软土地基深基坑施工问题及对策

摘要：本文结合工程实例，就作者本人多年来的工作经验，简单阐述了些自己的粗浅见解，

关键词： 软土地基 深基坑 质量控制

0 前言

软土泛指抗剪强度低、压缩性大的软弱土层，主要为饱和软粘土，在天然地层剖面上，它往往与泥炭或粉砂交错沉积。由于它的低强度、高压缩性和弱透水性，作为地基，常常成为棘手的工程地质问题。深基坑支护工程虽属临时性工程，但其技术复杂性却不逊于永久性的结构工程，本文结合工程实例，对于利用复合土钉进行深基坑支护的设计与施工作一探讨，并对处理效果予以评述。

1工程概况

1.1 支护体系及场施工

某工程的情况为，地上二十六层，地下两层。基坑平面尺寸为83.65m×53.70m，开挖面积约为4500m2，，大面积开挖深度为9.45m，中部楼电梯井剪力墙筒芯处承台加深3.9m，形成“坑中坑”。支护体系设计上采用内撑式排桩支护结构：支护桩为Φ700钻孔灌注桩，水平内撑为两层钢筋砼结构，支护桩间采用做止水的Φ500高压旋喷桩。

1.2 场地地质情况

本工程场地地势较平坦，平整后标高约为6.60m，根据岩土工程勘察报告，场地土层由上往下分为：

①杂填土：厚度0.80～2.10m；

②粉质粘土：厚度一般0.80～2.70m；

③淤泥：厚度一般3.00～8.60m；

④中砂夹淤泥：厚度一般0.90～7.30m；

⑤淤泥夹中砂/中砂夹淤泥：层厚一般16.15～22.40m；

⑥砾砂：厚度1.50～6.70m。

基坑开挖范围内岩土层主要为①杂填土、②粉质粘土、③淤泥、④中砂夹淤泥，坑底土层主要为④中砂夹淤泥，局部为③淤泥。

场地地下水的稳定水位为5.05～5.87m，对基坑开挖有影响的地下水主要赋存于第①杂填土的上层滞水及第④中砂夹淤泥中的微承压水，根据抽水试验，④中砂夹淤泥层的渗透系数为3.7m/d，水位埋深6.8～8.0米。

2 基坑施工

深基坑工程施工的关键工序是土方开挖和降排水，必须慎重对待。由于基坑自土方开挖就处于动的状态，支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加，而且由于软土流变特性，随着基坑暴露时间越久，基坑支护体系的位移变形越大，稍有不慎随时都可能会发生事先估计不到的事故。因此软土地区基坑开挖应特别重视时空效应问题，认真做好施工组织设计及工期安排，尽量缩短基坑暴露的时间，减少时空效应对基坑支护结构的不利影响。

2.1 施工进度

根据支护体系的设计特点及要求，结合场地和周边环境的实际状况，本工程土方共分三阶段进行开挖，施工顺序如下：

平整场地——第一阶段土方开挖——第一道支撑及东侧斜撑施工——第一道支撑养护——第二阶段土方开挖——第二道支撑施工——第二道支撑养护——第三阶段土方开挖——封底垫层——地下室结构施工。

2.2 开挖方法

由于支护体系内支撑设计充分考虑到基坑挖运土机械化施工的需要，以圆拱形钢筋砼环梁作为支护体系的内支撑，充分利用砼的受压特性，使得基坑平面内无支撑区域达75%以上，为挖运土的机械化施工提供了良好的作业条件。另外基坑北侧约7～8m为院内道路，可在北向中间对撑两侧留设两个挖运土坡道，以实现大规模、高度机械化的开挖，尽最大限度地减少基坑挖运土的时间，降低时空效应对基坑支护结构的不利影响。

基坑开挖采用3台CAT320型反铲挖掘机和3台小型挖掘机，由南向北逐步分段分层开挖，土方随挖随运。开挖以分层为主，东侧与门诊大楼地下室相邻处可结合采用分段方法开挖；支护桩边、格构柱附近及支撑梁底和基底、地梁等无法进行机械开挖部位的土方安排人工开挖、修整。

