水文与工程地质对构建物基础施工的影响

水文与工程地质对构建物基础施工的影响

陈华伟

浙江大经建设集团股份有限公司    315000

摘要：现阶段，无论是住宅类建设还是商业办公、综合楼类的工程项目，都会涉及基础施工，故而开展深基坑支护施工极为关键。众所周知，水文条件、地层土质直接影响着地下施工，尤其是基坑开挖期间，软土地基的低承载会导致塌陷、坑涌等情况的发生。故而，施工企业应以调查工程现场、勘察岩土工程为基础，通过科学设计支扩结构与选择适宜的支护技术，利用地下水位监测及控制基坑变形等手段，确保项目的安全开展，为深基坑支护项目的顺利完成奠定基础。

关键词：工程；深基坑支护；施工技术

前言：当前，深基坑支护技术应用十分广泛，其具有风险低且范围广等特点，不同于其他工程。在工程挖掘期间，主要采取放坡挖掘、直接挖掘等方式，导致施工难度不断加大，对深基坑技术的顺利进行十分不利。在项目开展期间，深基坑支护直接影响着施工质量，与项目效益有紧密联系，决定着整体施工进度。故而，深入剖析工程结构，明确各种施工技术要点，采取科学的基坑施工方法，才能保证项目的安全、有序实施。故而，如何强化深基坑质量，是本次研究探讨的重点问题。

1工程地质条件

1.1场地地形地貌

工程项目原地表为泥质滩涂地，地形平坦，后经围海造地，吹填粉煤灰、建设垃圾(主要成分为淤泥质土夹碎块石、混凝土碎块等)形成陆域。工程场地四周地势较高，主要由人工堆积的填土组成，本装置大部分场地未进行过软基处理，仅对表部进行了固化处理，固化处理深度一-般为1.2m左右，现地面标高一般为4.0-4.5m。场地建东侧及建南侧一些区域勘察期间正在采用塑料排水板+真空预压+覆水预压进行地基处理，预压处理后地面标高一般为3.0-4.0m，局部低洼处为2.6m左右。周边隔堤堤顶标高一般为5.5m左右，现状道路标高一般为4.5-5.0m。道路两侧分布少量地下管线及架空电缆线路，场地及周边环境较复杂。

1.2工程地质

根据本次勘察钻探所揭露的地层岩性特征、埋藏分布、物理力学性质，并参照邻近工程勘察报告的划分原则，可将场地内地基岩土层划分为6个工程地质层组，并细分为18个工程地质亚层，现由浅至深分述如下：

（1）①0a层：杂填土(mlQ)

杂色，松散~稍密，成份杂，主要由流塑~软塑状的黏性土组成，不规则的夹杂碎块石、混凝土碎块及碎砖块等建设垃圾、少量生活垃圾、粉煤灰等，大小混杂，均--性极差，碎块石粒径一-般为2~：30cm，个别大于50cm，含量各处不等，为新近回填。其中现状南北向临时道路(平面上大致沿A4-A4'工程地质剖面线分布)及东西向两条临时道路(平面上大致沿A13--A13’、A24-A24'工程地质剖面线分布)处混杂大量碎块石及建设垃圾。该层场地内均有分布，物理力学性质较差，钻探揭示层厚为1.20~15.40m，平均厚度6.52m。

（2）①0c层：吹填土(m1Q)

浅灰色，松散~稍密，饱和，厚层状，为约15年前建厂前粉煤灰吹填而成，土质不均，岩性以粉砂为主，局部为粉土。

该层场地内零星分布，主要分布于场地西北角，物理力学性质较差，具中等压缩性，钻探揭示层顶标高-0.602.60m，钻探揭示层厚1.60~4.00m，平均厚度2.78m。

（3）①2层：淤泥质粉质黏土(mQ34)

灰褐色，流塑，厚层状，含少量有机质，局部夹粉土薄层或团块，土质不均，稍有光泽，韧性中等，干强度中等，无摇振反应。其中场地建北部经过真空+覆水预压处理，性质相对变好。该层场地内大部有分布，物理力学性质差，具高压缩性，钻探揭示层顶标高-6.83~2.32m，钻探揭示层厚0.409.30m，平均厚度4.69m。

2基坑围护设计方案

2.1基坑特点

综合分析场地地理位置、土质条件、计算挖深和形状以及工程桩类型，本工程基坑具有以下特点：基坑挖深、形状及规模：本工程计算挖深为5.6～6.8m，基坑形状规则且开挖面积很小；工程桩类型：工程桩均采用锤击方桩，桩基施工对土体扰动较大；周边环境：南侧距现状厂区道路较近，放坡条件受限；西侧距现状厂区道路较远，东侧及北侧为现状空地，均有很大放坡条件；工程地质条件：本工程未进行过软基处理，仅对表部进行了固化处理，固化处理深度1.2m左右。基坑围护范围内①0a层杂填土，土质不均，层厚介于1.8～7.9m；①0c层吹填土主要由粉煤灰吹填而成，土质不均，层厚0.00～4.00m；①2层淤泥质粉质黏土土性较差，且坑底位于该土层上，对基坑开挖及变形控制较为不利；②1层粉土夹粉质粘土土性相对较好，层厚5.50～7.50m；②2层淤泥质黏土土性较差且层厚较厚。基坑开挖范围内各层土的渗透系数一般在10-7cm/s左右，②1层粉土夹粉质粘土含承压水，承压水头标高为1.500m；基坑等级：根据浙江省《建筑基坑工程技术规程》，本工程基坑安全等级为二级，基坑重要性系数γ0=1.0，基坑支护设计使用年限为一年。

