沿海软土地层中地铁车站深基坑施工

沿海软土地层中地铁车站深基坑施工

包高强，龙伟义

中国水利水电第十一工程局有限公司  河南郑州  450000

【前言】近年来，由于交通堵塞，空间有限等现代城市日益严重的问题，城市地下空间充分开发利用，建设了越来越多的公共设施，以缓解交通压力、加强基础设施建设。随着国内城市化的快速推进，城市地面可用空间日趋紧张，地铁建设得到了蓬勃的发展。在地铁建设中，必将面临大跨深基坑的开挖难题。尤其是在一些沿海地区，由于该地区土质松软，多淤泥质土，且地层十分复杂，建设难度剧增。淤泥质土层的地基承载力低，在开挖过程中会产生很大的变形，且淤泥质土壤具有蠕变特性，在施工结束后的一段时间内依然会发生持续变形，稳定时间较长。因此基坑变形控制是影响工程质量、费用和建设工期的关键问题之一。

关键词：淤泥质土   基坑变形    房屋沉降    监测

1 工艺原理

深基坑开挖施工技术就是通过在实际工程中分析基坑变形机理，深入研究基坑施工对建筑物的影响因素和规律，分析周边建筑物加固影响因素（宽度、深度、加固体位置、刚度）对周边建筑物沉降的影响程度，得出建筑物沉降的影响规律，从而制定相应合理的基坑开挖措施，降低深基坑建设施工难度，保证基坑安全开挖与既有建筑物的安全。

（1）基坑开挖前及施工过程中加强周边建筑物沉降及倾斜监测，及时进行跟踪注浆加固措施，减小基坑施工对既有建筑物的影响。

（2）围护结构施工前采用搅拌桩进行预处理，确保地连墙成槽安全。同时对施工路面进行处理，确保地基承载力满足吊装施工要求。地下连续墙采用工字钢接头，提高接头质量，确保混凝土浇筑过程中不产生位移和混凝土绕流。施工完毕后，在接头处施工进行高压旋喷深层注浆，避免地连墙接头处出现渗漏。

（3）基坑开挖前首先对基坑进行降排水处理，设置降水井、排水明沟以及辅助截排水系统，确保基坑开挖工作面干燥，基底承载力不受地下水破坏。

（4）基坑分层、分段开挖至基底，每段开挖中又分块、分小段，并限时完成每小段的开挖和支撑。分层原则为混凝土支撑底面或钢支撑底部以下50cm。严禁在坡顶堆土或行车，对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用坡面保护措施，防止纵向滑坡。

2施工工艺流程及操作要点

2.1 施工工艺流程

深基坑工程施工主要施工内容包括施工准备、周边环境调查、前期工程、地基处理、围护结构、基坑降水、基坑开挖及支护等施工内容。

2.2 施工方法

2.2.1 房屋加固

1）地面对建筑物进行跟踪/预注浆加固措施，以减小基坑施工对既有建筑物的影响。

2）建筑物靠近基坑一侧布置两排袖阀管，排间距1m；袖阀管材料采用直径60PVC管，注浆材料采用水泥水玻璃浆液，扩散半径0.8m，袖阀管间距1m*1m，采用多次注浆工艺，注浆压力根据现场试验确定。

3）施工前应对该方案进行鉴定并预留影像资料。

4）袖阀管注浆深度为建筑物桩基以下1.0 m，地面加固范围及袖阀管布置为建筑物3m范围。

5）由于工程淤泥质地层较厚、距离周边建筑物较近，且存在自然沉降，进场施工前已有较多周边建筑物受损，考虑施工期间易对周边建筑物造成影响，对房屋周边增加隔离桩对土体进行加固，减少地层扰动。隔离桩为钻孔灌注桩排桩或咬合桩。

（6）由于基坑周边建筑物基础形式、埋深等资料不详，基坑开挖及施工过程中应加强周边建筑物沉降及倾斜监测，进行跟踪注浆。

2.2.2围护结构

在围护结构施工前对淤泥层、砂性土层地质采用搅拌桩进行预处理，从钻进、提升、搅拌、水泥掺量等方面选取多组参数进行施工比较，得到最优的参数组合来严格控制搅拌桩施工质量，确保地连墙成槽安全。同时对施工路面原淤泥层换填，加水泥进行硬化，形成钢筋笼加工和吊装场地，确保地基承载力满足吊装施工要求，保障钢筋笼安全吊装。在接头方面，采用“工字钢+接头箱+砂包+防绕流铁皮”组合方式，避免地下连续墙施工时产生绕流，有效抵制钢筋笼的侧向位移，提高接头质量，确保混凝土浇筑过程中不产生位移和混凝土绕流。地连墙施工完毕后，在接头处施工进行高压旋喷深层注浆，避免地连墙接头处出现渗漏。

