房建基坑工程施工处治与监测技术

张正祥

摘 要：深基坑工程是房建工程施工的重点和难点，直接关系到房建工程的施工质量和安全。基坑工程的施工离不开基坑的处治和监测。因此，对房建基坑工程处治和监测技术进行研究具有重要的工程应用价值。该文结合某房建深基坑实体工程，详细阐述了该基坑工程的基坑支护体系、施工方法、监测频率、监测警戒值和监测结果。结果表明，该基坑的施工是成功的，可供同类工程施工参考。

关键词：房建 基坑工程 施工处治 监测技术

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0010-04

1 工程概况

某地下建筑物轮廓周长约807 m，其中东西长204 m，南北长199.4 m，面积约40678 m2；基底标高-11.30 m，基坑开挖深度约13.8 m。地形总体较为平缓，局部为虾池、盐池。泥面标高约1.0～2.5 m，东侧及南侧有积水，水面标高约2.0 m。场区地貌为海相沼泽化浅滩。通过钻探揭露，场区第四系主要由全新统人工填土层、全新统海相沼泽化层、第四系全新统洪冲积层及上更新统洪冲积层组成，场区基岩主要由白垩系青山群安山岩及泥质粉砂岩。吹填淤泥平均厚度5 m，淤泥质粉质粘土平均厚度4 m，砂层平均厚度9 m，第四系土层总厚度约18 m。地层分布特征及其物理力学性质为：（1）吹填淤泥。该层广泛分布于整个场区。灰色，流塑；可见腐殖质斑块，有异味，揭露深度范围内该层成分较均一，无大变化。该层为吹填淤泥在区内淤积形成，其厚度较大，成分均一，强度极低，压缩性大。（2）淤泥质粉质粘土。该层广泛分布于整个场区。灰黑色～灰色，软塑，具有高压缩性；颗粒细腻，手感均匀，稍有粘滞力～粘滞力强，干强度一般，含有机质、贝壳碎屑及腐烂植物体，有腥臭味；含粉细砂约5%～15%。（3）中细砂～粗砂。该层广泛分布于整个场区。褐黄色，饱和，中密；以长石、石英为主，磨圆一般，分选较中等～好，局部粘性土含量较高约20%～30%，夹有少量小碎石。（4）粗砾砂。该层分布较广泛，仅个别钻孔缺失该层。褐黄色，饱和，密实；以长石、石英为主，磨圆差，分选好，含有较多角砾、碎石，含粘性土约5%～10%，局部为粘性土夹层。（5）粉质粘土。零星分布于场区。褐黄～灰褐色，硬塑，具有中等～低压缩性，见铁锰氧化物及其结核，粗砂含量5%～10%；无摇振反应，切面光滑，强度中等～高，韧性较好。（6）泥质粉砂岩强风化带。棕红～紫红色，粉砂质结构，层状构造，岩芯呈碎块状～短柱状，手掰易碎，具有浸水易软化的特点。该层具有一层软，一层硬的特点，局部为中风化岩芯，取芯呈碎块～短柱状岩芯。（7）泥质粉砂岩中风化带。棕红～紫红色，结构、构造、矿物成份同上，取芯呈短柱状，节理裂隙较发育，锤击易沿节理面裂开，该层局部呈软硬相间状态。（8）安山岩强风化带。紫红色，斑状结构，块状构造，构造基本破坏，矿物以斜长石、角闪石为主要矿物成份，含少量黑云母及辉石，矿物蚀变强烈，长石大部分高岭土化，岩芯手搓呈砂土状。（9）安山岩中风化带：紫灰色，斑状结构，块状构造，以斜长石、角闪石为主要矿物成份，含少量黑云母及辉石，矿物中等风化，长石部分高岭土化，岩芯多为块～碎块状，节理裂隙发育，该层局部呈软硬相间状态。表层上覆少量地表水，地下水类型主要为孔隙潜水～弱承压水。场区地下水主要接受大气降水的补给，地下水位年变幅约1～2 m。

2 基坑施工处治

基坑支护体系：上部吹填淤泥部分通过填方挤淤形成土石围堰，作为临时道路及挡土结构；下部采用桩锚支护体系，设置800mm@1200mm钻孔灌注桩作为支挡结构，设置预应力锚杆，并增加部分后排钻孔灌注桩。基坑止水、排水体系：基坑周边设置1200mm@900mm旋喷桩止水帷幕，要求进入基岩强风化层不小于500 mm。边坡坡顶进行地面硬化并设置挡水台阶，基坑底部设置降水井疏排地下水，沿周边设置排水沟与降水井进行集水明排，排水沟，高、宽度均为300 mm，坡顶设挡水台阶，挡水台阶高度300 mm，宽度120 mm。本基坑工程安全等级为一级，围护桩控制最大水平位移≤0.2%H，周边地区地面控制最大沉降≤0.2%H，H为基坑开挖深度。自基坑开挖起至回填结束，基坑正常使用期限2年。

