泥炭质土场地基坑开挖施工沉降分析

陈海应，阮永芬，徐梦天源

(1.昆明理工大学，云南 昆明 650500；2.中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司，云南 昆明 650200)

泥炭质土是有机质含量大于60%的土，具有高压缩性、孔隙比大、含水率高等特征[1]，昆明地区大部分基坑事故都与该层土有关，该层土往往是增加勘察、设计及施工难度的主要影响因素，对该层土采取的处理措施也是经济造价的重要组成部分[2]。

该车站采用明挖法进行施工，会破坏原来地质特性，可能在局部地段切断地下水的径流、排泄通道。基坑降水可能会在周围产生地表沉降，基坑坍塌、管线受损、甚至引起周边建筑倾倒等，同时对地表水造成污染。

1 施工工序

基坑围护结构施工完成后，首先开挖第一层土方至地面以下4m，进行冠梁和第一道混凝土支撑的施工，等到冠梁、第一道混凝土支撑强度满足设计要求时且通过总包验收合格后进行第一道支撑以下土方开挖。每层土方开挖时，均采用先拉槽后两侧开挖的方法，先挖中间土，最后挖两侧土，每层土开挖至内支撑下70cm 后安装内支撑体系，待支撑安装好后，再开挖下一块土体。基坑开挖由车站两端向中间施工，充分利用时空效应，每开挖一仓便施工一仓主体结构，等到车站土方开挖完成后，从两端向中间施工混凝土主体结构。

2 沉降分析

图1 为不同开挖深度时，基坑沉降观测点的沉降变形图。可以看出，开挖深度较小时，基坑周围土体沉降较小，随开挖深度变大沉降增加较快；封底完成后，沉降又有较大的减小，最终沉降量在+27mm 左右。从开挖完成所测沉降量在基坑周围的变化情况看，各监测点基本在同一水平上呈无明显规律波动。

图1 基坑周围土体沉降量-时间曲线图

3 拟建基坑的变形控制措施

施工单位应根据可能对环境造成不利影响的因素，采取相应施工及应急措施，合理进行施工安排，尽量减少对周边环境的破坏。拟建车站工程基坑埋深大、周边环境复杂、工程地质水文地质条件差等特点，建议采用咬合桩+内支撑或地下连续墙+内支撑方案。

3.1 基坑降水、排水措施

场地地下水较发育，地下水位较高，并具一定承压性，对基坑施工不利。宜采取合理止水及降、排水措施。

本车站宜结合支护结构采用钻孔灌注桩加旋喷桩或地下连续墙的止水方案，采用在基坑中设置井点的降水方案。基坑降、排水过程中应加强对周边环境及建筑物的监测，必要时可在基坑周边设置一定数量的回灌井，以保持地下水的动态平衡，减小降排水引起的附加沉降。

地下水位保证在每层开挖面地下5m，当开挖到最后一层土时，地下水位至少下降到，基底下1m 处，当观测孔水位比原始水位相差0.5m，根据施工方案调整基坑降水参数，保证基坑土体的稳定性。

另外根据国内外研究表明，采用沉降变形控制的降水最优化方法[3]可有效降低基坑沉降，通过收集周围场地信息，掌握基坑开挖情况收集参数，然后建立数学模型进行系统的分析、模拟，得到基坑土体沉降监测系统。胡欣[4]提出了三种控制地面沉降的措施分别为：间歇性降水、加深止水帷幕、布置回灌井；以上方法解决因基坑降水引起的周围地面沉降的问题，保证基坑开挖的安全性。

3.2 预加固和后加固措施

预加固是一种事先防止措施，可根据地质工程情况，提前做出具有针对性的加固措施，目的就是防止由于各种原因所引发的塌方、滑坡等安全隐患的发生，有利于抑制滑坡变形，减小发生滑坡的可能性。预加固技术包括槽壁加固、坑内土体加固以及设置隔离桩。

对于超深地下连续墙，为了控制其变形，在基坑槽壁宜采用三重高压旋喷桩进行加固，以防止基坑围护墙变形。高压旋喷桩是利用高压钻机产生的高压把喷嘴里的浆液喷射到土体内，破坏土体结构，喷射的浆液切割土体，是土体与浆液在喷嘴的旋转和冲击中，充分搅拌融合在一起，等到浆液与土体凝固后，形成新的水泥固结体，从而达到加固的目的，使土体使加固土体具有梁效应及帷幕效应。特别是对流沙、滑移、渗透起到很好预防作用，以保证基坑开挖支护安全快速进行。布置如图2 所示。

图2 槽壁加固示意图

后加固包括回灌井的布置以及基坑土体开挖的相关技术。回灌井在一定条件下具有较好的作用，它可以实现消除或者减弱特定位置处的变形。车站采用后加固技术为回灌井设置。

4 结论及建议

采用合理的方式进行基坑降水可有效减少土体沉降，同时合理的布置支护结构也可以使沉降结果得以控制。此外施工单位应加强对基坑周边及基坑支护结构的巡视巡察，并对监测点进行保护。