大型商业建筑深基坑围护结构及土方开挖施工技术

大型商业建筑深基坑围护结构及土方开挖施工技术

王胜利

中建钢钩有限公司广东广州510000

摘要：本文主要针对大型商业建筑深基坑围护结构及土方开挖的施工技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对支护的设计作了系统的分析，并详细阐述了围护结构、土方开挖及真空深井降水三方面的施工，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：深基坑；围护结构；土方开挖；施工

在如今的施工建设中，深基坑的工程施工已是其中非常重要的一部分，而其中基坑围护及土方开挖的施工又是深基坑中的重要部分。因此，我们需要重视对基坑围护和土方开挖的施工，以保障深基坑的施工质量。基于此，本文就大型商业建筑深基坑围护结构及土方开挖的施工技术进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

1工程概况

1.1场地

某商业建筑总建筑面积18166m2，地下建筑面积6762m2，地上建筑面积11404m2；建筑总高21.65m，地下2层为配套车库，地上4层为大型商业建筑。

基坑开挖面积4253m2，基坑周长344m，挖深8.5m，局部集水坑加深1.0m，挖方量3.9万m3；基坑安全等级2级。

1.2地质

根据本工程岩土工程勘察资料，地貌属于滨海平原地貌类型，地基土属第四纪松散沉积物，分布广泛；其中第⑦1层为工程桩的持力层，成因类型为“河口-滨海”，为草黄色砂质粉土。

在建场地浅部地下水属潜水类型，补给来源主要为大气降水与地表径流，潜水位的动态变化主要受控于大气降水量。勘察期间，实测部分取土孔内的地下水位静止水埋深0.3～0.8m之间，相应标高3.37～2.78m。根据工程建设规范（DGJ08-11—2010）《地基基础设计规范》及勘察资料，在该工程建筑设计时，场地内地下水埋深高水位可按室外地坪设计标高下埋深0.5m考虑，低水位可按室外地坪设计标高下埋深1.5m考虑。

1.3周边情况

基坑除北侧为本工程施工的其他单体外，其余三侧均面临市政道路，其地下均有煤气、电力、信息、上水、电信等五大管道埋设，距离最近的管道仅5m。

2支护设计

综合考虑地质、环境、场地等原因，本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工”的原则，工程基坑设计形式如下：

（1）基坑北面为该地下车库汽车坡道，与A地库深基坑相邻。A地库的基坑围护结构为双轴搅拌桩重力坝，已完成施工。为确保施工安全，将1号商业用房基坑北面围护结构支护桩设计为钻孔灌注桩，型号φ800mm@1000mm；其余部位的支护桩采用SMW工法桩，加2层钢筋混凝土水平支撑进行支护；基坑底部周边局部采用φ700mm@1000mm的双轴搅拌桩进行坑内加固（见图1）。

（2）钻孔灌注桩施工部位采用已施工完成的φ700mm@1000mm双轴搅拌桩作为止水帷幕，钻孔灌注桩在双轴搅拌桩中套打；其余部位采用SMW工法桩中的单排φ850mm@1200mm三轴搅拌桩作为止水帷幕；双轴搅拌桩与三轴搅拌桩相接部位采用φ800mm@500mm的高压旋喷桩处理（见图1）。

（3）在第2道水平支撑腰梁边及基坑底周边设置排水沟、集水井，对明水进行统一抽排。

3围护结构施工

3.1支护桩及立柱桩（钻孔灌注桩及格构柱）施工

（1）支护桩分为两种，分别为SMW工法桩与钻孔灌注桩。SMW工法桩为三轴搅拌桩（3φ850mm@1200mm、水泥掺量20%、桩长19.20m、共208根）与H型钢（H700mm×300mm×13mm×24mm@1200mm、长20.00m、隔一插一、共229根）相结合；钻孔灌注桩φ800mm@1000mm，桩长18.50m，75根。

（2）立柱桩采用钻孔灌注桩与型钢格构柱相结合的形式，共54根。单桩长21.00m、23.00m，型钢格构柱长10.20m、10.70m，型钢格构柱深入钻孔灌注桩中2.50m，栈桥下≥3.00m。

