黄欢君
(宁波建工工程集团有限公司，浙江 宁波 315000)
摘 要：项目施工现场三合土厚土平均仅2.8m，其下有平均0.81 m厚的粉质黏土，粉质黏土是该项目的含水层；而施工现场下部的淤泥质粉质黏土是粉质黏土长期沉积的结果，其黏性较大，流动性强于粉质黏土，也是施工中的重大安全隐患。施工过程中充分体现了精益化管理带来的效益，工程质量全部达标，工期比预期缩短了12%，工程成本控制完全符合甲方的要求。
关键词：基地工程；深基坑；支护；土方
本文研究的工程由宁波市北仑区建筑工务局出资建设，中联·程泰宁建筑设计研究院设计，宁波宁大地基处理技术有限公司进行基坑支护设计，宁波建工股份有限公司组织施工，宁波高专建设监理有限公司负责工程监理。
本工程位于北仑区春晓镇东直河以西，中八路以南，工程简况见表1。
表1 建筑设计简况表
项目建筑特征指标建筑概况总建筑面积/m2建筑层数40987地上38818地下2169地上3层地下局部1层其他指标用地面积/m251966屋面及地下室防水等级一级耐火等级地下室及地上部分均为一级
2.1 地下水影响
地基基础设计等级为甲级，桩基安全等级为甲级，地下室防水等级为一级，抗渗等级为P6。本工程±0.000相当于黄海标高3.650 m[1]。本工程采用钻孔灌注桩基础+防水板。基础采用φ700、φ800 mm钻孔灌注桩，以(8-3)号圆砾层作为桩端持力层。桩长主要以进入持力层深度控制，桩端进入持力层深度≥3倍桩直径；无地下室区域桩长约60 m，有地下室区域桩长约54 m。桩身混凝土强度等级为C40，桩顶标高为-8.300～-4.900 m。地下室由一条后浇带将其一分为二。本工程地下室底板和外墙板的混凝土是分开浇捣的，再次浇捣墙板混凝土时，就有一条施工冷缝，当这条缝的位置在地下水位线以下时，就容易产生渗水；所以本工程连续墙应设置钢板止水带进行防水处理。
根据地下水的赋存条件、水理性质、水力特征及埋藏条件，拟建场地地下水类型主要为第四系孔隙潜水、孔隙承压水及基岩裂隙水[2]。本工程场地地下水主要赋存于表层素填土，且场区东侧紧靠东直河，与地表水联系较密切，水位受气候条件影响，应做好充分的止水措施；同时亦需要重点关注西南面的河道经过场内塘渣回填，尤其是其出土口范围。
因为本工程为邻水深基坑工程，地下水持续补给量较大，土层砂砾层多，黏性差，水头压力较大。基坑施工最初5天，每天涌水量均达到700 m3以上。如果地下水不能被有效处理，一方面其涌水影响基础持力层的持力，造成建筑的整体基础质量下降；另一方面，涌水引起的边坡不稳定因素，可能造成施工中的重大安全事故隐患。
在地下水控制施工中，如果采用液氮冷冻法，其冷冻土层较浅，气温偏高，冷冻持续性差；如果采用注浆法，其含水土层分布较广，水头压力大，钻孔密度较大，地下水控制难度较大；如果采用预排法配合强排法施工，能疏干基土中的水分，促使土体固结，提高地基强度，同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，从而提供比较干的施工条件，还可以减少土方量，缩短工期，提高工程质量，保证施工安全。
开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态，对水头较大的出水点进行局部注浆处理。本文采用的连续墙足以在后期实现项目中的地下水长期控制，所以计划采用预排法配合强排法进行施工[3]。
2.2 软岩影响
本基坑属二级基坑工程，重要性系数γ0=1.0，基坑采用排桩结合圆形钢筋混凝土水平内支承方式。环梁及支承面标高为-2.75 m，支护桩采用φ550 mm的钻孔灌注桩，外围采用φ700@500双头水泥搅拌桩作止水帷幕，基坑平面转角处采用角支承形式布置[4]。本基坑开挖面积约3 200 m2，基坑计算开挖深度：自然地坪面标高约-1.25 m，底板最低处垫层底标高为-7.40 m，开挖深度为6.15 m。地下室总的土方量约1.5万m3。
本项目施工现场三合土厚土平均仅2.8 m，其下有平均0.81 m厚的粉质黏土，粉质黏土是本项目的含水层。而本项目基坑开发深度不足5 m，含水层厚度占基坑边坡总高度的16.2%。本文施工现场下部的淤泥质粉质黏土是粉质黏土长期沉积的结果，其黏性较大，流动性强于粉质黏土，也是施工中的重大安全隐患。地层分布统计见表2。
表2 地层分布统计表
地层编号岩土名称项次层厚/m层顶高程/m层底高程/m层顶深度/m层底深度/m①1素填土统计个数5656565656最大值3．62．591．2903．6最小值1．11．85-1．2201．1平均值2．832．39-0．4402．83①2粉质黏土统计个数3535353535最大值1．61．29-0．013．34．5最小值0．3-0．92-2．121．12．4平均值0．81-0．31-1．122．733．53②淤泥质粉质黏土统计个数5656565656最大值17．4-0．01-10．334．520．4最小值8．9-2．12-18．082．412．8平均值12．28-0．95-13．223．3315．61
