论瓯海便民服务中心大楼地下室深基坑的施工

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摘要：随着国家建设的发展,基坑及其支护工程已经成为一个涉及结构工程的复杂问题。现今基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，深基坑开挖与支护不当，极易引起群死群伤，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战。本文结合工程实例，对深基坑支护技术问题进行论述。

关键词;基坑工程;支护；施工技术

一．工程概况

瓯海区便民服务中心、群众文化活动中心工程位于浙江省温州市瓯海区娄桥镇瓯海中心区地块，主楼11层，裙房为4-6层，地下室一层，总建筑面积为60998.5平方米，其中地下室建筑面积为12998.5平方米，工程造价约为1.518亿元人民币（不包括二次装修）。定额总工期1000多个日历天，但合同工期为700个日历天。本工程于2010年12月8日开工，本人很荣幸能担任本工程的项目负责人（建造师）职务，与项目部其他同志共同工作。

拟建场地为空地，四周均为规划道路，东面为预留用地，东面围墙离基坑较近。根据本工程的实际情况，结合本工程的基坑支护结构特点，对现场的起重机械、材料堆场、施工道路、以及临时设施进行了布置（如图1：施工总平面布置图所示）。

场地北面布置现场办公楼（距离基坑边界约为4m）；南面布置生活区（距离基坑边界约为23m）；西面围墙距离基坑边界约为30m，布置主要材料堆场及加工场地和主要施工道路；东面围墙距离基坑边界约为3m，距离比较近，不布置施工道路和大型材料堆场。

本工程自然地坪相对标高为-1.900m，地下室底板顶标高为-5.600m，板厚为400mm，垫层为200mm厚片石灌砂夯实，100mm厚素混凝土找平层。开挖深度分别为4.45m（至板底垫层底）、5.40m（至承台垫层底）、6.70m（至坑中坑垫层底）。

二．工程地质特征

根据温州工程勘察有限公司的有关勘察资料，仅摘录在基坑深度上下范围内具体特征分述如下：

①-1素填土：灰黄色，稍湿，松散状，主要由块石、碎石及少量粘性土等组成，均一性差，为新近回填而成。场内局部分布，直接出露地表，厚度0.30~0.90m。

①-2粘土：灰黄色，可塑状为主，局部软塑状，中―高压缩性。含少量铁锰质氧化斑点及结核，刀切面光滑，该层俗称“地表硬壳层”。全场均有分布，层顶埋深0.00~0.90m，层厚1.10~2.00m。

②淤泥：青灰、灰色，流塑状，高压缩性。含少量粉细砂、贝壳碎片及半炭化物，刀切面光滑。该层全场均有分布，根据物理力学性质的差异，将其细分为：

②-1淤泥：层顶埋深1.50~2.10m，厚度13.10~14.80m。

②-2淤泥：层顶埋深15.00~16.40m，厚度14.00~18.00m。

③粘土：灰色，浅灰褐色，软塑状，高压缩性。具细鳞片状构造，夹少量粉细砂与炭化物。刀切面光滑。该层全场均有分布，层顶埋深29.60~33.10m，厚度9.50~15.40m。

三．基坑支护施工

本工程基坑支护施工图由温州市勘察测绘研究院设计，采用钻孔桩加水平混凝土支撑的支护体系，基坑采用搅拌桩做止水帷幕。

3.1、支护方案简介

1、支护桩（钻孔桩）：设计的1-1剖面采用1排ø600@900钻孔桩，桩底标高为-17.350m；设计的2-2剖面为ø600@900钻孔桩搅拌桩，桩底标高为-19.300m；设计的3-3剖面为ø700@900钻孔桩搅拌桩，桩底标高为-23.600m。均采用C25水下混凝土。

2、止水帷幕：在钻孔桩打一排ø600@500搅拌桩止水帷幕，设计的1-1剖面、设计的2-2剖面桩底标高为-9.000m，设计的3-3剖面桩底标高为-11.350m。桩长6.1m~8.45m。

3、被动区加固：基坑西面和东面主楼部分被动区采用六排ø600@500搅拌桩加固，基坑东面坑中坑离基坑边界比较近，采用14排ø600@500搅拌桩加固，被动区搅拌桩采用格栅状布置。

4、冠梁、支撑梁：冠梁断面尺寸为1000×700mm，对撑断面为900×700mm，主撑断面为700×700mm，连杆断面为500×700mm，支撑混凝土强度等级为C30。施工时添加了适量的膨胀剂。