2.2.3基坑降排水

基坑系统降排水主要包含三大部分：一是以降水井为主的基坑内降水系统；二是以开挖基坑四周设置的排水明沟辅助降水系统；三是基坑边缘外设置辅助截排水系统。上述措施确保基坑开挖工作面干燥，基底承载力不受地下水破坏。

（1）基坑降水

在明挖区间基坑内设置降水井，管径400mm，15～20m布置1口井，布置前根据详勘以及补充堪察地质资料分析基底部分的地层分布、水流趋势，降水井选取点位宜为不透水层最低处，避免因地层存在不均匀性导致开挖至基坑底部时降水不完全导致基底受影响。降水满足基坑开挖需求即可，明挖区间主体结构施工期间连续不断进行，将基坑内地下水位降至基坑开挖面以下1.0m，降水过程伴随主体结构施工全过程，待顶板覆土后封闭降水井。

降水井封堵：施工过程中，降水井必须持续降水，以防施工期间结构上浮。主体结构施工完成并进行回填覆土后，进行降水井封堵。

（2）基坑排水

基坑开挖过程中，做好基坑内的排水工作。在开挖基坑的四周及中部设排水明沟，每隔20m左右设一集水井，使基坑内渗水汇入其中，再用水泵抽入地表沉淀池。边挖边加深排水沟和集水井，保持沟底低于基坑底不小于0.5m，集水井低于沟底不小于0.5m。

因沿海地区地质条件较差，地层失水是导致地表、房屋沉降的重要因素，靠近房屋周边的深基坑必须设置一定数量的回灌井。基坑开挖中加强对基坑外水位观测和基坑周围地面建筑和地下管线的监控量测，采取回灌措施稳定回灌井内水位高程。

每个集水井配备1台潜水泵，保证做到随集随排，严禁抽排水回流入基坑，备用水泵不少于2个；在雨季施工时配备足够的排水设施，用以应急、抢险使用。

（3）地表截排水

为了防止地表水流入基坑，在冠梁顶设置挡墙，在基坑边缘轮廓线外侧0.5m左右设截水沟，每隔20～30m左右设一集水井，将截水排至沉淀池。

2.2.4基坑开挖

基坑须分层、分段开挖至基底，每段开挖中又分块、分小段，并限时完成每小段的开挖和支撑。每小段的开挖长度不大于16m，每小段从开挖土方到架设支撑施加预应力不超过16个小时。开挖层厚按在素填土、粉质黏土层、砂层、砂质黏土层、全风化花岗岩等土层中不大于1.5m控制；淤泥层经过抛石挤淤或建筑材料回填处理后再分层开挖，层厚按照约0.5m控制。分层原则为混凝土支撑底面或钢支撑底部以下50cm。严禁在坡顶堆土或行车，对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用坡面保护措施，防止纵向滑坡。

含水量较大的淤泥质地层土方开挖。深基坑淤泥土地层，开挖前以及开挖过程中应在四周提前设置排水沟，减少土体水分，必要时采用与砖渣或水泥搅拌的方法减小土体流动性增加承载能力。开挖过程中由挖机配合抓斗进行出土，减少挖机走动。需要时在挖机下方道路采用1.5m*6m*0.3m钢走道箱铺设板作为行走道路，往下施工过程中由挖机自行调整钢走道箱位置，确保行走安全，开挖完成后采用履带吊将挖机调运出基坑。

3 结束语

总之，根据基坑长度情况，从平面上将土方开挖分多个施工作业面进行。基坑上层土方开挖施工根据支撑的分布情况及挖掘机的性能，采用挖掘机开挖、伸缩臂挖掘机及液压抓斗垂直运输的开挖方式，严禁采用挖掘机接力开挖。在每层土方开挖前，应事先沿围护桩内侧开槽挖土，探明止水帷幕无渗漏后再开始大面积挖土，如有渗漏应及时采取堵漏措施，必要时可回填土方。当开挖到基坑底时，在基坑两侧和中部设置纵横向排水盲沟，施工排水盲沟通过降水井将地下水汇集抽走。

参考文献：补充

1、地基基础    《保护建筑的预加固措施对控制基坑周边房屋沉降的影响》_郝晟敏

    2、福建建筑    《深基坑内降水及坑外回灌对邻近桩基建筑的影响分析》_杨世华

1