本工程基坑底基本处于层①2粉质黏土、②淤泥质粉质黏土中。由于场地东侧紧邻东直河，应进行专门的止水设计。基坑支护及降水设计的相关岩土参数见表3。
表3 基坑支护与降水设计岩土参数测试成果表
地层编号含水量/%渗透系数水平Kh/cm·s-1垂直Kv/cm·s-1内摩擦角ϕk/(°)内聚力Ck/kPa内摩擦角峰值ϕ/(°)内聚力峰值C/kPa有机质含量Om/%重度γ/kN·m-3①232．83．57×10-73．06×10-79．914．31．112．47．418．7②41．55．58×10-75．52×10-78．411．80．29．45．018．0③41．25．47×10-75．44×10-79．012．00．210．06．617．7④42．81．31×10-71．02×10-710．116．90．612．06．517．8
注：C、φ的设计可根据本地区经验进行打折计算。
本工程地下室较小，根据现场实际情况，以及围护设计的总体要求，现场出土口仅设置一个，位于场地西南角，并予以加固处理。场地东侧为东直河，距离基坑最近处约为150 m。地下水静止水位埋深位1.0～2.53 m，水位年变化幅度约为1.0 m。本工程2个主要出口均位于中八路，而靠近本工程一侧主要管线有DN300自来水管、雨水管及电力管网，埋深基本位于道路干道平面以下90～110 cm，鉴于此，需要对道路出入口下管网进行保护，必要时采取栈道过桥的方式跨越管网[5]。场地东北角有明月桥，且距基坑最近处约120 m，因此开挖过程及地下室施工期间应做好监测工作；同时，由于现场生活区位于桥头下面，应密切关注该段监测结果。由于出土口车辆进出将相当密集，支护安全亦应给予相当的关注。材料堆场及出土口部位地面荷载≤25 kPa，其余部位地面荷载≤15 kPa，放坡平台严禁堆载，坡顶外15 m范围内不得堆载。
3.1 基坑排水及防渗措施
地表水强排工程采用疏排并行法，在冠梁顶设置400 mm×400 mm排水沟，并在坑外间隔20 m设置一个500 mm×500 mm×600 mm集水井，防止地表水流入坑内；同时，在坑内设置有组织排水，并在相应位置设置排水沟和集水井，以便及时用水泵把坑内积水排出坑外。
充分防止沿边坡下泄的径流水，边坡挂网处理，在放坡坡面上用70 mm厚C15素砼护坡，并设置φ50 mm的PVC排水管[6]。
基地处理方面对基地的土持力进行加强，在冠梁施工前将底部杂填土挖除，并回填含水量较低的黏性土。将黏性土充分夯实后，再开始打桩处理。在钻孔桩外侧打设φ700@500密排双头搅拌桩防渗。
3.2 基坑挖土措施
待支承体系形成以及水泥土强度达到0.8 MPa后方可开始挖土。按设计要求开挖围梁及支承部位土体。土方开挖的顺序、方法应与设计工况相一致，并遵循“开槽支承，先承后挖，分层开挖，严禁超挖”及“大基坑、小开挖”的原则，挖土工作应分层、对称进行，每层开挖深度≤1.5 m[7]。
基坑开挖应先浅后深。挖土结束，且当天及时打设垫层和砖胎模挡土。出土口按设计要求进行加固处理，最后土方应从出土口出土。挖土时，应对挖土机械进行严格管理，挖土机械不得碰撞或损伤围护结构，且严禁在已挖出的基坑边行驶。为了防止土方对基坑带来额外压力，挖出的土方应及时运出，不得堆置在坑边。土体开挖不得放坡过陡。
3.3 基坑监测方法
在施工过程中，应密切监测围护结构、土体的变形，根据这些变形的发展情况及时调整施工工艺，实行信息化施工。本次基坑围护及开挖施工应进行深层土体位移监测、冠梁顶水平位移监测、高位桩水平位移监测和沉降观测等监测。
根据本基坑设计要求，并结合以往多个类似工程的检测经验，本工程检测按如下控制值执行：深层土体累计位移为60 mm，连续3天的位移速率为6 mm/d；冠梁顶累计位移为30 mm，连续3天的位移速率为5 mm/d；高位桩桩顶累计位移为25 mm，连续3天的位移速率为3 mm/d。
在基坑监测施工前，各监测项目测读初始值≥2次。基坑挖到设计标高前每2 d监测1次；挖到设计标高后增加到1次/d；当监测值超过报警值时，增加监测次数至2～3次/d；垫层和砖模形成后，若连续3天稳定，则可减少到每2～4 d监测 1次；拆承期间应加密监测频率[8]。
选择有资质且经验丰富的专业单位进行基坑监测，确保监测工作的专业性。监测结果应附数据和图表说明，标明变化速率和累计变位值，发现异常情况应分析报告，坑边既有建(构)筑物监测资料应存档。基坑监测由建设单位另行委托专业单位进行，施工单位不对监测结果的准确性负责。
除上述由专业监测单位完成的监测工作外，还应对现场塔吊的沉降及倾斜情况进行监测。
3.4 基坑开挖现场管理策略
基坑顶水平位移较大或深层土体位移较大，速率较快，可在坑底回填土、草包叠袋或在围护桩与底板胎模之间打设砼板带等。若冠梁顶水平位移较大，速率较快，则在该部位加设钢管承或斜承。
