例析軟土地基基坑開挖

例析軟土地基基坑開挖
 
1.工程概況
連鹽鐵路北起連云港市贛榆北，南接新長鐵路鹽城北站，線路正線全長232.2公里，項目總投資259.8億元，設計標準為雙線、電氣化牽引、時速200公里的客貨共線Ⅰ級鐵路。我項目部承建Ⅳ標段，其中包涵區間路基一段，特大橋一座，車站兩座。
2.工程地質
項目位于濱海平原區，地勢寬廣平坦，工點內地層為第四系全新統沖積、海積和第四系上更新統沖洪積黏性土，淤泥，粉土，粉類土等地層，地質條件多以軟土地基為主，具有天然孔隙比大、壓縮性高、滲透性低、抗剪強度低等特點，且地表下1.5米左右即為較厚的低承載力淤泥質土，地下水主要為孔隙潛水，埋深0.5m-1.5m。賦存于第四系地層中，地下水豐富。
3.下面結合工程實例，分別介紹在復合地基、軟土地基下的基坑開挖
3.1復合地基基坑開挖
1）放坡開挖（適用于基礎底標高處于淤泥層以上的基坑，開挖深度可達3米）
首先根據設計圖紙，確定基礎埋深，當為淺基坑開挖時，可以結合以往的施工經驗選取合理的放坡系數，直接從涵洞基礎中間往兩端開挖，一般情況下選取1：1的放坡系數，同時挖出的土應及時運走，基坑周邊5米范圍內應嚴禁堆土，減少動荷載對基坑的影響，此時盡管基坑低為地淤泥層，但由于管樁、水泥攪拌樁形成一定的約束，基坑周圍土體能保持穩定，可簡化施工工藝，節約施工成本。
2）PHC管樁+鋼板樁互相配合開挖（適用于復合地基深基坑開挖，開挖深度達5米）
在復合地基中，當基坑為深基坑時，由于基坑低為深度較厚的淤泥層，土的自重大于土的主動土壓力，易引起四周土體坍塌，僅僅依靠PHC管樁的抗剪承載力時，已經很難完全約束周邊土的變形，且由于土的側壓力較大，極易造成PHC管樁的傾斜甚至抗剪斷裂，從而不能起到承載基礎的作用。由于預應力管樁是高強混凝土構件，其抗壓能力很強，為了減小預制管樁側向剪應力，本著施工安全，兼顧經濟合理的原則，故采用PHC管樁+鋼板樁互相配合的開挖方法。將拉森鋼板鋼打入預應力管樁之間，然后用圍凜將鋼板樁和管樁聯系成一個整體使其一起受力，充分利用管樁受壓性能，既能保障管樁施工質量，又能節約施工成本。
3.2軟土地基基坑開挖；
1）簡易鋼板樁支護開挖（適用于基礎底標高處于淤泥層1.0m～2.0m的基坑）
簡易鋼板樁作支護是常用的基坑支護形式，在鋼板樁施工前，先把承臺的外輪廓線放出來，為方便承臺的施工，每個方向外擴1.5m，作為輔助開挖線，結合地勘報告、建筑施工計算手冊第三章支護工程和現場施工經驗確定鋼板樁的長度，一般為開挖深度的3～5倍，我們選用了9m長的I40鋼板樁，鋼板樁隔一插一，由于淤泥層的承載力極低，鋼板樁全部壓完后，如進行基坑開挖，鋼板樁極易傾斜，基坑容易坍塌，極不安全，故需在鋼板樁周圍設置一道圍檁，由內支撐和角撐進行加固，施工完后，進行基坑開挖，遇到處理不到的位置需要人工進行清理，基坑周邊盡可能減少動荷載的影響，一次挖成后，及時澆筑承臺的墊層，進行下一道工序施工。
2）鋼板樁+多道圍檁配合開挖（適用于基礎底標高處于淤泥層3m～5m的基坑）