5、支撑立柱、支撑桩：支撑桩有部分选用工程桩，当支撑桩离支撑节点距离小于1200mm时做挑梁链接，挑梁截面及配筋同主撑截面，支撑立柱嵌入支撑500mm。

6、土方开挖及地下室施工按图2所示，设置三个出土口，出土口基坑外侧采用14排ø600@500搅拌桩加固，桩长为15m，地面浇200厚C25混凝土，ø8@200双向配筋，与场内混凝土路面相连。

3.2、简易钻孔灌注桩施工

本工程基坑支护围护桩采用简易钻孔灌注桩，桩长为13.85m-20.10m，桩径为ø600和ø700，间距为900mm，基坑支护长度约为480m，ø600和ø700钻孔桩为532根桩。

工作安排进度计划：

为满足工期要求，我们安排了4台简易钻孔灌注桩桩机陆续进场施工，每台每天完成3-4根桩，平均每天完成10~11根桩，于2011年1月15日开始至2011年3月10日完成了支护桩的施工。

施工组织：

（一）施工管理组织

为了保证支护桩的施工进度，支护桩与工程桩分开，由独立的施工员负责，成立独立的桩机班组，桩机组负责人1人，桩机施工班组长4人，钢筋笼负责1人。

（二）施工质量保证措施

1、钻孔桩机就位时，桩机中心应对准桩位。同时，在桩架平台标高和自然地坪标高以上标出控制深度标记，以便在施工中进行深度观测。

2、放样定位：工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

3、埋设护筒：护筒直径比桩孔直径大100mm，长度满足护筒底进入粘土层不少于0.5m的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒四周粘土回填，分层夯实。

4、钻机就位：钻机就位保证稳固、水平，确保“天车、转盘中心、桩位中心”三点成一线，钻机的转盘中心与桩位中心误差不大于10mm。

5、钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物；钢筋笼吊装时对准孔位，保持竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。入孔后牢固定位，容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。

6、灌注时充盈系数（实际灌注混凝土量与理论计算量之比）都已满足设计要求。在施工中根据不同土质的充盈系数，计算出单桩混凝土需用量，折合成料斗浇灌次数，以核对混

凝土实际灌注量。

7、本工程采用导管灌注水下混凝土，导管的构造和使用以及灌注水下混凝土的施工要领按现行规范和规程处理。为确保水下混凝土的质量，商品砼车辆不能到达的部位采用混凝土输送泵向导管灌注混凝土。

8、施工时我们按桩顶的设计标高掌握好混凝土的灌注量，灌注混凝土完成面的标高比桩顶的设计标高高出（即超浇）2.0m，混凝土灌注充盈系数1.10~1.25。

3.3搅拌桩施工

本工程地下室比较大，开挖深度比较深，开挖面在地下水位以下，本工程止水帷幕设计为一排水泥搅拌桩，搅拌桩的施工质量决定着基坑止水的效果。我们安排了3台搅拌桩机陆续进场施工，于2011年 2月11日开始至2011年4月10日完成了水泥搅拌桩的施工。

四． 土方开挖施工

4.1、土方开挖、外运及回填

（一）土方开挖

1、本工程基坑土方量约为6万多立方米，基坑土方分二层开挖，第一层为表面土层，在水平支撑施工前开挖，第一层土方开挖深度为1.0m，实行一次性平行开挖。按水平支撑结构形式分为南面角撑、中间对撑及北面角撑三个施工段进行开挖，工程桩静载试验完成后进行开挖，然后施工水平支撑梁。

2、基坑支撑体系完成后，混凝土强度达到90%以上，我们进入第二层大面积退土，为了实际操作方便，我们通过施工进度的科学安排，保证支撑体系完成到土方开挖已有一个月的养护时间。

3、第二层为淤泥，开挖深度到板底垫层底为3.45m，一次性开挖完成，但在小范围内实行阶梯形分层开挖，在分层开挖中是采用土方分层接力传递法，使用上、下2台传递，第一层和第二层采用平行推进、交叉传递作业开挖，在开挖作业当中120型挖机在下面挖土，但在挖机下面铺设钢板，200型挖机在上面装车。本工程地下室施工顺序按后浇带划分，按①②③④⑤⑥⑦⑧的顺序进行挖土和地下室施工（如图2：土方开挖及地下室施工流程图所示）。

