深基坑中软弱土方开挖实例

关键词 : 深基坑 ; 支护 ; 土方 ; 沉井 中图分类号 : TV 551. 4
深基坑中的 土方开 挖因 支护 型式、 水 文地 质条 件的 变化 有 不同的施工方法 , 对 于采用 护壁 桩加 内支 撑梁 及支 承柱 的支 护 系统 , 由于内支撑梁下净空的限制 , 土方开挖及出运比较困难 ; 如 果基坑内土方为含水 量高的软弱 土 , 则 进一步 加大了 施工难 度。 本文通过某工程 实例 , 介绍 了深 基坑 中软 弱土 方开 挖的 施工 方 法及深基坑中采用沉 井方法进行局部土方深开挖的经验。 1 工程概况
某工程位于广州市番禺区一住宅小区 内 , 占地面积约 1. 3 万 m 2。拟建工程为 5 栋 22~ 28 层高层商住楼房 , 设计两层地下室 , 地下室基坑深度为自然地面下 8. 9 m, 面积约 8 000 m 2。基 础采 用钻 ( 冲 ) 孔钢筋混 凝土 灌注桩。 本基 坑工程 的施 工顺序 为 : 开 挖填土至 - 3 . 5 m 处 ( 0. 0 从自然 地面 起算 ) → 支护 体系及 工 程桩施工→ - 3. 5 m 以下土方开挖。本文主要介绍 - 3 . 5 m 以下 基坑土方开挖的施工。基坑支护及土方开挖平面布 置见图 1。
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第 4期 表 1 硅粉的化学成份
朱淑红 : 硅粉水泥浆在基础加固工程中的施工实践
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( 1) 纯硅粉水泥浆 结石 : 3 个样品 强度变 化在 85 . 4~ 122. 3
M gO 1. 37 烧失量 m 含量 /%
图 1 基坑支护及土方开挖平面布置示意 2 工程水文地质条件 2. 1 场地岩土工程条件 本工程场地原始 地貌为珠江三 角洲冲积 平原经 人工堆 填整 平 , 地形较平坦。基坑主要处于以下土层中 : ① 人工填土 : 浅灰黄色 , 上部为填 砂 , 松散 , 下部为砂 质粘性 土 , 软塑 , 很湿 , 平均厚度 2. 92 m。 ② 冲积成因的淤泥 : 灰黑色 , 饱和 , 流塑 ~ 软塑 , 局部 为淤泥 质粉细砂。平均含水量为 67 . 5 % , 最大含水量达 92. 5% , 孔隙比 1. 732 , 为软 弱 土 层。 本层 厚 度 较 大 , 厚 度 自 南 至 北 由 厚 变 薄 ( 15 . 7~ 5. 2 m ) 。 ③ 粘质粉土 : 灰白色 , 冲积 成因 , 含 粉细砂 , 粘 性较 好 , 局部 含中细砂 ( 渗透系数 16 m /d) 。本层平均厚度为 5 . 78 m。
够驶入基坑 , 并能安全通过内支撑梁 , 经咨询设计后 , 采用砖渣铺 设了 1 条 0. 5 m 厚运土通道 , 并在 过支撑 梁处的 道路上铺 3 000 mm 2 000 mm 20 mm 钢板 分散轮 压 , 挖 掘机下 采用 同样方 式 处理。随着土方开挖至 中部 , 工 作面越 来越 小 , 坑内挖 掘机 由 4 台减少至 2 台 , 坑上挖掘机 减少至 1 台 , 将中段土方开挖完成后 , 由于运土通道坡度较陡 , 挖掘机无法自行开出基坑 , 采用 100 000 kg 吊机将挖掘机吊出基坑。 土方开挖时正处雨季 , 此外 , 勘察 阶段的 钻探孔 也向基坑 内 补给水。为了及时将坑内积 水排出 基坑 , 防止挖 掘机被 水淹 , 在 基坑内均匀设置 6 台 10 k W 污水泵进行抽排水。 基坑土方开挖 过程 中 , 对基 坑周 边布 设的 位移 观测 点每 天 进行观测 , 整个基坑开挖期间冠梁的最大位移仅 1. 8 mm, 这说明 本工程支护结构系统是安全的。 4 . 3 电梯井基坑土方开挖 本工程有 5 个电梯井 , 均位于 基坑西 侧边 , 承台 埋深自基 坑 底算起由 3. 1~ 4. 2 m, 平面尺寸为 3. 7 m 5. 9 m ~ 6. 4 m 9. 0 m。原基坑支护设计深度为承台底 , 并对 1# ~ 3# 栋 电梯井处 的支 护桩增加了预应力锚索。电梯井基坑开挖时 , 曾考虑放坡开挖及 搅拌桩、 钢板桩支护 开挖 方法。 放坡 开挖 由于 土方 开挖 工程 量 大 , 出土困难 , 且地下水较多 , 影响基坑支护桩的安全 , 无法实 施 ; 而采用钢板桩或搅拌桩支护则 由于打 桩机受 支撑梁 的限制无 法 进入坑内施工。最后决定采用钢筋混凝土沉井法进 行开挖施工。 沉井内平面尺寸比承 台尺 寸大 0. 2 m, 壁 厚、 配筋 如图 3 所 示。沉井分段浇筑 , 每段 1 . 8 m, 下 沉至 地面上 留 0. 5 m 后即 接 长下一段。沉井内设集水坑 , 用水泵抽水至基坑周边排水沟内。
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杨
