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深基坑施工及基坑安全性監(jiān)測實例

文檔作者：彭責(zé)，張金龍，劉政治文檔來源：徐州礦務(wù)集團(tuán)長城基礎(chǔ)工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年10月12日
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30 探礦工程(巖土鉆掘工程) 2006年第2期
深基坑施工及基坑安全性監(jiān)測實例
彭 責(zé)，張金龍，劉政治
(徐州礦務(wù)集團(tuán)長城基礎(chǔ)工程有限公司，江蘇徐州221000)
摘要：介紹了南京市中央路某地下工程深基坑支護(hù)施工情況。施工中對基坑開挖的安全性進(jìn)行隨時監(jiān)測，反饋
信息及時指導(dǎo)施工，對施工中出現(xiàn)的險情及時處理。
關(guān)鍵詞：深基坑施工；深攪樁；止水帷幕；基坑支護(hù)；安全監(jiān)測
中圖分類號：TU473．2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672～7428(2006)02—0030—03
深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)常見的現(xiàn)象，一是止水帷幕失
效導(dǎo)致基坑滲漏；二是基坑變形過大造成支護(hù)結(jié)構(gòu)
開裂導(dǎo)致基坑滲漏。以上情況的出現(xiàn)嚴(yán)重危害基坑
及鄰近建筑物、構(gòu)筑物的安全，筆者根據(jù)以下實例闡
述基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施 控制要點、基坑施工(士方開
挖至基坑四周回填結(jié)束)出現(xiàn)的問題及如何根據(jù)監(jiān)
測信息采取有效防范措施、制定正確處理方法加以
解決。
1 工程概況
南京市中央路某地下工程，西靠原主樓、東臨玄
武湖、北臨居民樓，面積約1260 m ，其開挖深度為
8．5 m，此建筑基坑等級為二級。該基坑及其周圍土
質(zhì)較差，基坑開挖深度范圍內(nèi)為粉砂或粉砂夾粉土，
基坑底部土層為淤泥質(zhì)粘土夾粉土，局部為粉質(zhì)粘
土，該場地巖土力學(xué)指標(biāo)見表1。
表1 巖±力學(xué)指標(biāo)
基坑地處玄武湖邊緣水甕地，東側(cè)距玄武湖城
墻僅30 m，且緊臨基坑?xùn)|側(cè)有一高約10Ⅱ 、寬15 m
的護(hù)坡(土的附加荷載較大)，同時基坑北側(cè)及南側(cè)
鄰近有多層淺基礎(chǔ)磚混結(jié)構(gòu)居民住宅樓。該處地下
水位高(地表下80 em左右)，補(bǔ)給水充足。
根據(jù)地質(zhì)條件及周匍情況，基坑支護(hù)采用鋼筋
砼鉆孑L灌注樁：東側(cè)01100@ 1300，其余0800@
1000，有效樁長分別為20．3 m和15．6 m，基坑四周
采用雙排(北側(cè)及東側(cè)北端為3排)深攪樁止水帷
幕( 700@200／300)，水泥摻入比18％ ，有效長度均
為18 m。兩側(cè)利用原綜合樓深攪止水樁和支護(hù)樁。
鋼筋砼支撐桿件斷面分別為600 mm X 700 mm、500
mm X600 mm，坑內(nèi)布設(shè)8口12 In深降水井，坑外設(shè)
7口觀測及回灌井，新老深攪樁接頭采用高壓旋噴
樁補(bǔ)強(qiáng)。支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置見圖1。