3.2三轴搅拌桩施工

采用三轴套接一孔法施工，一次形成单排止水帷幕。

3.3基坑支撑施工

基坑支护体系采用冠梁、腰梁及2层钢筋混凝土支撑，同一层中每2根支撑梁之间用钢筋混凝土连系梁连接，采用立柱桩及支护桩作支撑，从而构成立体支撑体系，以确保支撑的安全、可靠。结合工程特点，基坑支撑体系采用顺作法施工，从上向下依次施工。

4土方开挖

4.1原则

土方开挖量约3.9万m3。土方开挖施工时充分考虑时空效应，严格按照分区、分层开挖原则，每层厚度≤3.0m、坡度＜12.5。事先计算好各分区的土方量及出土所需时间，并限定该时间段的上限，一般每一施工区开挖应在48h内结束。开挖过程中，安排专人现场巡视，根据现场情况指导施工。邻近基坑边的局部深坑应在大面积垫层完成后开挖，严禁一次开挖到底。混凝土垫层应做到随挖随浇，挖土至基坑底部设计标高后，应在8h内浇筑垫层，垫层浇至支护桩边，无垫层坑底最大暴露面积≤200m2。

4.2顺序

结合本工程实际情况，土方开挖具体步骤如下：

（1）从原地面标高（-0.95m）开挖至第1道水平支撑体系垫层底（-2.45m），高差仅1.5m。因此开挖第1层土方时，直接开挖到第1道水平支撑垫层底，可不用分层开挖，开挖完成后，施工垫层、浇筑第1道水平支撑体系。

（2）同条件试块强度检测合格、第1道水平支撑体系强度满足要求后，进行第1道水平支撑体系垫层底至第2道水平支撑体系垫层底（-6.45m）的开挖（见图2）。开挖顺序严格按照分区、分层进行，总体开挖顺序为第一区→第二区；中心区域为第一区，开挖顺序为①→②，周边区域为第二区，开挖顺序为①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧，对称均衡开挖（见图3）；完成后进行第2道水平支撑体系的施工，即腰梁和连系梁施工。

（3）同条件试块强度检测合格、第2道水平支撑体系强度满足要求后，进行第2道水平支撑体系垫层底至底板垫层底（-9.45m，局部标高-10.45m）的开挖（见图4）。开挖顺序为第一区→第二区→第三区→第四区，在上一区底板浇筑完成后，再开挖下一区（见图5）。开挖完成后及时浇筑垫层及底板（见图6）。

4.3注意事项

（1）施工SMW工法桩前需复核原地面标高，若与设计图纸中原地面标高不一致，需按设计要求的标高进行场地平整，或与设计沟通，将第1道水平支撑及SMW工法桩型钢的标高进行调整。

（2）开挖之前至少提前15d进行降水，开挖前将基坑内地下水标高降至开挖面0.5～1.0m以下，且及时将地面明水外排。若开挖期间遇到雨日，要组织好现场排水工作。

（3）开挖前确保支撑围护体系强度达到设计要求。挖至基坑底时，迅速完成垫层浇筑施工，减少暴露时间。

（4）开挖期间，做好现场的成品保护工作，包括已完成的工程桩、支撑体系、降水井管、监测点。提前计划好挖机、渣土车的停放点，严禁乱走乱停。

（5）开挖过程中，基坑四周严禁堆土及堆放各种施工材料、设备。土方开挖时，基坑边不得堆重物，荷载控制在15kN/m2以内，推土离基坑边缘3m以外，且高≤1.5m。基坑施工期间安排专人每日进行巡视，尤其在雨日加大巡视力度，如遇到渗漏等现象，应立即安排专业人员进行处理。一旦基坑形变量出现报警值，应立即停止开挖，并通知设计等相关单位进行现场原因分析，采取相关措施，待形变控制后才允许继续开挖。

5真空深井降水

基坑采用真空深井降水法，利用正循环钻机成孔，成孔直径350mm，其中放入140mm钢井管，基坑内布置25口降水井，坑外布置2口水位观测井。

6结语

综上所述，深基坑的施工逐渐成为了大型建筑工程施工中的重要环节，施工方需要不断提高对深基坑施工的重视，采取有效的技术措施，积极做好深基坑基坑围护和土方开挖的施工作业，以保障深基坑的施工质量，从而对整体的工程建设打下坚实的基础。

参考文献：

[1]李晓芳.城市狭窄场地深基坑联合支护技术应用研究[J].价值工程.2012（31）.

[2]张进松、张正平.超长深基坑支护与土方开挖施工技术探析[J].建材与装饰.2013（06）.