基于实际应用的大小基坑组合分级降水技术的案例分析

在社会快速发展的推动下，建筑项目数量和规模均呈现增长趋势，同时在建筑项目质量与安全性方面的要求也不断增加。建筑项目中基坑是其基础环节，在建筑项目施工质量与安全方面有着直接影响，但是开展基坑施工作业时，往往存在基坑降水技术落后、实际施工与设计不符等情况，导致施工安全与质量受到一定程度的影响。路西侧的挖底部高程为-10.37m，基坑长42m，宽26.5m。降水深井造孔直径62.5cm，井管直径40cm，井深34m；疏干井造孔直径80cm，井底标高需进入第四层1m，共4个；测压井4个。滤料由三层厚20cm的d1-4、d4-8、d8-32石子组成，如图1所示。

1.工程概况

项目位于三亚海棠湾，公昌西村路的末端，四周场地开阔，无地下管线。北侧和东侧为藤桥西河，南侧为建丰旅业地块，西侧为一条断头路，

图1 管井大样图

2.地质情况

按照地基物理学性质、土岩性结构和两者差异性，将其自上而下地进行工程地质层划分，共有五层：①含细粒土砂（Q4m）：该层结构颜色以灰黄色和黄褐色为主，部分结构为深灰色和灰色，较为饱和，中密状，石英质是其颗粒主要组成成分，其中粉粘粒含量在17%左右。

②含细粒土质砂（Q4m）：该层结构颜色主要为灰黑色与深灰色，饱和，主要为松散状和稍密状，石英质是其颗粒主要组成成份，其中细粒土含量在27%左右，部分结构存在低液限粘土，因此能够发现贝壳碎屑分布于该层全场，顶层埋深是1.80—12.00m，标高是-12.81—-5.44m，层厚7.20～16.80m，平均厚度10.01m。

③细粒土质砂（Q4m）：该层结构主要为灰黄色、黄褐色以及浅黄色，部分结构为灰色，较为饱和，呈中密状，石英质是其主要颗粒成分，其中粉粘粒在16%左右，能够见到零星分布的乱世。

④强风化砂岩（K）：该层结构主要颜色为灰黄色与褐红色，石英是其主要矿物组成，为砂状结构，并且岩芯为碎块状，d在5cm左右，仅仅分布在BK4—BK6钻孔中，层顶埋深是30.00m左右，层顶标高-38.72～-26.04m，厚度1.20～2.70m

第⑤层中风化砂岩（K）：该层结构主要颜色为灰黄色与灰青色，石英是其主要矿物组成，为砂状结构，并且岩芯为短柱状与碎块状，PQD=0—25。

3.基坑降水技术方案

围护结构桩径是850mm，桩轴距是600mmmSMW桩结合水平钢筋砼支撑，选择三轴搅拌机，42.5硅酸水泥是主要材料，将密插型钢设置其中。在基坑围护墙体结构上部(中心标高-4.20m处)设置一周圈的钢筋混凝土冠梁，冠梁断面尺寸为：1400×1000mm；将钢支撑与钢筋砼土围檩设置于基坑中，基坑中心标高是-7.20m，土围檩的断面尺寸是：700×800mm，钢支撑Φ500×15钢管；钢立柱总共有8根，采用Φ426×12钢管桩，桩长均为8.97m。

图2 施工流程

4.施工方案

4.1 施工流程

开展基坑开挖作业前，应该将高压旋转桩不至于基坑围堰顶部，进而将细砂层透水层完全阻断。高压旋喷桩规格为φ600mm，每个桩距离是500mm，总长度达到50800m。施工流程如图2所示。

（1）平整原地面。对基坑围堰顶部进行平整处理，为钻机行走提供保障，并合理设置围堰顶部宽度，使钻机顺利开展作业。

（2）钻机就位。钻机与地面垂直，需要将垂直误差控制在1%以下，并且保证钻机平稳性，设计桩位和放线桩位误差需要控制在50mm。

（3）配置水泥浆。该项目旋喷桩材料选择42.5硅酸盐水泥，将浆液压力设置为30Mpa左右，浆液比重1.3～1.49，旋喷速度20rmin，提升速度0.2～0.25m/min，喷嘴直径2～3mm，浆液流量80～100L/min。保证浆液搅拌时间在3min以上，选择两次搅拌法开展。

（4）喷射注浆。施工机械采用SNS-H300水流Y-2型液压泵、工程地质振动钻、泥浆搅拌罐等，注浆压力为25MPa。提管速度为15cm/min，保证土体切割搅拌充分。

（5）冲洗注浆管路。完成喷射施工之后，需要对注浆管以及其他施工机械进行冲洗处理，将设备内残存水泥浆冲洗干净。可以选择水在地面上进行喷射，进而将软管、以及泥浆泵中浆液排干净。

4.2 疏干井、深井施工

基坑开挖作业前，需要开展疏干井降水工作。

成孔：按照孔深要求以及土质情况等，选择冲击钻开展钻孔施工，选择泥浆护壁，将护筒设置于孔口中，保证孔口不会出现塌方问题，同时将泥浆坑与排泥沟设置于一侧。与井管直径相比，孔径需要超出200mm左右，成孔之后需要立即开展井管安装作业，避免塌方问题。

清孔：井管沉放作业前应该开展清孔作业，选择潜水泵与空气压缩联合开展洗井活动。

井管下设：通过吊车对预制井管进行分段下设与焊接处理，到达井底停止下设施工，保证井管垂直性，同时在井孔中间管顶部比自然地面高500mm左右。完成井管下沉施工后，将沙砾滤料及时填充到土壁与井管层，可以选用铁锹分层的方式进行，厚度为5mm左右，滤料回填应该一次完成，主要在井底至井口1m位置进行回填，上部选择粘土进行封口处理。

4.3 应用效果

采用大基坑+小基坑组合，可加快施工进度，基坑土方开挖至-4.2米后可同时进行小基坑和部分主体结构施工；通过方大基坑方案与大基坑+小基坑方案对比，采用大基坑方案土方开挖工程量为7.7万立方，如果采用大基坑+小基坑方案，则土方开挖量为5.2万方，可减少土方开挖约32%。在应用该基坑降水技术方案后，通过外围深井及疏干井的降水，可以将整个基坑的水位降至约-5.0m。根据整个泵闸的结构形式，水位降至-5.0m后，放坡开挖至-4.2m作为后续SMW工法搅拌桩施工的平台。

5.结束语

综上所述，采用大小基坑组合方案，可降低基坑施工的安全风险，将基坑分为两部分，按基坑深度不同采用不同的支护方式，-4.2米标高采用大放坡可节约支护成本，-4.2至-10.47米采用SMW水泥搅拌桩墙支护方案安全性较高，同时也可以减小降水深度。应该项目通过大小基坑组合方案取得的安全、环保、进度、经济等方面取得的成效，值得在建筑工程基坑施工中推广应。