基坑支护实例探讨

【摘要】笔者结合实例探讨了基坑支护方案的比较和选型，供同行参考。

【关键词】基坑支护；方案选型；降排水施工

1 工程概况

本项目为天津永旺梦乐城，坐落于天津市西青区中北镇，项目东侧与天津的西外环一水之隔，与地铁车站出口隔路相望。工程总建筑面积132665㎡，地上面积130715㎡，地下面积1950㎡。地上三层局部四层，地下一层，建筑物高度23.8m.为一个大型商业单体建筑。结构类型为框架结构。

2 做好工程概况准备调查

2.1 根据地质勘查报告建议的基坑支护和降水措施

2.1.1 基坑支护

对于未明确位置及基坑深度，场地地下水埋藏较浅，施工前应加强基坑支护与降水。建议设计根据基坑深度采用适当的支护方案，并建议对基坑支护结构采取适当加强措施。同时施工过程中加强支护工程的变形及位移观测。

2.1.2 降水措施

基坑降水采用坑内井点降水方案，在基坑开挖及地下结构施工期内，地下水位保持在基坑底1m以下，降水期间应对基坑外地下水位及邻近建筑、道路设施进行观测，确保基坑外地下水位基本保持不变，邻近各建筑设施及道路无变形。

2.1.3 概况确认。

根据设计图纸，确认室内地坪标高，目前自然地坪标高，确定开挖深度。查看基坑附近有无建筑物和道路及地下管线情况。确定与基坑支护有关的各层土的物理力学指标。

3 支护体系的方案比较和选型

对于层高不高，可以有多种支护方案选择，如钻孔灌注桩排桩方案、水泥搅拌桩挡土墙方案、钢板桩方案等。上述方案在费用投入都较大，如钻孔灌注桩和水泥搅拌桩挡土墙方案还需要有一定的养护期，势必影响工期。考虑本工程周围没有需要保护的建筑物和道路，场地较大，具备放坡大开挖条件，由于目前月份为雨季，可采用沿开挖范围一周打一排水泥搅拌桩做止水帷幕的方案，此方案既可以保证基坑外的水不渗透到基坑内，又不必等水泥搅拌桩达到一定程度才可开挖，既省钱又可保证工期。

4 深层水泥搅拌桩施工

4.1 作业前的准备

4.1.1 场地应先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等），场地低洼处用粘性土料回填夯实，不得用杂填土回填。

4.1.2 施工前，应标定搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆输送管达到搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数，并根据设计要求通过试验确定搅拌桩材料的配合比。

4.1.3 设备开机前应经检修、试调，检查桩机运行和输料管畅通情况。

4.2 质量控制

4.2.1 施工前应检查水泥及外掺剂的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度（主要是水泥浆流量计及其他计量装置）。

4.2.2 施工中应检查机头提升速度、水泥浆或水泥注入量、搅拌桩的长度及标高。

4.2.3 施工结束后，应检查桩体强度、桩体直径及地基承载力。

4.2.4 进行强度检验时，对承重水泥土搅拌桩应取90d后的试件；对支护水泥土搅拌桩应取28d后的试件。

4.3 安全措施

4.3.1 施工机械、电气设备、仪表仪器及机具等在确认完好后方准使用。并由专人负责使用。

4.3.2 深层搅拌机的入土切削和提升搅拌，当负载荷太大及电机工作电流超过预定值时，应减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能启动电机。

5 降排水方案

5.1 深基坑降水

本工程有地下室部位基础，拟采用深井井点降水，做法是在深基坑的内部埋置深于基底的井管，使地下水通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。本法具有排水量大，降水深（大于15m），不受吸程限制，排水效果好；井距大，对明面布置的干扰少；可用于各种情况不受土层限制；成孔用人工和机械均可，较易于解决；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快等优点；但一次性投入大，成孔质量要求严格。

深井井点布置宜深入到透水层6-9m，通常还应比所需降水深度深6-8m，间距一般相当于埋深，为10-30m。本项工作应在进场后立即进行，以便基坑土方可早日开挖。同时注意打井的施工流向应与整个施工部署相适应。

5.2 排水沟和集水井降水

在地下水位较高地区开挖基坑，会遇到地下水问题。如涌入基坑内的地下水不能及时排除，不但土方开挖困难，边坡易于塌方，而且会使地基被水浸泡，扰动地基土，造成竣工后的建筑物产生不均匀沉降。为此，在基坑开挖时要及时排除涌入的地下水。当基坑开挖深度不很大，基坑用水量不大时，集水明排法是应用最广泛，亦是最简单、经济的方法。本工程地下室基坑四周，拟采用明沟、集水井排水的排水方法。

5.3 基坑降水应注意的问题

5.3.1 地下水位降低深度不足。

5.3.2 井点施工要符合施工规范要求。

5.3.3 注意对地下管线、地上设施、周围建筑物的保护。

6 基坑开挖阶段应急预案

6.1 深基坑开挖施工注意事项

本项目地下室土方属深基坑开挖，施工难度较大，必须重点注意系列事项：

6.1.1 土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致。并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。

6.1.2 防止深基坑挖土后土体回弹变形过大。深基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形回弹变形量的大小与土的种类、是否浸水、基坑深度、基坑面积、暴露时间及挖土顺序等因素相关。

6.1.3 防止边坡失稳。深基础的土方开挖，要根据地质条件（特别是打桩之后）、基础埋深、基坑暴露时间挖土及运土器械、堆土情况等，拟定合理的施工方案。挖土速度快即卸载快，迅速改变了原来土体的平衡状态，降低了土体的抗剪强度。呈流塑状态的软土对水平位移极敏感，易造成滑坡。边坡堆载给边坡增加附加荷载，如事先未经详细计算，易形成边坡失稳。

6.1.4 防止桩位移和倾斜。

打桩完毕后基坑开挖，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。对先打桩后挖土的工程，由于打桩的挤土和动力波的作用，使原处于静平衡状态的地基土遭到破坏。对砂土甚至会形成很大的挤压应力，孔隙水压力升高，形成超静孔隙水压力，土的抗剪强度明显降低。

6.2 围护墙渗水及漏水

土方开挖后支护墙出现渗水或漏水，对基坑施工带来不便，如渗漏严重时则会造成土颗粒流失，引起支护墙背地面沉陷或漏水时应及时处理。

常用的处理方法有：对渗水量较小，不影响施工也不影响周边环境的情况，可采用坑底设沟排水的方法，对渗水量较大，但没有泥沙带出，造成施工困难，而对周围影响不大的情况，可采用“引流-修补”方法。对渗、漏水量很大的情况，应查明原因，采取相应的措施。

6.3 防止围护墙侧向位移发展

基坑开挖后，支护结构发生一定的位移是正常的，但如位移过大，或位移发展过快，则往往会造成较严重的后果。如发生这种情况，应针对不同的支护结构采取相应的应急措施。

6.4 流砂及管涌的处理

在细砂、粉砂层土中往往会出现局部流砂或管涌的情况，对基坑施工带来困难。对轻微的流砂现象，在基坑开挖后可采用加快垫层浇筑或加厚垫层的方法“压注”流砂。对较严重的流砂应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.5-1m左右。降水是防治流砂最有效的方法。

管涌一般发生在维护墙附近，如果设计支护结构的嵌固深度满足要求。则造成管涌的原因一般是由于坑底的下部位的支护排桩中出现断桩，或施打未及标高，或地下连续墙出现较大的孔、洞,，或由于排桩净距较大，其后止水帷幕又出现漏桩、断桩或孔洞，造成管涌通道所致。