软土基坑支护工程的施工要点——以福州东二环某项目软土基坑支护为例

李秀荣

(福建天宇建筑技术工程有限公司 福建福州 350001)

软土基坑支护工程的施工要点
——以福州东二环某项目软土基坑支护为例

李秀荣

(福建天宇建筑技术工程有限公司 福建福州 350001)

为了保证软土地基基础条件，基坑支护工程施工顺利进行，减少对周边临近建(构)筑物、道路、管线等不利影响，文章以福州东二环某项目软土基坑支护为例，并根据该工程的重点、难点，详细论述其施工方法、顺序、要点。

软土地基; 基坑支护;施工要点;监测

0 引言

随着地下空间的开发，地下室基坑工程施工已经成为很多工程不可避免的一部分。基坑支护的安全及施工工期对整个项目的影响日益突出[1]。如何有效地保证基坑安全且有效合理地安排施工进度，对降低工程风险，保护周边建筑及自然环境有着重要的意义。福州东二环地块，受天然地质地层及后天人为影响，该区域为大面积池塘，河道暗渠密集区域。东二环区域地质以软土为主，为次固结土，特征为厚度大、含水率高、流塑性强等。施工场地民房密集，该项目属于边拆迁边施工的项目。目前周围区域大面积已经由开发商开发为新兴楼盘，在其基坑开挖期间，周边基坑从早期出现部分变形大、周边房屋开裂到大面积土体失稳(周边二层地下室开挖，最大变形达1.5 m)等事件发生。本文仅针对该地质条件下的施工工艺的施工方法、要点及顺序，进行介绍。

1 工程概况

(1)拟建工程场地位于福州市晋安区，塔头路南侧，化工路北侧，场地原为耕地、鱼塘及民房，交通较为便利。场地经人工堆填，地形起伏较小，场地较为平整。该项目基坑支护平面布置图如图1所示。

(2)该工程±0.000相当于罗零标高8.100m，现有场地罗零标高为6.100m～6.600m。

(3)该项目地理位置交通便利，位于二环和三环之间。

图1 基坑支护平面布置图

2 场地内不利的工程地质与水文地质条件

2.1 场地工程不利的地质条件

场地岩土层特征及分布情况及土性描述如下：

(1)杂填土：杂色，湿～饱和，松散～稍密。成分主要为粘性土及建筑垃圾，局部地段含有旧基础，硬质物含量约占35%～60%。堆填时间10年以上。

(2)淤泥：深灰色，饱和，流塑，含有腐殖质，略具臭味，捻面有砂感。

(3)粉质粘土：灰黄色，饱和，可塑，含少量铁锰质氧化物。

(4)淤泥质粘土：深灰色，饱和，流塑，含有腐殖质，略具臭味。

基坑开挖影响范围内土层的主要物理力学参数指标如表1所示。

表1 基坑开挖影响范围内土层物理力学指标

2.2 场地水文不利的地质条件

该场地地下水主要为赋存杂填土中上层滞水，靠大气降水补给，向郊区下游排泄，地下水随季节和降水量的变化而变化。水位埋深为0.50m～3.20m，水位为罗零3.990m～5.690m。

场地位于低洼区域，该场地为大面积池塘，河道暗渠密集区域。场地开挖过程中原有地下水道仍在使用，给开挖带来极大的困扰及对基坑安全产生不利的影响。

2.3 施工支护类型

周边大基坑采取的是一阶放坡为喷面支护，边坡坡度1∶1.2。设计剖面为二级支护，第二级为直立支护，采用H型钢+锚管组合支护形式，坑底被动区采用Φ500水泥搅拌桩加固，支护剖面如图2所示。

图2 典型的基坑支护剖面图

3 施工规划及难点要点

3.1 勾机清障确保水泥搅拌桩、H型钢施工质量

现场沟渠及开发后期回填场地回填土层厚度约为2.0m，H型钢及水泥搅拌桩施工要求场地清除大块的障碍、石块。为确保水泥搅拌桩可以连续施工及H型钢能够压至设计标高，场地应进行一次开槽清障，清障宽度约3.5m(满足2种工艺同时清障，有效避免重复使用勾机，并保护型钢外侧已经施工完毕的水泥搅拌桩土体)，清障深度应确保障碍物清除，如遇有地下水必要时需要抽水确保孤石等障碍物清除。清除完成后现场根据设计要求标高施工水泥搅拌桩并同期分段施工H型钢。