基坑施工工序见图1。具体施工方法为：（1）在场区内修置临时道路并形成闭合围堰，以便于土方的开挖及机械设备的进场，围堰内吹填淤泥开挖，开挖至绝对标高-1.2m。围堰宽度约10m，两边约形成1：1坡率缓坡，围堰靠开挖侧的边界距离地下结构外墙15m；围堰的修置采用向处理土层中填入较大粒径土石方，并进行机械碾压，将软弱土层局部置换和侧向挤出，尽量使用粗颗粒填料，不使用粘性土含量高、含水率偏高的土方作为填料；填方采用进占法挖掘机进行，方法为进占法。首先由挖掘机在作业半径内均匀抛第一层填方，完成后采用自重较大推土机及挖掘机来回走动进行碾压，待填方沉入后，可进行第二层填土，完成后用同样方法进行碾压，若填方无明显沉降，可向前延伸进行下一段施工，若填方沉降量仍较大，则需再抛一层填方进行碾压，直至填方沉降量较小为止。（2）围堰施工结束后进行围堰内土方开挖施工，开挖至绝对标高1.2 m后进行工作垫层施工，工作垫层厚度约1.8 m，通过向场区内抛石挤淤形成，工作垫层材料宜以卵石、砾石或块石为主，最大粒径不宜大于400 mm，垫层底预计至淤泥质粉质粘土，顶标高为绝对标高-1.2 m。（3）在工作垫层上进行灌注桩与旋喷桩施工。灌注桩直径800 mm，前排灌注桩间距1200 mm，后排灌注桩间距3600 mm，前后排灌注桩间距2400 mm，混凝土强度等级C30，灌注桩底端应嵌入基底不小于5.9 m，且嵌入基岩不小于1.0 m，桩顶设置钢筋混凝土冠梁与连梁，混凝土强度等级C30。旋喷桩直径1200 mm，间距900 mm，桩端入基岩不小于0.5 m，采用三重管施工工艺，水泥掺入量不小于600 kg/m。灌注桩主筋混凝土保护层厚度为50 mm，桩位容许偏差≤50 mm，桩身垂直度偏差≤1/300桩长，在施工冠梁前进行桩头清理和主筋整理，灌注桩桩体埋入冠梁的长度不小于5 cm。旋喷桩施工采用三重管工艺，桩体有效直径不小于1.2 m，桩间距0.9 m，桩底进入基岩面以下不小于0.5 m，水泥掺入量不小于600 kg/m，水泥浆水灰比约1.0，高压水射流压力应不小于35 MPa，在淤泥质土层中喷射提升速度不高于8 cm/min，在其他土层中喷射提升速度不高于10 cm/min；桩位偏差小于50 mm，成桩垂直度偏差小于1%。（4）待灌注桩、旋喷桩强度达到设计要求后，进行锚杆施工及土方开挖施工。锚杆施工前在基坑外侧设置一排降水井，间距30 m，降水井井深至基岩，平均深度约15 m，水位降深至所施工锚杆标高以下不小于0.5 m，以便于锚杆正常施工。锚杆杆体间隔1.5 m设置定位支架，自由段支架应与杆体脱离，可相对滑动；锚杆注浆应饱满，水泥浆水灰比0.5，锚杆应采用二次高压注浆，一次注浆压力0.5 MPa，二次注浆压力不低于2.5 MPa；锚杆张拉作业应在锚固体和腰粱强度达到设计强度的80%后方可进行，张拉时锚杆间隔进行，并按规范要求进行预张拉和超张拉，按设计预应力锁定值锁定；遇松散砂层、软弱淤泥质土层成孔困难时可采用套管跟钻，以免孔壁塌陷。开挖土方前在基坑内设置降水井，间距30 m，矩形布置，降水井井深至基岩，平均深度约15 m，降水位至基底以下不小于0.5 m；土方应分层开挖，与支护施工配合进行，严格控制超深；基坑周边应分段开挖，土方分段开挖支护长度不宜大于20 m。

开挖临近设计坡面应采用人工开挖修坡，减少扰动，边坡开挖修整后应尽快封闭并进行支护施工。

3 施工监测

3.1 监测频率与监测警戒值

监测工作自始至终与施工的进度相结合，根据施工进展，及时埋设监测元件，合理安排监测频率，正常状况下监测频率表1，当现场监测发现变形过大或出现险情时，应及时调整增加监测频率。根据有关现行规范，结合工程周边环境条件和设计要求，该项目监测警戒值见表2，当监测值大于报警控制值时，要及时采取相应的措施，以确保施工的安全进行。监测仪器设备及检定要求见表3。

3.2 监测结果

典型测点围堰地表沉降、围堰水平位移、桩顶水平位移、地下水位观测等监测结果见图2～图6。由图可知，各测量值增量随基坑施工的进行先增大后减小，最后趋于稳定；各监测值均在监测报警控制值内，基坑外潜水层水位变化较大，部分原因是由于监测期间连续下大雨所致。其他各项测定值也均在容许范围内。该基坑完工后一年多的跟踪观测结果表明，其各项指标均符合质量规定要求，表明该基坑施工是成功的。

4 结论

该深基坑工程开挖面积和深度都较大，地质条件较差，周边建筑密集、地下管线众多，为一级基坑。为确保基坑施工的安全进行，采取信息化施工，对基坑开挖进行了全面的和全过程的监测。监测结果表明，该基坑支护施工处治是合理的，为深基坑施工提供了可以借鉴的施工技术资料。

参考文献

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