對于深基坑承臺施工時，考慮到深基坑開挖是一項比較復雜和危險性較高的工程，有關深基坑的安全事故也時有發生。故采用較長拉森鋼板樁+多道圍檁的基坑支護方案。為了節約成本，充分利用資源，首先用挖土機沿開挖線挖探溝，溝底標高為地表下0.5m，以便鋼板樁插入土層深度更深，挖完后，根據地勘報告、承臺埋深、施工經驗確定鋼板樁的長度，對于深基坑，一般選用15m長的I40鋼板樁，鋼板樁兩兩相扣，待四周的鋼板樁全部壓完后，用挖土機在鋼板樁區域內土，取至距鋼板樁頂以下0.5m處，然后根據支護工程計算出腰梁的截面后進行第一道內支撐和角撐的施工，這樣內支撐點以上也會受到一部分主動土壓力，可以抵消一部分被動土壓力；在施工內支撐時，同時在鋼板樁外圍形成二級放坡，內支撐施工完后，逐層開挖，逐層支護，每隔2.5m做一層支撐體系，最后形成鋼板樁+多道圍凜的支撐體系，支撐完成后，采用20cm厚的C20砼進行封底，防止淤泥上涌，進行下一道工序施工。在基坑開挖的過程中，應加強對基坑的監測：（1）深層土體位移監測：在基坑周邊設置6只測斜管，監測土體深層位移；（2）周邊地表沉降監測：沿基坑周邊設置14個沉降點；（3）圍護樁監測：在樁頂各個轉角點布置13個觀測點，用于觀測樁頂標高沉降和水平位移；地表裂縫開展情況；地下管線設施的沉降、變形等。（4）周邊構建筑物監測：對附近的房屋、等進行沉降監測，以免造成經濟損失。根據《建筑基坑監測技術規范GB50497-2009》表，二級基坑在開挖過程中，開挖深度小于5m時監測頻率為1次/2天，開挖至5～10m時監測頻率為1次/1天；底板混凝土澆筑后7天內監測頻率為1次/2天，7—14天檢測頻率為1次/3天，14～28天監測頻率為1次/5天，>28天1次/10天，拆除支撐過程中監測頻率為1次/1天。出現異常情況時增加監測頻率，一天監測3次。在基坑周邊應挖好排水溝槽，防止雨水流入坑內。
4.基坑軟土開挖應急措施及注意事項
在基坑軟土開挖期間，應控制好人員、機械，確保開挖工序的穩步進行，施工員做好測量放線，控制好邊坡的穩定；由專職安全員組織人員及匯報時安全情況，圍護結構、邊坡的穩定性況由專業監測人員負責監測，當監測數據接近控制值或出現異常情況時，應暫停開挖，待研究后再開挖，根據不同因素采取有針對性的措施，以保證周圍環境的安全和施工順利，出現較嚴重問題時，可及時回填土或砂袋，先保持邊坡穩定，然后再采取有效的加固方究。增加鋼支撐根數，控制土方開挖進度，調整施工方案。
在基坑的開挖過程種，由于基坑開挖深度范圍處于淤層，除做好基坑監測工作外，必須做好防滲堵漏、基底突涌的準備工作，如萬一出現基坑滲漏，基底突涌能及時采取有效措施：應在施工現場準備一定數量的沙包，出現較大滲漏時，及時進行回填，防止滲漏擴大，使挖掘機沉機而不能正常工作。
基坑四周應采用鋼管連接設置封閉護欄，高1.2m，鋼管涂刷紅黃油漆，并用密目安全網封閉；夜間施工應有足夠的照明，進出口處專人指；根據地質勘察報千，地下水豐富，且考慮到地表水的匯取，當土方挖至基坑底時，可在沿坑底周邊一跨的基梁槽內設轉通的排水溝，在基坑內部，可根據實況在每數個柱網范圍內設排水盲溝，可利用坑中坑作集水進或別設集水井，通過水泵將水集中再抽排至排水系統，該類溝應隨底板的施工而調整位置。
應急加固措施：在施工過程中，當基坑出現了滑移、開裂、起拱等現象時?，F場應立即啟動應急預案，采取應急措施：（1）停止開挖，設立安全警戒線。（2）邊坡卸載。（3）基坑回填反壓。
5.結語
總之，只有掌握軟土地基基坑開挖施工工藝，明確軟土地基基坑開挖施工工藝的應用范圍及注意事項，再結施工實際的施工現場，才能在保證施工安全的前提下，獲得最大的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]《建筑基坑支護技術規程》（jcjl20-99）
 

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