2 基坑支護(hù)的施工
根據(jù)此工程所處的地質(zhì)條件及其特點，該工程
成敗的關(guān)鍵是止水帷幕效果，在深攪止水帷幕的施
工中，我們主要控制樁長、水泥用量、均勻度、攪拌速
度及垂直度。鉆孑L灌注樁施工中，因細(xì)粉砂層較厚
地下水位高極易發(fā)生坍孔及縮頸，主要控制好護(hù)壁
收稿日期：2005一O1—10：改回日期：2006 01～15
作者簡介：彭貴(1975～)，男(漢族)，江蘇徐州人，徐州礦務(wù)集團(tuán)【乇城基礎(chǔ)工程有限公司助理工程師，．T=程測量專業(yè)，從事基礎(chǔ)一【 程施工工
作，江蘇省徐州巾；張金龍(1975一)，男(’議族)， l：蘇徐州人，徐州礦務(wù)集團(tuán)長城 礎(chǔ) 程有限公司助理工程師，工程測量專業(yè)，從事基礎(chǔ)工程
施工工作；劉政治(1973～)，男(漢族)，安徽宿卅1人，徐州礦務(wù)集Ej1K城基礎(chǔ)工稗有限公司助理工程師，工民建專業(yè)，從事基礎(chǔ)工程施工T作。
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32 探礦工程(巖土鉆掘工程) 2006年第2期
3．2 開挖順序及過程
在基坑土方開挖前制定科學(xué)開挖方案、周密搶
險預(yù)案，并配備搶險物資(草包、水泥、水玻璃、速凝
劑、紅磚、濾水管、棉胎等)、搶險人員及設(shè)備(地質(zhì)
鉆機(jī)、雙液注漿泵、輕型井點)。基坑自北向南分層
開挖(第一層：自室外地坪至一3．20 nl；第二層：一
3．20一一9．25 m)，第一層土方開挖至一3．20 m后
進(jìn)行圍梁及砼支撐施工，待砼達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行第二
層開挖。在開挖前，首先沿圍護(hù)樁內(nèi)側(cè)四周開挖
1．5 m寬、2 m深的應(yīng)力釋放溝，然后在砼支撐之間
降一小挖機(jī)平臺至一9．0 nl，以此平臺由北向南掏
土。考慮到基坑應(yīng)力釋放的緩緩過渡，在下層土方
開挖前沿支護(hù)樁內(nèi)側(cè)暫留一條4～6 nl寬土臺，按1
：1．5向基坑內(nèi)放坡，使支護(hù)樁受力合理，不至因應(yīng)
力急劇釋放產(chǎn)生較大的側(cè)向位移。開挖至一9．05 nl
留20 cm進(jìn)行人工修整并沿四周開挖排水明溝，嚴(yán)
禁超挖及碰撞支護(hù)樁及丁程樁。土方開挖結(jié)束后用
吊車將基坑內(nèi)挖機(jī)吊出基坑。土方施工期間派專人
24 h不間斷對基坑安全進(jìn)行巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及
時報告，同時基坑安全測試每2天進(jìn)行一次，反饋信
息及時正確指導(dǎo)施工。
3．3 險情及處理措施
3月24日在基坑北邊挖至一8．0 nl處時東北角
支護(hù)樁間出現(xiàn)一較大滲漏點，同時北側(cè)S12、S13、
S14沉降量分別達(dá)2．4、3．1、1．6 mm／d，基坑平均沉
降速率較前一天(0．365 mm／d)已明 增大(1．140
mm／d)，超出預(yù)警值，而坑外水位下降不明顯，說明
漏點不大且補(bǔ)給水充足。為此我們根據(jù)實際情況制
定堵漏方案：在基坑外降水減壓、坑內(nèi)封堵，先用土
壓住漏點再在基坑外利用西北角觀測井進(jìn)行抽水降
壓(由水位計觀測水位高差8 nl左右)?？紤]到抽
水易引起周圍建筑物的沉降，經(jīng)降水漏斗計算：降水
井水位控制在一9．0 mill左右并對附近建、構(gòu)筑物進(jìn)
