理工核心论文发表-施工过程中基坑支护方案调整案例
发布时间：2013-07-25
摘 要：基坑设计与施工属于两个不同的工程阶段，在施工过程中要根据实际情况并结合监测数据进一步优化设计方案，避免设计与施工发生冲突，使设计方案符合工程实际情况，确保施工顺利完成。
关键词：理工论文,核心论文发表,基坑,设计方案,监测,方案调整
1 引言
随着高层建筑的发展，基坑工程大量增加，基坑工程实践积累了丰富的设计和施工经验，由于地质条件的复杂性，支护结构形式受周边环境的制约，安全、合理的支护方案，不仅要综合运用计算理论与经验，分析各种客观条件，还需要考虑施工过程，针对基坑的不同条件，做到施工方便，使设计施工一体化。根据支护结构的设置目的，一般要求其同时具备三方面作用，(1)挡土与截水作用，保证基坑周围未开挖土体的稳定[1]，保证施工作用面在地下水位以上。(2)控制土体变形作用，保证与基坑相邻的周围建筑物和地下管线在地下结构施工期间不因土体向坑内的位移而受到损害[2];(3) 保证后续地下土建工作的正常开展。 但在实际施工过程中一些问题是基坑支护方案设计时无法预料的，如地下障碍物、主体设计临时调整及施工不当等因素，因此基坑设计方案需要根据实际情进行局部调整与优化，保证工程按时完成。本文以实际工程为例阐述施工过程中的设计方案调整与优化情况，供类似工程借鉴与参考。
2 工程概况
南京某基坑工程开挖深度11.05m，汽车环形坡道开挖深度为2.5～11.05m，基坑开挖面积约3000m2。该基坑工程地处闹市区，基坑周围有多幢民用建筑物和办公楼，最近距离1.8m，施工场地狭小。场地土层自上而下分别是①-1杂填土，软塑状粉质粘土夹碎砖、碎石组成，厚0.4～2.5m;①-2素填土，软塑状粉质粘土夹少量碎砖及砂石组成，厚1.1～3.5m;②-1粉土，厚1.5～7.2m;②-2粉质粘土，厚2.7～5.1m;③-1淤泥质粉质粘土，流塑，见少量腐植物及贝壳碎屑，局部夹少量粉土，厚23.4～28.7m;③-2粉质粘土，厚2.30～5.3m。场地土层物理力学见表1。
表1 土的物理力学参数表
土层编号重度γ/kN/m3固结快剪渗透系数/cm/sec
Ccu/kPaΦcu/°垂直水平
①-218.714.8103.3×10-52.5×10-5
②-118.812.525.78.1×10-65.8×10-5
②-219.02613.06.7×10-64.2×10-6
③-117.624107.0×10-64.7×10-6
3 基坑设计方案
3.1 支护结构方案
采用钻孔灌注桩加两道钢筋混凝土内支撑(开挖深度小于6m处为一道支撑)。自行车库与汽车库相邻，处设计一排钻孔灌注桩，该范围压顶梁与整体第二道支撑围檩相连接，但由于第二道支撑标高低于自行车库底板标高，且经过计算第二道支撑轴力较大，为保证自行车库安全，将深浅坑处压顶梁与自行车库底板整浇，且将该侧支护桩钢筋锚入底板内，以防止自行车库区土体被挤出，增加自行车库整体稳定性。出土口位置行走车辆，有动荷载存在，且坑底为淤泥质粉质粘土，为保证基坑安全，坑底采用深搅桩暗墩加固处理。同样，汽车坡道侧紧邻围墙及建筑物，内侧也采用了深搅桩暗墩加固处理。
3.2 止水帷幕
场地地下水属孔隙潜水，赋存于①-2层素填土、②-1粉土、③-1淤泥质粉质粘土中。整个基坑四周外围采用φ700@850双轴单排深层搅拌桩(局部粉土区采用Ф700@1000双排深搅桩)，由于基坑东侧受施工场地限制，采用桩间双重管高压旋喷桩止水，与深搅桩共同组成止水帷幕体系，基坑内设置八口管井疏干排水，基坑四周围护桩外侧设置截水沟。
4 支护方案调整与优化
