建筑工程中深基坑施工技术

摘 要：本文根据具体施工实例，详细的讨论了深基坑施工情况，深入的分析了施工中出现的问题，并针对性的提出合理的解决措施。
关键词： 深基坑 施工技术 质量控制

一、工程概况

某工程地上十八层，地下一层。基坑平面尺寸为106.66m×3.70 m，开挖面积约为4 500 m2，大面积开挖深度为10.45 m，中部楼电梯井剪力墙筒芯处承台加深2.6 m，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?700钻孔灌注桩，水平内撑为两层钢筋砼结构，支护桩间采用?500高压旋喷桩做止水桩。本工程场地地势较，平整后标高约为6.60 m，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 m～2.10 m；（2）粉质粘土：厚度一般0.90 m～2.80 m；（3）淤泥：厚度一般3.00 m～8.60 m；（4）中砂夹淤泥：厚度一般0.90 m ～7.30 m；（5）淤泥夹中砂＼中砂夹淤泥：层厚一般16.15 m～22.60 m；（6）砾砂：厚度1.60 m～6.80 m。基坑开挖范围内岩土层主要为：杂填土、质粘土、淤泥、中砂夹淤泥，坑底土层主要为：中砂夹淤泥；局部为：淤泥。

二、深基坑施工概况

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。

1 施工顺序

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 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 m～8 m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。

3 降排水方法

根据支护设计及场地水文地质情况，在基坑开挖前期，以集水明排的措施为主，作好基坑及周边的截水、疏水和排水工作；在基坑开挖后期，配合以坑底轻型井点降水措施，保证施工现场在基本无水状况下施工。

4 质量控制

在基坑开挖之前，公司组织项目部技术人员，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，以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72 150%。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相关关系。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：
（1）土方开挖措施
a借用场外飞地作为

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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。
b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2 m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。
c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。
（2） 降排水措施
a对于地表水，采取/集水明排0的办法：在第一道支撑梁施工及养护结束后，沿基坑支护桩冠梁边做环形排水明沟，以防地表水倒流入基坑。
b对于坑壁渗水，设计上虽采取止水措施，但止水桩位置因施工工艺的局限不可能准确无误，坑壁渗水在所难免，预防上采取“堵”和“疏”结合的办法：在第二道支撑梁上沿基坑四周设置扁槽砼排水沟，并于坑底四周及后浇带位置设置卵石铺设的盲沟、盲井，当坑壁渗水量较小时，用干海绵和导流管进行疏导，有组织地排到集水坑；当坑壁的渗水量较大时，将该处土体适当暂时保留并压实，以平衡基坑内外水头压力，再通过注浆措施将渗水堵死。
（3） 监测措施
a土方开挖前，对邻近建筑物的资料进行收集、分析，对已有的裂缝等问题事先设置标记并备案，施工过程中定时观测其变形的发展情况，发现问题及时采取补救措施。
b在基坑开挖过程中，加强对支护结构体系和基坑稳定性监测，作到每一深挖土步骤就要进行监测，然后对监测值（桩顶位移、桩侧斜、沉降）进行分析并及时反馈，若监测值发生突变，说明基坑支护结构承受过大的压力，需要放慢挖土速度或立即停止挖土，待基坑变形稳定后，方可继续进行施工。

三、施工中出现的问题及对策

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，我司再次组织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，究其因由，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：
a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。
b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。

2 地下水

当开挖中间大承台位置的坑中坑时，按设计要求，地下水位至少应降至承台垫层以下015 m，但实际开挖后却发现坑中坑内水位尚未达到设计要求，在外周边增加轻型降水井点也不解决问题。认真观测后发现：虽然坑中坑内水位较高，但其的地下水位已降至设计要求的标高之下。根据现场开挖后揭露的地质情况并结合先前的开挖经验，分析后认为：由于坑底土层位于?中砂夹淤泥层或?淤泥与中砂交互层，该土层因淤泥夹层的隔水作用，其竖向透水性较水平向透水性小得多；且坑中坑周围设计上采用水泥搅拌桩帷幕进行围护止水，坑内又无降水井点，因此在坑内的土层中形成积水，这些积水实际上是淤泥与中砂交互层中的滞水，其水位难以随地下水位的降低而下降，需要在坑中坑内局部开挖坑井，采用明抽排水配合进行解决。

四、工程监测结果

支护桩顶最大水平位移累计值为17 mm，最大竖向沉降累计值为10.6 mm；支护桩最大深层位移累计值为15.68mm，表明支护结构稳定性较好，基坑处于相对安全的状态。而周边道路、建筑最大竖向沉降累计值分别为4

6.6mm及65.6 mm，相对较大，表明基坑降水对周边环境有一定的不良影响。

结语：
此工程一开始就十分重视土方开挖和地下水问题，备有应急预案，以应对复杂问题。由于各项措施有效，基坑施工取得成功，这为我们以后的桩基施工提供很好的参考。