该工序的优点是：①有效避免H型钢施工不到位；②减短工期，避免重复的清障施工；③有效保证了被动区与H型钢密切贴合；④保证水泥搅拌桩的搭接。

3.2 对于开挖区域场地内原有道路及暗渠进行清理及封堵

针对场地内基坑开挖边界范围内的横竖交错的道路，利用炮头机进行爆破并用勾机进行清理，另外根据场地内原有线路管道图对基坑开挖区域内的暗渠进行清理、封堵。做好前期开挖准备工作，以防开挖过程中暗渠中的水大量引流入基坑，如遇到没有封堵的暗渠管道，应及时停止开挖。

3.3 对于流塑淤泥开挖提前明确并交底施工方案

针对周边区域软土地基开挖的情况，提前与土方沟通，保证开挖过程采用分段开挖，开挖一段支护一段的方法以保证土体尽量不受扰动。

4 施工质量控制难点及要点

4.1 保证水泥搅拌桩的搭接

为保证Φ500水泥搅拌桩的连续性和接头的施工质量达到设计要求，现场主要依靠连续施工来保证，图3中阴影部分为连续施工重点位置。现场施工中主要在以下3个方面对水泥搅拌桩施工质量进行控制。

图3 500单轴水泥搅拌桩平面布置图

(1)障碍物清理：为保证水泥搅拌桩连续施工，在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行探测清理。为确保桩径，应经常检查桩径或将实际施工桩径适当扩大，确保桩头尺寸不小于500mm。桩与桩之间的搭接要控制好，不得小于100mm。当基坑开挖过程中，发现搅拌桩止水不严密，有渗漏水时，立即采用“旋喷桩”形式高压注浆补缝，以达到防止踢脚效果，控制基坑边坡外土体(流质淤泥)的流失。

(2)测量放线：根据甲方提供坐标基准点，按图放出桩位控制线及基坑支护控制线，设立临时控制标志。

(3)现场施工参数：水泥浆水灰比为1.5～2.0，水泥采用Po.42.5级普通硅酸水泥，掺入量为20%，每立方米水泥掺量约为360kg，严格控制提钻杆速度1.0 m/min～1.5 m/min，严格保证泵送压力≥0.3MPa[3]。现场需要实时根据已经施工剖面长度及深度控制实际水泥消耗量。

4.2 喷锚支护施工

该工艺为常规工艺。明挖土质边坡喷射混凝土支护作业前，应将边坡整平、压实、自坡底开始自下而上分段分片依次进行布网筋、喷射，严禁在松散土面上喷射混凝土，各部位喷射混凝土厚度、标号按设计要求确定。

4.3 基坑排水

坑外排水沟设置排水沟及集水井，以排除地表滞水，明沟断面如图4：四角、直线边间隔20 m设集水井，集水井比沟底深0.5 m，集水井根据地形采用水泵或自然排除。排水沟与集水井做法大样如图4所示。

图4 坑外排水沟与集水井做法

坑内设置临时排水沟(或盲沟)，并在开挖处坑底(间隔50 m)设置若干集水井，采用潜水泵抽水，明沟和集水井随土方开挖深度加深，抽水排到坑外明沟，经集水井沉淀后排入市政下水道。

5 基坑施工过程中遇到的问题及解决方案

5.1 施工中遇到的问题

5.1.1 淤泥含水率高、承载能力极低，土方不能正常开挖

对于场地内原池塘区域8#楼的基坑开挖采用临时基坑开挖方案支护,如图5所示。开挖采用周边先支护中心后开挖的中心岛方式，开挖过程中第一级开挖平台内的2道锚管施工正常，其揭露的土层均为杂填土及粘土，成孔正常；第一级支护完成后施压H型钢(可确保H型钢桩顶施工至设计标高)，第二阶预应力锚索施工正常，最后一道锚管开挖工作面时出现工作面挖出3h～4h后基坑底部出现隆起，勾机下陷，基坑顶部出现多条裂缝，流塑淤泥层出现并有扩展的趋势，及时停止土方开挖并与设计人员及时沟通。