4、挖土次序严格遵循大基坑、小开挖的原则，支护桩边留置了三角土，基坑底标高以上200-300mm留作保护层，同支护桩边的三角土一起采用人工挖土。基坑挖土方法采用“五边”法，即边挖土、边凿去工程桩上部多余桩长，边铺片石基层，边浇混凝土垫层，边砌地梁和承台砖胎膜。

5、承台土方严格控制土方开挖量，没有超挖，预留的土方采用人工开挖（特别是围护边的承台，我们开挖一承台土方后及时施工一承台砖胎模），土方挖完后，我们及时浇筑垫层及砌筑砖模，垫层浇至基坑围护边。

6、电梯井开挖深度达6.7m，开挖面较大，70左右，电梯井采用重力式水泥搅拌桩二次支护。电梯井土方采用二次开挖，即在电梯井四周土方开挖至底板并底板垫层浇筑完毕后，再开挖电梯井，挖机下面垫钢板，严格控制土方开挖量，没有超挖，多余土方采用人工开挖。

（二）土方运出

根据场地周边施工条件，选用临时堆土场地，保留了表面一层好的土（矿碴）作为回填土，其余淤泥质土方不作为回填土，全部外运。

（三）土方回填

（1）地下室底板砼侧模拆除后，及时回填坑边土方，分层铺填打夯，每层厚度≤30cm(虚土厚)。

（2）地下室侧壁验收后，及时分段组织回填，缩短侧壁砼暴露时间，防止砼表面干燥收缩产生细裂纹。

4.2、地下室工程

1、土方开挖施工顺序按后浇带。基坑挖土方法采用“五边”法进行施工，即边挖土、边凿去工程桩上部多余桩长，边铺片石基层，边浇混凝土垫层，边砌地梁和承台砖胎膜。

2、地下室施工工艺流程：基坑修土垫层砖胎模胎模粉刷承台及基础梁钢筋墙板及柱插筋承台基础梁至底板底混凝土底板钢筋底板模板底板混凝土剪力墙及柱钢筋剪力墙、柱及顶板模板剪力墙、柱及顶板混凝土顶板钢筋顶板混凝土。

4.3、基坑排水

1、离基坑边沿2m处（斜坡顶以外）设宽400深300的排水沟；

2、基坑坑底边沿不设排水沟，在大承台之间用管道连通的小积水坑及转弯处设长宽高各600的集水坑进行坑底抽水。

4.4、支撑拆除

底板浇筑完成后，在底板与围护桩之间浇筑同底板厚的C15砼进行换撑。待砼强度达到80%以上进行支撑拆除。因我们是分段施工，第一段支撑拆除于2011年6月10日开始，最后一段支撑拆除于2011年8月13日完成任务。

五. 基坑监测

1、监测内容

（1）监测内容包括坑外土体水平位移、沉降监测、深层土体水平位移监测、支撑轴力监测和围护桩顶水平位移监测；

（2）监测点按温州市勘察测绘研究院提供的《基坑支护方案》进行布置（如图3、4所示）。

（3）本工程基坑监测工作由温州市岩土工程有限公司负责。

2、监测频率

变形监测从2011年5月9日开始，到2011年9月7日为止，共测24次。沉降监测频率根据变形量变化情况而定，在基坑开挖期间每天监测1～2次，变形较大处每天测2～3次，一般为3~5天一次。位移观测与沉降观测同步进行，观测频率一致。

从上表的监测成果中可知：

支撑截面的受力均超过设计报警值。

目测支撑截面上没有发现任何异常的情况。

在目前基坑施工期间围护结构也基本于一种稳定状态。

ZL6在2011.05.31取得一次监测数据2607.8KN后被破坏。

基坑监测结论：

根据监测成果及施工现场的实际情况，地下室已经施工至+0.00以上，并且基坑周边的土体处于稳定状态，所以基坑结构安全。

六． 结语

本工程地下室面积比较大，基坑开挖深度比较深，施工工期要求非常紧迫。只有严格按照经过论证的基坑支护方案进行施工，编制切实可行的基坑支护施工方案和土方开挖及地下室施工方案，根据施工规范合理安排施工工序，加强施工管理和工序验收工作，才能在确保质量和基坑安全的前提下保证施工工期。本工程地下室深基坑的设计和施工是成功的，但它的造价比较高。今后我们将不断总结经验，争取施工更大更难的地下室工程。在公司和上级有关单位的正确领导下，本工程的主体结构于2011年11月29日结顶，现在我们在保证工程质量和安全的前提下抢工期，为按时700个日历天完成施工任务而作更大的努力。

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