深基坑設(shè)計(jì)與施工的探討

王茂霞

【摘 要】結(jié)合工程實(shí)例對(duì)深基坑設(shè)計(jì)與施工的環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討，包括深基坑防水設(shè)計(jì)與施工、支護(hù)設(shè)計(jì)與施工、樁基設(shè)計(jì)與施工與維護(hù)設(shè)計(jì)與施工，以期為深基坑設(shè)計(jì)與施工提供一定的技術(shù)支持，本文通過對(duì)深基坑設(shè)計(jì)與施工過程中的方案進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，將工程拆分為防水設(shè)計(jì)、支護(hù)設(shè)計(jì)、樁基設(shè)計(jì)與圍護(hù)設(shè)計(jì)四個(gè)主要的部分，詳細(xì)的闡述了每個(gè)環(huán)節(jié)具體的設(shè)計(jì)方案與施工細(xì)節(jié)，為深基坑設(shè)計(jì)與施工提供詳實(shí)的技術(shù)資料。

【關(guān)鍵詞】深基坑 防水設(shè)計(jì) 支護(hù)設(shè)計(jì) 樁基設(shè)計(jì) 圍護(hù)設(shè)計(jì)

1 工程概況

本工程位于昆明市城中心，項(xiàng)目東側(cè)圍護(hù)體與基地紅線凈距約3m?；貣|側(cè)為尚義巷，路寬約13m。道路距離圍護(hù)體最近約6.6m。東南角鄰近白塔公園，為砼7～9層住宅樓，距離圍護(hù)體最近約21m尚義巷以東為昆明中醫(yī)醫(yī)院混4～6層建筑，應(yīng)為天然淺基礎(chǔ)，距離圍護(hù)體最近約21m。基地南側(cè)圍護(hù)體與基地紅線凈距約3m。南側(cè)為尚義街，路寬約13m。道路邊距離圍護(hù)體最近約6m。尚義街南為云南煙草機(jī)械廠混6，應(yīng)為天然淺基礎(chǔ)，距離圍護(hù)體最近約為27m?；匚鱾?cè)為北京路，距離圍護(hù)體最近約13m。西北側(cè)鄰近金格中心，為地下2層、樁筏基礎(chǔ)、地上8層。購(gòu)物中心，距離圍護(hù)體最近約14.5m。西側(cè)北京路下為地鐵2號(hào)線車站。地鐵車站目前已經(jīng)施工完成并恢復(fù)北京路通車，預(yù)計(jì)在明年5月份之前通車運(yùn)營(yíng)。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800～1000厚地下連續(xù)墻，插入深度約11.5m，內(nèi)襯墻厚度約700mm。如表1所示。

2 深基坑防水設(shè)計(jì)施工方案

根據(jù)工程場(chǎng)地工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件分析，可能引發(fā)本工程施工風(fēng)險(xiǎn)的主要含水層為圓礫、粉土及粉砂層。多層含水層交錯(cuò)分布、且厚度較大，分布不均勻，水量較大， 滲透性較好，埋深相對(duì)較淺；基坑開挖深度大，開挖面挖穿圓礫層及③2、④1 粉砂、⑤1 粉土層，開挖過程中需對(duì)開挖深度范圍內(nèi)的圓礫、粉土、粉砂進(jìn)行疏干；基坑開挖到一定深度時(shí)，⑤1 粉土層有產(chǎn)生涌水、涌砂等基坑突涌的風(fēng)險(xiǎn)。以上為場(chǎng)地主要的工程地下水風(fēng)險(xiǎn)，在工程施工過程中，需要針對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)采取相應(yīng)的降水與管理措施，保障基坑施工安全。

基坑開挖后，基坑與承壓含水層頂板間距離減小，相應(yīng)地含水層上部土壓力也隨之減小。根據(jù)前期施工的觀測(cè)井，測(cè)得深部⑤1 層的水位埋深為5.3m（含水層的水位隨季節(jié)呈周期性變化），為保證基坑安全，本次設(shè)計(jì)中視⑤1 層具有微承壓性。當(dāng)基坑開挖到一定深度后，⑤1 粉土層承壓水頂托力可能大于其上覆土壓力，導(dǎo)致基坑底部失穩(wěn)，嚴(yán)重危害基坑安全。因此，在基坑開挖過程中，需考慮基坑底部承壓水的水壓力，必要時(shí)按需降壓，保障基坑安全?；拥装蹇雇挥糠€(wěn)定性條件：基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應(yīng)大于安全系數(shù)下承壓水的頂托力。

h·γs≥Fs·γw·H

其中：h—基坑底至承壓含水層頂板間距離（m）；γs—基坑底至承壓含水層頂板間的土厚度加權(quán)平均重度（kN/m3），取19kN/m3；H—承壓含水層頂板以上的承壓水頭高度（m）；γw—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；Fs—基坑抗突涌安全系數(shù)，取1.10。如圖1所示。

