浅析某大型住宅项目深基坑支护及土方开挖施工技术

杨哲铭

海南大学，海南海口 570228

1 工程概况

某工程位于湖北省武汉市江岸区，地下两层，地上包括7栋34F住宅楼、2栋45F住宅楼及1栋3F幼儿园组成。纯地下室区域为桩承台基础，主楼为桩筏板基础，地下室建筑面积约为11万m2，地下室底板面结构标高-9.1m/-9.3m。土方量约50万方，地下室东西长约235m，南北长约240m，基础埋深在±0.00下约10.8m，基坑大致呈不规则棱形，开挖面积约56400m2，周长约950m，普挖深度8.8～9.6m。

2 地质水文情况及基坑设计

2.1 工程地质情况

场地内主要为上层滞水，对基坑工程有一定影响，本工程基坑重要性等级为一级。本场地上布的①层杂填部分土，结构松散，土质不均，工程性质差；②-1层粉质粘土，呈可塑状态，中等压缩性，强度较低，土质较均匀，工程性质一般；②-2层粉土，呈中密状态，中等压缩性，强度较低，土质较均匀，工程性质较差；②-3层淤泥质粘土，呈流塑状态，高压缩性，强度低，土质较均匀，工程性质极差；②-4层粉质粘土，呈可塑状态，中等压缩性，强度较低，土质较均匀，工程性质一般；②-4a层粉质粘土，呈硬塑状态，中等压缩性，强度中等，土质较均匀，工程性质一般；②-5层粉质粘土，呈硬塑状态，中等压缩性，强度中等，土质较均匀，工程性质一般；③层粉细砂，呈中密状态，中等压缩性，强度较低，土质不均匀，工程性质较差；④-1层强风化泥岩，强度较高，低压缩性，但厚度分布不均匀，工程性质一般；④-1a层中风化泥岩，强度高，可视为无压缩性岩层，为④-1层透镜体，厚度分布不均匀，工程性质一般；④-2层中风化泥岩，强度高。

2.2 场地水文地质条件

拟建场区位于冲积平原区，地下水类型主要为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水三种。

（1）上层滞水：上层滞水主要赋存于场地①层杂填土中，主要接受大气降水和地表水补给，无统一的自由水面，其水位随降水季节而变、幅度不一，水量一般较小，对基础施工和基坑开挖影响较小，但在雨后水量可能迅速增大，对施工可能有较大的影响；因此应做好疏、排水措施，确保施工安全。勘察期间测得上层滞水水位埋深0.30～1.70m，相当于绝对标高为17.45～20.83m。

（2）孔隙潜水：孔隙潜水主要赋存于③层粉细砂中，孔隙连通性较好，主要接受同一含水层的的渗透补给，水量不大，水位不稳定。勘察期间在K67号孔测得地下水孔隙潜水水头高度为地面下19.90m，标高1.03m。

（3）基岩裂隙水：基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，水量较小，主要靠径流补给和上覆含水层的越流补给，径流缓慢；排泄以补给相邻含水层为主。

对地下水样进行了水质分析试验，结果表明，场地地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。经调查，周边环境不存在污染源，场地地下水主要接受大气降水自然补给，对建筑材料具微腐蚀性。

2.3 基坑设计

基坑总体支护方案：本着安全、经济等因素综合分析比较，本基坑采用悬臂式排桩、双排桩+内支撑止水帷幕+被动区水泥搅拌加固联合支护方式。基坑安全等级为一级。基坑支护的设计使用期限为12个月。

本工程基坑NO、OP、PQ段采用双排钻孔灌注桩支护方式，其他段为单排。支护桩长度在14～21m，桩径为900mm/1000mm/1200mm，总桩数：768根。

500@350×400双排搅拌桩止水帷幕，总长40671m，桩长：8～10m；φ500@400×400水泥搅拌桩加固，总长32326m，桩长：14～16m；φ500@400×400水泥土搅拌桩基底加固，总长254907m，桩长：2～8m。

3 基坑施工总体指导思路及施工流程

本工程在基坑开挖前，首先施工钻孔灌注桩、水泥土搅拌桩、高压旋喷桩围护结构施工，然后进行整个土方开挖施工，包括大面积土方开挖和基坑支护处土方开挖。大面积土方开挖分3层进行施工，基坑支护处土方开挖则分段分层进行施工，其中基坑支护处土方开挖情况具体分为下列3种：