图5 剖面图二

5.1.2 监测结果超限预警

现场由于甲方临时变更施工道路至7#、8#西侧，造成监测预警，现场人员及时停止现场土方的开挖并制止坡顶通车。

5.2 施工中采取的措施及作用

5.2.1 施工中采取的措施

图6 剖面2加固版

针对施工过程中淤泥含水率高，承载能力低下，现场变形隆起严重的特点，现场采取如下措施：

(1)回填土方至H型钢桩顶标高，对已经有侧向位移的第一级支护(已经存在整体性失效)进行加固，增加一道18m的支护锚管，如图6所示；

(2)预应力锚索(柔性材料)以下增加一道预应力精轧螺纹钢锚杆(刚性材料)，在注浆量达到的前提条件下，柔性材料结合刚性材料以达到增大竖向及侧向拉力的作用，为有效控制基坑的侧向位移及沉降；

(3)在坡顶允许范围内进行卸载；

(4)在第一级平台位置施工竖向锚管。

注浆的主要作用为改善土体性能，提高粘结力，增加土体的整体性。针对流塑淤泥的软土地基，开挖前及时发现异常并采取有效措施控制并改善地层，对确保基坑的稳定性、安全性起到积极的作用。

5.2.2 监测预警的处理

由于现场坡顶走车，基坑第一阶支护土体已经破坏，鉴于现场工期紧迫，我司与设计单位认为应该进行坡顶卸荷，将第一阶支护土体进行破坏性卸荷，建议更改并加固该场地内施工道路。

6 基坑监测

该工程施工现场基坑监测采用仪器检测及巡视监测相结合的方法。

6.1 仪器检测

仪器监测包括基坑顶部水平位移及坡顶沉降2种，其累计监测结果如表 2～表 3所示。

表2 坡顶沉降监测成果一览表 mm

表3 坡顶水平位移监测成果一览表 mm

其中K11/K12/K13/K14/K15监测点位于7#楼西侧，该段由于红线外市政道路(规划中)施工，西侧后期临时现场决定做施工道路使用，大量土方车辆及混凝土罐车等在坡顶行走，造成变形剧增，后期直接采取将第一阶土方卸荷作为措施手段。

6.2 巡视监测

施工巡视检查主要以目测为主，辅以锤、钎、量尺等工具及摄影、拍照等手段。施工过程中，主要观察：

(1)坡顶周边有无裂缝出现；

(2)周边道路有无裂缝出现；

(3)基坑底部有无隆起；

(4)场地地表水、地下水排放状况是否正常；

(5)基坑有无塌陷、裂缝及滑移；

(6)基坑是否有超挖；

(7)基坑顶是否有堆载。

发现问题及时与建设单位及监理沟通，如遇紧急情况，及时撤离施工人员并回填基坑。

7 结语

通过东二环某项目基坑支护项目实践证明，为了保证软土地基基础条件下，基坑支护工程施工顺利进行，减少对周边临近建(构)筑物、道路、管线等的不利影响，必须结合基坑支护结构形式、降排水措施，通过采取地下水动态监测、沉降监测、设置止水帷幕以及地下水回灌等有效措施，从而确保工程能够顺利进行[4]。

[1] 邱建伟.SMW工法桩在临海深基坑围护中的应用[J].福建建筑,2016(12):56.

[2] 周琳，关天．浅谈地铁建设对房地产商圈的影响[J].建筑工程,2012(3)3:23.

[3] 俞坚.软土基坑SMW工法桩与锚杆组合支护若干施工技术问题探讨[J].福建建筑,2016(11):54.

[4] 孙迪.福州地铁树兜站降水工程的分析及防治[J].福建建筑,2015(10):38.

Discussion on the construction points of soft soil foundation pit——Support of excavations in soft soil ground from the project in Fuzhou East Second Ring Road

LIXiurong

(Fujian Tianyu constructional technology and engineering Co.Ltd., Fuzhou 350001)

To ensure the smooth construction of foundation pit support in basic conditions of soft soil, reducing the adverse effects to the neighboring building (structure) of buildings, roads, pipelines, the method, sequence, key points of soft soil foundation pit construction from Fuzhou East Second Ring Road are amply discussed in this paper based on the key points and difficulties of engineering.

Soft soil foundation; Foundation supporting; Construction points; Monitoring

李秀荣(1980.2- ),工程师。

E-mail:754418551@qq.com

2017-02-27

TU4

A

1004-6135(2017)05-0083-05