(1) 当地下室负二层底板施工完成，要拆除第二道支撑，但汽车坡道底板两端存在4.6m高差，且为淤泥质土层，直接拆除二道支撑基坑安全无法保证，原设计采用在汽车坡道开挖最深处沿底板走向做一宽4m两端浇筑到支护桩边的混凝土换撑带，待换撑带混凝土达到设计强度后再拆除第二道支撑，同时保留汽车坡道东北角处的角撑及对撑，待基坑回填后再拆除。但由于建筑结构调整等原因，施工过程中出现底板与支撑交叉、地下室外墙穿越围檩等情况，导致东北角处支撑需在负二层地下室施工前拆除，即原支撑拆除工况需调整，经与业主、施工单位共同协商，在汽车库北侧角撑位置做钢筋混凝土支护墩代替支撑承受侧向土压力，方可拆除预留的角支撑及部分围檩。经过实际验证，该种方法不但缩短了工期，而且降低了原设计预留支撑最后才拆除带来的施工难度。
(2) 施工深搅桩时，在自行车库东南侧遇到大量木桩障碍物，导致该侧深搅桩无法完成，将深搅桩向外平移50cm施工，局部无法避开位置采用桩间双重管高压旋喷桩施工。但基坑开挖后，该侧出现局部渗漏点，经验判断是由于深搅桩与高压旋喷桩搭接效果不好所致，于是制定了双液注浆基坑渗水堵漏方案：在高压旋喷桩及深搅桩外侧梅花形布置三排注浆孔，采用水灰比0.8~1.0的水泥浆和水玻璃双液注浆的方式进行压密注浆，注浆管为带孔眼花管和接长管，内径20mm，壁厚5mm的无缝钢管，每节管长1.5m，带孔眼花管长1.2m，顶端有25°左右的圆锥体股管尖，注浆材料：42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.8-1.0;凝结浆液为水玻璃(NaO·nSiO2)，水玻璃模数为2.5-3.3，浓度35-40Be，不容性杂质含量<2%，注入量为水泥浆体积的0.5～0.8。实施后，基坑渗漏问题得以解决。
(3) 原设计方案，降水井采用11口管井降水。施工过程中发现，由于基坑面积大，②-2层为粉质粘土、③-1层为淤泥质粉质粘土，渗透系数较小，管井降水效果有限，采用了5口浅管井和8口深管井相结合的降水方式，将水位控制在了坑底标高50cm以下，保证土方开挖的顺利进行。
(4) 支护桩桩顶标高为地面以下1.2m，导致其外侧深搅止水桩存在1.2m高差，而出土通道紧靠深搅桩，车辆动静载的综合作用势必对深搅桩产生侧向挤压力。由于水泥土强度较低，无法抵抗载土车辆长期挤压作用，制定了在深搅桩内侧圈梁顶施工宽40cm，高1.2m的钢筋混凝土挡土墙，以抵抗出土车辆荷载对深搅桩的挤压及剪切作用。施工完成后该侧深搅桩没有发现破坏及漏水现象。
(5) 在基坑施工过程中对基坑周围的房屋沉降、地下水位、支护桩的变形、支撑内力等进行了监测，监测数据对于第二道支撑的调整提供了证据，及时调整与优化设计了原设计方案，同时施工过程监测掌握了止水帷幕渗漏对周围房屋的影响情况，并及时掌握了施工过程中支护结构受力与变形状态，监测数据对评估支护结构的安全状态具有重要作用，对基坑施工具有指导意义。
5 结束语
基坑工程设计与基坑施工虽然分属两个不同的工程阶段，但两者却是相辅相成、相互依赖于信息反馈的过程。设计过程中要充分考虑施工的可行性、经济性、便利性，而施工除了按设计要求之外，还应该根据工程实际，验证设计方案的优劣性，若发现设计中存在的不足或施工中出现问题，应及时向设计人员进行信息反馈，基坑设计人员应根据施工过程中的实际情况并结合监测数据对原设计方案进行调整与优化，使设计方案符合工程实际情况，确保施工顺利完成。
参考文献
[1] JGJl20—99，建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社,l999.
[2] GB50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2009.
作者简介：
吴步旭(1962-)，男，江苏仪征人，本科，副教授，主要从事地下工程设计与管理工作。
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