第一种情况：地面覆土层至桩顶为4000mm，冠梁高0.6m，适用区段包括：BC、CD、DE、EF、FG、GH、HI、IJ、JK、KL、KK'。此情况土方分4次进行开挖：

第一次土方开挖：自然地面（绝对标高20.300m）～绝对标高17.300，开挖深度3m；

第二次土方开挖：绝对标高17.300m～冠梁底面以下0.03m（绝对标高15.67m），开挖深度1.63m，并及时进行冠梁施工；

第三次土方开挖：冠梁底面以下0.03m～绝对标高13.470m，开挖深度2.200m；

第四次土方开挖：绝对标高13.470m～坑底以上0.300m（绝对标高11.600m），开挖深度1.87m。

基坑底标高以上0.300m人工挖除。

第二种情况：底面覆土至桩顶为2.3m，冠梁高1m，适用区段包括AB、QA、LM、MN。此情况土方分三次进行开挖：

第一次土方开挖：自然地面（绝对标高20.30m）～冠梁底面以下0.03m（绝对标高16.97），开挖深度：3.33m，并及时进行冠梁施工；

第二次土方开挖：冠梁底面以下0.03m（绝对标高16.970m）～绝对标高13.970m，开挖深度3.00m；

第三次土方开挖：绝对标高13.970m～坑底以上0.300m（绝对标高11.000m），开挖深度2.97m。

基坑底标高以上0.300m人工挖除。

第三种情况：底面覆土至桩顶为2.5m，冠梁高0.8m，适用区段包括PQ、NO、OP。此情况土方分三次进行开挖：

第一次土方开挖：自然地面（绝对标高20.30m）～冠梁底面以下0.03m（绝对标高16.97m），开挖深度：3.33m，并及时进行冠梁施工；

第二次土方开挖：冠梁底面以下0.03m（绝对标高16.970m）～绝对标高13.970m，开挖深度3.00m；

第三次土方开挖：绝对标高13.970m～坑底以上0.300m（绝对标高11.800m），开挖深度2.17m。

基坑底标高以上0.300m人工挖除。

大面积土方开挖则按下述方法分3层进行开挖施工：

第一层土方开挖：自然地面（绝对标高20.30m）～绝对标高16.700m，开挖深度3.60m；

第二层土方开挖：绝对标高16.700m～绝对标高13.600m，开挖深度3.10m；

第三层土方开挖：绝对标高13.600m～绝对标高10.600m，开挖深度3.00m。

基坑底标高以上0.300m人工挖除。

工程主要采用大、小挖掘机、长臂挖机相互配合的方法挖土，确保土方按时完成。

4 深基坑土方开挖技术及总体部署

本工程总共出土约50万m3，根据施工条件、现场的实际情况结合结构分仓的特点，计划将整体土方开挖分成6块；按照总工期3个月计划要求，每月出土约166000m3。考虑实际出土可能受到雨天及各种客观因素的影响，每月平均按25d计算，日均出土约6640m3，由于第一层土方采取的是从中间向四周分层同时开挖，四周可以同时出土，转运距离较小，进度较快，日均出土量约为8300m3，第二层土方及以下需要转运的距离增大，需要多台挖掘机配合多次转运，速度较慢，平均日出入约为4700m3。

现场计划每天组织土方自卸车30台，大、小挖掘机10台及两台长臂挖机。每天夜间20：00至凌晨5：00运输土方，每车每晚平均运输8～9次。

另外，由于夜间土方外运量比较集中、土方量比较大，而夜间从基坑内向上挖土相对较少，所以应合理的安排白天多挖土方，并存放在施工现场；现场必须组织安排好土方堆放点。

5 结语

深基坑支护与土方开挖是土建工程的重要部分，由于地理环境的不同，基坑存在地域性差异，目前基坑深度越来越深，开挖面积越来越大，施工工艺也越来越复杂，因此在工程实践中必须不断总结，提高支护技术水平，提前策划好土方开挖方式，土方运输路径，有效保证深基坑施工过程中的整体质量与安全。