行嚴(yán)密的監(jiān)測，坑內(nèi)對漏點實施封堵，先用棉胎、草
包塞進(jìn)漏洞然后在外側(cè)用速凝劑(水泥錨固劑)控
制水泥砂漿砌磚并插引水管引流水，再用逆作法澆
筑砼擋墻(見圖3)，并迅速組織坑內(nèi)的施工，挖至標(biāo)
高立即進(jìn)行后澆帶以及砼墊層及底板砼的施工，同
時為確保北側(cè)鄰房安全，坑外抽水暫停，并每天進(jìn)行
一次基坑安全測試，測試報告顯示沉降速率逐漸減
小，至3月底為0．019 mm／d，由此看來堵漏成功且
未發(fā)現(xiàn)新的漏點。
4月1日挖至東面距南端15 m處在深8 m支
護(hù)樁問出現(xiàn)一較大漏點，涌砂量較大導(dǎo)致坑外東側(cè)
()．80m
一2 40m
＼
＼ 鋼筋砼水平支撐
降水Jf ／ ● ， ／
l2@ 25O 】
— 制筋砼擋墻配 l2@2 雙
弓f／} 管＼ 蹲
2O()
圖3 基坑搶險不意圖
護(hù)坡開裂，圍墻、食堂傾斜，說明此處止水帷幕失效，
同時監(jiān)測報告s4、s5、s6、s7沉降分別為1 2．3、
17．6、12．6、13．2 mm，沉降速率達(dá)2．183 mm／d，大大
超過預(yù)警值，D4、D5水平位移分別為3．6、3．5 mm，
嚴(yán)重影響基坑及東側(cè)護(hù)坡的安全。由于該處坑內(nèi)外
水位高差較大(8 ITI)，而該處坑外由于場地狹小未
設(shè)置觀測井，無法將觀測井作為臨時降水井使用，由
于水壓較大故坑內(nèi)2次封堵均未成功。經(jīng)研究決定
在東側(cè)南端拆除原食堂后打一深16 Ill降水井實施
抽水降壓，由于此處水位高且補(bǔ)給水極其豐富，在一
臺水泵抽水水位未達(dá)要求情況下增加一臺水泵抽
水，水位控制在一12．0 m左右，以形成降水漏斗，達(dá)
到降水減壓的目的。坑內(nèi)實施封堵并用逆作法澆筑
砼擋墻，迅速進(jìn)行后澆帶以南的砼墊層及底板的施
工，至4月8日該處沉降已明顯趨緩，沉降速率為
0．11 mm／d，坑外結(jié)構(gòu)(護(hù)坡、圍墻、食堂)裂縫得到
有效控制，說明止水效果明顯。
3．4 沉降及位移監(jiān)測成果
該基坑3月19日開挖、4月6日底板砼墊層完
成、4月25日底板砼完成、5月16日墻板砼完成、6
月5 R頂板砼完成。6月10日基坑測試成果：基坑
沉降累計最大值36．8 mm，平均沉降速率0．021
mm／d，基坑最大水平位移35．7 mm，深層水平位移
累計最大增量26．96 mm，鄰房累計最大沉降值2．6
mm，水平位移最大值2．5 mm；東側(cè)護(hù)坡累計最大沉
降值4．5 mm，水平位移最大值6．0 mlTI。均在預(yù)警
值的范圍內(nèi)，基坑及鄰近建筑、構(gòu)筑物均安牟。基坑
位移方向除D12、D17、D18、D19號點向坑外．其余
均向坑內(nèi)，基坑?xùn)|側(cè)中間位移量、沉降量大，說明東
(下轉(zhuǎn)第35頁)
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2006年第2期 探礦工程(巖土鉆掘工程) 35
制在1．3 kg／L左右。
4．2 錨桿施工
(1)控制泥漿指標(biāo)，提高護(hù)壁能力。由于圓礫
層埋藏較深，不能跟進(jìn)這么長的套管，所以錨桿成孔
過程中控制泥漿指標(biāo)很重要，關(guān)鍵是泥漿密度的控
制，在成孑L施工中有時泥漿密度在1．4～1．5 kg／L。
另外在下索的過程中也要小心慢放，防止錨索破壞
孔壁造成坍孑L，導(dǎo)致錨索不能順利下放。
(2)在圓礫層中二次注漿效果較好。由于南寧
地區(qū)圓礫層骨架之問主要填充砂礫，而非泥質(zhì)膠結(jié)，
級配較差，孑L隙很多，通過二次高壓注漿，水泥漿填