對(duì)于基坑開挖范圍內(nèi)的含水層采用管井進(jìn)行疏干降水，含水層的水位控制在開挖面以下1m。

3 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工方案

根據(jù)基坑工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，昆明地區(qū)類似基坑工程周邊板式圍護(hù)體可供選擇的有灌注樁排樁或地下連續(xù)墻。灌注樁排樁作為一種成熟的工法，其施工工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量易控制，施工時(shí)對(duì)周邊環(huán)境影響小，尤其適用于順作法基坑工程。僅在基坑開挖階段用作臨時(shí)圍護(hù)體，與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)程度相對(duì)較小，可以在地下室外輪廓及各層樓板、底板標(biāo)高及底板厚度確定的情況下即可設(shè)計(jì)鉆孔。

本工程擬采用地下連續(xù)墻作為基坑周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)民用建筑基坑采用地下連續(xù)墻圍護(hù)體一般同時(shí)考慮地墻作為使用階段的地下室外墻，即“兩墻合一”。但對(duì)于本工程而言，“兩墻合一”地下連續(xù)墻在施工時(shí)需要為主體地下結(jié)構(gòu)梁板設(shè)置預(yù)埋件，對(duì)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)深度要求較高，目前主體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)僅處于施工圖設(shè)計(jì)的起始階段，無(wú)法滿足“兩墻合一”地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)條件要求。因此，結(jié)合業(yè)主的招標(biāo)要求，本工程基坑周邊地下連續(xù)墻考慮僅作為基坑開挖階段的圍護(hù)墻，今后基坑開挖至基底后，地下室側(cè)壁另設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下室外墻，地下連續(xù)墻圍護(hù)體與地下室外墻之間預(yù)留1m的空擋作為操作空間，便于地下室外墻的支模與防水等施工。

4 樁基設(shè)計(jì)施工方案

抗壓樁/抗拔樁600mm，樁底標(biāo)高為相對(duì)標(biāo)高-52.225m/-54.225m（局部樁基標(biāo)高須根據(jù)大樣圖另行計(jì)算），成孔深度約51m～53m，樁端入⑦層3m，樁身在③層圓礫最大可達(dá)10.9m：①鉆孔和清孔難度大；②易發(fā)生縮頸或坍孔現(xiàn)象。針對(duì)成孔和清孔方面的難題，擬通過設(shè)備和工藝的途徑解決。本工程直徑600mm的樁基選用GPS-10 型工程鉆機(jī)進(jìn)行施工。針對(duì)圓礫層深度范圍易發(fā)生縮頸或坍孔，在鉆進(jìn)過程中降低旋轉(zhuǎn)速度并通過人工造漿，增大泥漿黏度、比重的方式來盡量避免縮頸或坍孔?？箟簶?000mm，樁底標(biāo)高為相對(duì)標(biāo)高-88m～-93m，成孔深度約87m～92m（實(shí)際施工時(shí)以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)），樁端入⑩層。本工程直徑為1000mm的樁采用SR-360 型旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工其中直徑為600mm的樁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，按照鉆孔樁施工規(guī)范要求，水下澆注需將混凝土強(qiáng)度等級(jí)相應(yīng)提高，故采用提高一級(jí)配合比按C35。其中直徑為1000mm的樁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40，按要求提高一級(jí)配合比按C45。為增加單樁承載力并減小工程樁沉降，本工程全部工程樁都進(jìn)行樁端后注漿。其中直徑1000mm與直徑600mm的樁均采用對(duì)稱設(shè)置的2根注漿管，注漿管直徑25mm，插入土體30cm到40cm。

5 圍護(hù)設(shè)計(jì)施工內(nèi)容

圍護(hù)工程：本工程基坑面積約52000m2，總延長(zhǎng)米約1063m。本工程±0.000=+1893.00，自然地坪相對(duì)標(biāo)高約為-1.625?；悠毡閰^(qū)域挖深為20.700m，卸貨區(qū)域挖深為22.700m，主樓區(qū)域挖深為24.900m。地墻厚1000mm，總共177幅。高壓旋噴樁在其鄰近圍護(hù)樁及地墻施工結(jié)束，并達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后方可施工。高壓旋噴樁采用P.O 42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，直徑為800mm，搭接200mm。水泥用量為550kg/m3。水泥漿液的水灰比0.8?？偣?54根。

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