在开挖过程中，应密切关注边坡的监测结果，如果放坡坡面出现滑移或沉陷，应用松木桩加固坡脚，或用土钉加固坡面，或改为钢筋砼面层。
对于基坑渗水部位，应采用坑外截流或高压注浆止渗。如果桩间漏土现象严重，应在坑外打设松木桩或坑内砖砌挡墙挡土。施工现场应准备一定数量的钢管、土钉、松木桩和草包等应急材料。当监测发出报警后，必要时可撤出基坑内的全部人员及大部分设施，但应留置3台以上PC200应急挖掘机。
在支承结构砼施工前，应提前2 d通知监测单位现场负责人。根据监测单位的监测点埋设交底，了解监测点的埋设方法及注意点。对监测点派专人进行保护，对易人为损坏的监测点，可封闭保护。项目部派专人参加基坑监测，并随时纪录监测数据，及时上报。项目部2次/d对基坑周边巡查变形监测，以便及时发现危险。
通过加强现场管理，有效控制了软岩和地下水对工程的影响，充分保障了现场安全管理体系。本工程施工全程未出现因为软岩和地下水问题造成的塌方、涌水等事故，没有因为深基坑施工造成工伤和设备事故。施工过程中充分体现了精益化管理带来的效益，工程质量全部达标，工期比预期缩短了12%，工程成本控制完全符合甲方的要求。所以，本文采用的深基坑工程设计方案和现场管理方案是行之有效的，积累的经验会在后续其他项目的施工中得到进一步的印证和推广。
参考文献：
[1] 崔涛.临海粉煤灰吹填区深基坑开挖及支护新技术研究[D]. 青岛：青岛理工大学，2012.
[2] 刘献坡.深基坑支护与土方开挖[J].科技创新与应用，2013(26):219.
[3] 宋来东，侯芳，闫亚鹏，等.超大面积深基坑土方开挖支护监测分析[J].中国水运(下半月)，2016(3):315-317.
[4] 叶帝江.深基坑支护与土方开挖技术在某工程中的应用[J].福建建材，2015(6):49-51.
[5] 朱星彬，胡学军.软土地区复杂深基坑支护结构设计与土方开挖[J].建筑技术,2015(9):837-839.
[6] 左殿军, 史林, 李铭铭, 等.深基坑开挖对邻近地铁隧道影响数值计算分析[J].岩土工程学报, 2014(S2):391-395.
[7] 陈昆, 闫澍旺, 孙立强, 等.开挖卸荷状态下深基坑变形特性研究[J].岩土力学, 2016(4):1075-1082.
[8] 王翠， 闫澍旺， 张启斌.深基坑开挖对邻近桥桩的影响机制及控制措施研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2010(S1):2994-3000.
责任编辑 郑练
Study on Deep Foundation Pit Support and Site Management
HUANG Huanjun
(Ningbo Construction Engineering Group Co., Ltd., Ningbo 315000, China)
Abstract：The project construction site concrete thick soil average of only 2.8 meters, with an average of 0.81 meters thick silty clay which is the aquifer of this project. The silty clay in the lower part of the construction site is the result of long-term deposition of silty clay. Its viscosity is larger and the fluidity is stronger than silty clay. The construction process fully reflects the benefits of lean management and the quality of all engineering meets the standard. The project period is shorter than the expected duration of 12%. The project cost control is in full compliance with the requirements of Party A.
Key words：base engineering, deep foundation pit, support, earthwork
中图分类号：TU
文献标志码：A
作者简介：黄欢君(1977-)，男，硕士，高级工程师，高级经济师，一级建造师，注册造价工程师，主要从事施工企业项目管理、公司生产经营管理等方面的研究。
收稿日期：2017-04-24
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