拆除、换撑施工和基坑监测的研究，确保了工程施工质量和周边环境的安全。

【关键词】 海相软土土方开挖传力带被动区加固监测点

中图分类号：TU447 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

某工程±0.000相当于黄海高程5.050,自然地面高程3.750(勘察期间孔口高程)，即相对标高为-1.300m（设计均采用相对标高）。基础形式为钻孔灌注桩基础。设二层地下室，负一层底板标高-5.000m，板厚200mm；负二层底板顶标高-10.100m，板厚600mm，地下室外墙地梁底同底板底；垫层为100mm厚C15素混凝土找平层300mm厚片石灌砂；基坑设计开挖深度：9.800m(底板垫层底)。

2工程地质情况

根据业主提供的地质资料，基坑开挖深度影响范围内土层物理力学参数（见表1）。

表1土层物理力学参数

3基坑工程特点

1）地下室基底坐落于淤泥质土上，土性极差。土方挖运难度大，施工时必须高度重视，做好基坑排水、混凝土垫层和砖胎膜等的施工工序。

2）地下水埋藏较浅应考虑施工期间的抗浮问题，同时基坑土方开挖和地下室结构施工将受到周边环境的影响和制约，给基坑开挖和地下室结构施工的统筹、协调管理带来了更大的难度，因此，桩基施工和土方开挖过程中需严格按照要求施工。

（3）本工程开挖深度大，地质条件复杂，工期较紧，因此，必须加大技术、人力、设备的投入量，并采取先进的施工工艺、性能良好的专用大型设备和完善的技术保证措施。

4基坑围护设计

4.1钻孔桩

基坑围护钻孔桩采用单排∅800@1000的机械钻孔灌注桩，围护桩采用C25水下混凝土，主筋保护层厚度50mm，桩位水平偏差要求1.1，沉渣厚度

4.2冠梁、支撑及围檩

冠梁断面尺寸为1000×800(b×h)mm，第一道支撑对撑断面为：1000×800(b×h)mm,主撑断面为：800×800(b×h)mm，连杆断面600×800(b×h)mm；第二道支撑圈梁断面为1200×900(b×h)mm，对撑断面为：1100×900(b×h)mm，主撑断面为：900×900(b×h)mm，连杆断面800×900(b×h)mm；支撑的混凝土等级均为C30。

4.3支撑立柱

立柱上部嵌入支撑500mm，支撑桩垂直度要求偏差小于1/200，上部井子架伸入支撑桩2.0m；施工时采取有效措施防止机械设备对井子架的碰撞，井子架穿越底板处施工底板时增加止水片，井子架采用四根140×14、160×14的角钢和390×100×12、450×120×14、590×120×14间距500的缀条焊接，角钢型号为Q235，焊条采用E43型，采用双面焊接，焊缝高度8mm。

深基坑支护方案的选择与施工

基坑开挖较深、开挖面积大：基坑设计开挖深度：9.800m(底板垫层底)。基坑东西最长115米，南北最宽65米，基坑面积约7500m2。

5.1平面支撑体系

结合本工程的特点以及地区基坑围护施工的经验，经过多个方案的选择和比较，

本工程围护结构最终采用钻孔桩加两道内支撑的支护体系，基坑围护钻孔桩采用单排∅800@1000的机械钻孔灌注桩，支撑体系采用了多道角撑+对撑的形式布置，该支护结构形式具有安全可靠，变形小，挖土施工方便的优点，为一般工程经典的地下室基坑支护形式，在类似基坑工程中得到成功应用。

基坑采用水泥搅拌桩做为止水帷幕，被动区局部水泥搅拌桩加固。

水泥搅拌桩布置图

5.2竖向支护体系（两道支撑）

一道围梁面标高设置在自然地坪以下1m处，二道围梁及支撑面标高降到自然地坪以下6.3m处，这样做改善了桩身内力分布，减少了桩身变形，同时保证两道支撑之间净间距在4m以上，保证施工车辆和挖机可以在支撑间行走作业，为基坑施工提供尽可能充足的空间。支护桩均穿越淤泥质土进入土性相对较好的粘土或粉质粘土层，以防止踢脚，减少变形。支护桩桩外侧设置水泥搅拌桩，以防止桩间水土流失，从而减少坑外土体的变形；同时拉大桩净间距以减少了钻孔桩的数量，节省了造价。

5.3 深基坑支撑施工：

（1）放坡开挖至第一道支撑垫层底，浇筑垫层（100厚片石灌砂100厚C15素砼上铺油毡），浇筑冠梁及第一道支撑；

（2）待第一道支撑达到其设计强度的90％后，然后向下分层开挖至第二道支撑面；

（3）挖土至第二道支撑面后，于48小时之内开槽架设第二道支撑系统（做法同第一道支撑）；

（4）在第二道支撑系统形成并达到其设计强度的90％后，向下开挖至坑底（机械开挖至板底标高后，承台采用人工挖土）；

（5）清底后及时浇筑砼垫层及基础底板；

（6）在浇筑地下室底板的同时或者之前,并浇筑与底板同标号混凝土传力带将围护体水平力直接传到底板，拆除第二道支撑；

（7）浇筑地下一层楼板并回填工作面施工负一层换撑带(局部楼板缺失处，采用钢筋混凝土换撑梁进行换撑。)；

（8）待地下一层板及砼传力带混凝土强度达到80%设计强度,拆除第一道支撑。

6施工监测

6.1监测目的

为了及时了解基坑开挖过程中土体水平位移，周围建筑物、道路及管线的沉降，实行信息化管理，防止发生事故及对周围建筑物、道路、管线造成不良影响，确保施工安全。

6.2监测点埋设

（1）深层土体水平位移观测。在基坑支护结构较薄弱和较重要部位，设置11个深层土移观测孔。测斜管埋深27m左右，并在土体开挖前10d埋设完成。

（2）支撑轴力监测。在支撑关键部位、轴力较大或内力集中部位设置钢筋应力计进行轴力监测，以掌握基坑开挖过程中支撑轴力的变化。共设置14个监测点，轴力监测点上下两道支撑对称布置。

（3）沉降及水平位移监测点。共设置30个监测点，对立柱、支撑节点、围梁顶、基坑内外土体进行沉降及水平观测，随时掌握基坑开挖过程中对监测对象的沉降和水平变位情况。

（4）围护桩桩顶位移监测点。共设置17个监测点，加强对围护桩顶位移的监测。

6.3监测结果分析

对基坑监测点的监测结果表明，深基坑随着开挖的进行，位移发展最大发生在第二道支撑系统形成并且强度达到要求后，再向下开挖至坑底的过程中。随着底板垫层混凝土浇筑完成，位移趋于稳定，总的来看水平位移基本符合要求，水平位移发展速率也在控制范围内，基坑及临近建筑物、各种管线及煤气管道处于安全、稳定的状态。

7结束语

（1）本工程地下室施工期间，基坑围护处于安全、稳定状态，未发生险情，证明工程基坑支护体系和施工是成功的，对以后的深基坑围护施工积累了有益经验。

（2）采用多道角撑加对撑的支护体系，最大化地减小了基坑覆盖面积，便于施工。支撑结构充分利用了混凝土的高受压性能，使得工程的造价更趋经济。

（3）埋设监测项目完整，监测的数据均在设计控制范围，信息应用及时，应急措施及时正确。