2.3 质量控制

在基坑开挖之前，技术人员详细调查了近年来已施工的类似深基坑工程，并对其监测数据中表明的不足与缺陷进行统计，做成排列图如下：

根据图表显示，已往施工的类似深基坑工程中基坑坡顶水平位移存在不足与缺陷所占的比例最高，为72.50%。究其因由，主要是地面超载及基坑降排水不当造成的，与土方开挖顺序不合理、开挖速度过快及支撑砼养护时间不足也存在一定的关系。针对上述调查结果，结合本工程实际及施工场地较为狭小的情况，在基坑开挖期间对不同的工序采取对应的施工预防措施：

2.4. 土方开挖措施

1）借用场外飞地作为临时工程材料堆场及加工厂、土方随挖随运，以实现基坑四周的零堆载，同时基坑周边严禁停滞大型机械。

2）基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方法，分层开挖厚度严格控制在2m之内；开挖至水平支撑位置后，及时跟进支撑系统钢筋砼的施工，以尽快形成水平支撑体系；在支撑系统砼未达到设计强度等级前，严禁进行下一道土方的开挖。

3）土方开挖必须严格按施工方案的顺序均衡推进，严禁乱挖以保证支护体系均匀受力。施工中配备专职人员进行测量控制，及时将基槽开挖下口线测放到槽底，以控制开挖标高，避免超挖。

4）每一阶段基坑土方开挖，在支护结构前均留置适量的被动土，待基坑内侧土方开挖完毕后再挖除此部分土体，以减少基坑支护结构变形和荷载的积累。

5）坑底标高以上200～300mm留作保护层，采用人工开挖，以保持坑底土体的原状结构、避免坑底超挖。开挖保护层时集中劳动力和配套设备，开挖一片，铺设一片垫层，以避免人为及自然因素造成扰动，减少坑底土的暴露时间，及时在坑底形成“水平支撑”，避免发生支护桩“踢脚”及坑底土体隆起等现象，确保基坑的整体稳定。

3施工中出现的问题及对策

3.1 地面沉降

当基坑开挖到底，准备进行大面积浇捣坑底砼垫层时，路面及教学楼E开始出现裂缝，为了摸清本工程基坑在土方开挖过程中的实况，项目部技术人员对现场的监测数据进行详细分析，对监测数据中表明的不足与缺陷进行统计，做成排列图如下：

根据图表显示，基坑坡顶水平位移存在不足的问题已得到有效控制，而坡顶、周边建筑物、道路的沉降问题比较明显，原由主要是基坑初期大规模降水造成的，根据这种情况，为消除降水的不利影响，决定采取以下措施：

1）在基坑北侧靠近住院部附近增设5口回灌井，将坑底抽排上来的地下水经沉淀过滤后回灌入地层，以平衡地下水位。

2）严密监测降水井出水量及地下水位变化，在不超过预警水位的前提下逐步降低整个基坑抽水系统的工作强度，尽量减少抽水量或降低抽水频率；同时根据各降水井的出水量，有组织有针对性地进行抽水，确保整个基坑的地下水位处于相对均匀稳定的平衡状态。通过上述措施，在整个基坑施工过程中，路面及教学楼E的裂缝发展得到较有效地控制，效果明显，基坑稳定与安全得到有效保障。

5结语

综上所述，复合土钉支护为土方开挖创造了很好的施工条件，使土方开挖方案得以顺利实施完成。在该工程中采用复合土钉的综合支护具有较大优势，与一般的支护结构比可节省费用50%以上，施工技术简单易行，且与土方开挖同时进行，大大缩短了施工工期，综合效益显著。复合土钉的综合支护的方案设计，不仅要仔细研读工程地质勘察报告，还需认真现场探察，了解周围实际环境情况，然后选择合理的技术参数，进行方案设计。设计过程中，尽可能采用多种设计方法进行比较和验算，与此同时，应根据施工过程中的实际情况，及时调整相关的设计措施，确保基坑施工的稳定、安全。