滿圓礫孑L隙，土體與錨固體摩阻力提高很多，通過試
驗，采用二次注漿的錨桿其軸向拉力值提高40％ 一
100％。錨桿二次注漿壓力與圓礫層的密實程度有
關(guān)，在密實圓礫層中，二次注漿壓力控制在3—5
MPa，在松散圓礫層中二次注漿壓力控制在2～3
MPa就可以。
5 結(jié)語
(1)在南寧地區(qū)存在較厚圓礫層的地質(zhì)條件
下，超過3層地下窀，開挖深度在12 m以上的基坑，
圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻是比較合適的。為節(jié)約造
價，地下連續(xù)墻最底下部分僅為止水，為素混凝土，
其鋼筋籠可以不到槽底，佳得鑫水晶城和地王國際
商會中心鋼筋籠均未到底，在開挖面以下9～10 m。
(2)地下連續(xù)墻在圓礫層中成槽采用“鉆抓結(jié)
合”的方法，施工速度較快。
(3)由于地下連續(xù)墻較好的止水效果和圓礫層
的強(qiáng)透水性，基坑降水井?dāng)?shù)量可優(yōu)化，如地王國際商
會中心基坑面積接近1萬m ，只設(shè)了5個降水井，
抽水時坑內(nèi)水位迅速降低，人工挖孔樁最深的有42
m，大部分樁孑L內(nèi)是干作業(yè)。
(4)在深厚圓礫層中施工錨桿，通過控制護(hù)壁
泥漿的質(zhì)量仍町成功。通過二次高壓注漿，可大大
改善圓礫層與錨固體之間的錨阻力，提高錨桿的拉
力，滿足設(shè)計要求，施工效果較好。
(5)錨桿標(biāo)高盡可能設(shè)置在第二層地下水承壓
水頭以上，防止錨桿孑L涌水流砂現(xiàn)象發(fā)生和增大錨
桿孔止水難度。
(上接第32頁)
側(cè)土的附加荷載較大，而西側(cè)由于緊鄰主樓，故沉
降、水平位移值最小。
4 幾點體會
4．1 施工順序
從施工順序分析，由于東側(cè)深層攪拌樁施工范
圍內(nèi)土層均為粉細(xì)砂層，水泥摻量高導(dǎo)致水泥漿擴(kuò)
散范圍大是造成鉆孑L灌注支護(hù)樁施工困難且樁身產(chǎn)
生偏斜的主要原因，對此類土層應(yīng)先施工鉆孑L灌注
樁，再施工深攪樁。
4．2 止水效果
盡管該建筑物基坑地質(zhì)情況復(fù)雜、地下水位高、
水源豐富、鄰近建筑物距基坑較近，由于開挖方案正
確，結(jié)合信息化管理技術(shù)的應(yīng)用，在深基坑局部止水
帷幕失效時能及時提供準(zhǔn)確的信息，據(jù)此制定正確
處理方案，達(dá)到事半功倍的效果，既節(jié)省費用又保證
了基坑及鄰近建筑物、構(gòu)筑物的安全，從而確保該地
下工程的順利施工。
另外深層攪拌樁止水帷幕在地下水動力環(huán)境中
的淤泥質(zhì)粉土及粉砂交互沉積的土層中，止水效果
較難保證，這個問題望引起高度最視，并采取適當(dāng)措
施予以解決，以免基坑出現(xiàn)險情。
4．3 設(shè)計
該_[程建筑物設(shè)計、基坑支護(hù)設(shè)計分別為兩家
不同的沒計單位，筆者認(rèn)為兩家設(shè)計單位町以進(jìn)行
積極有效地配合，如：永久性建筑部分結(jié)構(gòu)可否作為
臨時支撐拆除之后的支撐，以節(jié)省今后換撐的費用
及時問；部分臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)可否作為永久性結(jié)構(gòu)的
一部分，如支護(hù)樁可否作為抗拔樁。在此地質(zhì)條件
下基坑支護(hù)的設(shè)計尤其是支護(hù)樁之間的間距偏小
(2O cm)，容易產(chǎn)生“夾樁”，支護(hù)樁與深攪止水樁間
距(20 cm)偏小。

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