2.2围护方案比较与确定

2.2.1基坑围护整体方案选取

本基坑形状规则且开挖面积小，根据本工程基坑特点在“安全、经济、方便施工”的原则下，对本地区常用的围护结构方案进行比较，详细见图1。

图1基坑围护整体方案优缺点对比

综合以上分析：本工程计算挖深为5.6～6.8m，且本工程未进行过软基处理。排桩＋钢筋砼支撑方案需另设止水帷幕，造价高且钢筋混凝土支撑体系需要养护，整体工期长，不予选用。由于周边情况复杂土质极差，施工过程中支护变形非常大，故本工程采用工期较短、挖土方便的拉森钢板桩＋两道钢支撑方案。

2.2.2基坑围护具体方案情况

支撑体系：如图2为支撑平面布置：根据基坑形状及各边尺寸情况，采用角撑＋对撑的平面布置形式，围檩均采用双拼H400×400×13×21型钢，支撑均采用φ609×16钢管二道支撑布置同一道支撑布置。

图2平面布置图

支撑竖向布置：一道支撑面设置在地面下0.5m，即绝对标高3.800m；二道支撑面设置在地面下3.0m，即绝对标高1.300m。具体详见图3：

图3典型剖面图

桩长选取：选用18m长SP-Ⅳ型拉森钢板桩。

立柱和立柱桩：立柱采用H型钢，型号为H700×300×13×24，每米重量185kg，桩顶标高为4.000m，桩长为20m。

出土口：根据基坑形状、开挖面积、场地布置情况，出土口设置在基坑北侧，按照设计要求进行加固。

表1 抗承压水稳定性验算

由以上计算可知，各区域抗承压水系数不能满足规范要求(＜1.1)，存在顶穿风险。但根据周边工程情况，并未出现被顶穿的情况，因此在地下池坑内设置应急管井。

3基坑施工

3.1基坑支护施工前准备

为了做好基坑施工前的准备工作，需要提前测量施工现场，以地下室底板施工图和项目总平面图为标准，进一步确认实际场地是否完全符合设计。测量要涉及周围建筑尺寸与现场场地之间的关系，明确周边管线具体分布情况，周边环境设施是否会受到基坑开挖的影响。施工开展前期，与设计院就施工组织设计、现场测量实际展开深入沟通，科学调整本项目基坑围护。

3.2放坡和简易护面施工

基坑挖土涉及较多内容，包括均衡开挖、对称开挖、分段开挖、分层开挖等，在挖土过程中，要控制浓度在300mm之内，不能超出设计标准，每段开挖长度要控制在20m之内，决不能一挖到底，同时要避免应力集中，转角时可采取圆角方式，并控制开挖当天锚喷在24小时内。

护坡选取C20细石混凝土，砼配合比1水泥：2米砂：2粗砂，施工期间早强剂要实施合理加入，当上层喷锚砼达到其设计强度的70%时方可进行下一道工序的施工。

钢筋网采用HPB300级钢筋，通长的加强钢筋采用HRB400级钢筋。钢筋网片为φ6.5@300×300，连接加强筋采用φ12，采用φ16钢筋制作，水平间距为1.5m，垂间距1.5m，采用φ16钢筋打入。固化剂采用42.5级复合硅酸盐水泥，喷射混凝土面层底部宜0.2m，坡顶翻边1.0m，在喷射面层背部适当位置应设置水平排水管，管径不宜小于50mm，其外端包扎滤网伸出支护面层，以导出混凝土面层背后积水。

3.3钢板桩支护

边坡段采用拉森钢板桩进行支护,钢板桩选用拉森SP-4（15米）型。进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正；施打前板桩咬口处宜涂抹黄油以保证施打的顺利和提高防水效果。主要机具设备采用液压震动锤、挖掘机、水泵、汽车吊、电焊机、15米钢板桩、22#工字钢钢围檩，旋喷桩锚索采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量30%，搅拌桩水灰比可控制在0.6～0.7之间，水泥浆搅拌均匀，随拌随用，喷浆压力为20-30MPa，旋喷锚桩施工采取钻进、喷浆、搅拌一次性完成。

3.4设置挡水墙

对于地表水，采取“堵”和“疏”结合的办法，于基坑外砌筑400mm高挡水墙，挡水墙外侧设置截水沟，截水沟底宽 300mm，沟深 400mm，沟壁使用水泥砂浆抹面，以防地表水进入基坑；对于由于降水时间短、土方开挖速度较快而出现的上层滞水滞留现象，采取就地挖设土层集水坑导流措施，以减小降水速度对基坑的影响。

结语：

综上所述，深基坑支护技术是保障地下工程施工质量的首要技术，本文以某工程实例展开分析，从基坑支护施工前准备、放坡和简易护面施工、钢板桩支护以及设置挡水墙几方面入手，旨在降低水文工程地质对构建筑物基础施工的影响。

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