鹏 : 深基坑中软弱土方开挖实例
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( 2) 以下沿平 台外边 线并 预留操 作空 间后 布设钻 孔灌 注桩 支护 , 并加一道钢筋混凝土水平内支撑梁。 由于工程地下水 较丰富 , 水位埋深浅 , 含水层较厚 , 且地下水 补给强 , 降水方案不易直接实施。为此 , 采用止水方案 , 在支护桩 外侧四周采用深层搅拌桩 形成止 水帷幕 进行止 水。为避免 地表 及地下水对土体产生 影响 , 及时 排出边 坡渗水 及基坑 内积水 , 在 坡顶设置排水沟、 沉淀池截断、 排 出地表 水。开挖土 方至坑 底后 亦在周边设置排水沟 、 集水井进行排水。
收稿日期 : 2006 - 08- 03 作者简介 : 杨 鹏 ( 1972- ) , 硕士 , 工程师 , 现从事建筑施工管理工作。
单 位: m
2 . 2 水文地质特征 场地周围河网发育 , 地下水主要为孔隙潜水。孔隙潜水主要 赋存于淤泥、 粘质粉土中 , 淤泥中的部分地段砂质含 量较高 , 地层 渗透性较好 , 富水性较弱 , 具弱承 压性。水位埋 深一般在 0. 75~ 1 . 14 m 之间。 3 基坑 支护概况 由于基坑开挖 土层 含水 量丰 富 , 且场 地中 有巨 厚的 软弱 淤 泥层 , 该层局部地段含粉细砂 , 透水 性相对 较好。而 且由于基 坑 开挖深度达 8. 90 m, 因此 基坑支 护的 重点是 地下 室开 挖深度 范 围内的淤泥层。基坑采用两种支护型式 ( 见图 2): ( 1) 在现有自然地面下 3. 5 m 按 1 1~ 1 1 . 75 放坡 , 采用 土钉墙支护 , 其坡脚留 2 . 6 m 平台 ;
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广东水利水电 GU ANGDON G WA TER RESOU RCES AND HYDRO POW ER
N o. 4 AU G 2006
深基坑中软弱土方开挖实例
杨
摘
鹏
518040 )
( 深圳市越众 (集团 ) 股份有限公司, 广东 深圳
要 : 该文通过工程实例 , 介绍了深基坑中软弱土方开挖的施工方法及深基坑中采用沉井方法进行局部土方深开挖的经验 。 文献标识码 : B 文章编号 : 1008 0112( 2006 ) 04 0071 02
图 3 沉井流砂处理示意
单位 : 高程 m
土方采用人工开挖 , 塔吊吊运。开挖时先挖中间 , 后挖四 边 , 对称开挖。按以上方案 施工 , 位 于 淤泥 层中 的 1# ~ 3# 沉 井均 顺 # 利下沉至设计标高。 4# 、5 沉 井由 于位 于粘质 粉土 层中 , 土层 渗 透系数较大 , 且由于支护 桩外 侧的 止水 搅拌 桩只 打至 - 11 . 5m 处 , 而 4# 、 5# 沉井分别需要沉至 - 13 . 1 m、- 12. 6 m。因此开挖过 程中沉井内水量很大 , 需要连 续抽水。当 沉至接 近设计 标高时 , 基坑内外水位水头差过大 , 发生流 砂现象 , 沉 井四周 中的砂随 水 流不断涌入井内 , 导致沉井无法下 沉 , 周边地 面也出 现不同程 度 的裂缝。为了治理流砂 , 首先采用水枪在缠绕滤网的钢筋笼两侧 插入砂中射水排砂 , 将钢筋笼沉入坑底以下约 1 m, 形 成集水井。 然后在沉井内四周用水枪射 水形成 水沟 , 并随时 铺无纺 土工布 , 压碎石 , 形成排水沟 , 沟内埋 100 PV C 水管 , 水管周身钻 10 孔 , 将水引入集水井。由于无纺布具有透水不透砂的特 性 , 有效地阻 ( 下转第 74页 )
图 2 基坑支护剖面 4 基坑土方开挖方案及实施 4. 1 本工程基坑土方开挖的难点 根据本工程的 地质 条件 及基 坑支 护情 况 , 基坑 土方 开挖 有 以下难点 : ( 1) 基坑内淤泥未采取 处理措 施 , 极其软 弱 , 挖 掘机在 坑内 挖土、 移动非常困难 , 极容 易发生 陷机事 故。且本工 程土方 开挖 正处于 6、 7 月份雨季 , 如 遇大雨 , 坑内积水难以及时排出 , 也容易 导致挖掘机受水淹而 损坏。 ( 2) 由于纵横方向设置 了内支 撑梁、 支承 柱 , 四 个角设 置了 角撑 , 每根内支撑梁端部设置了 八字斜 撑 , 且 支撑梁 下净空 只有 4. 6 m, 大大 影响了挖掘机的挖土、 移动 速度及 运输车 辆的行 驶。 另外场地东、 南侧空间受限 , 只能在 西、 北侧出 土 , 也 在一定 程度 上影响了土方开挖。 ( 3) 基坑开挖至 设计深度后尚 有电梯井 基坑需 要进一 步开 挖 , 电梯井基坑最深达 4 . 2 m ( 标高 - 13. 1 m ), 属深 基坑中 的基 坑。原设计只是将电梯井处的 支护桩加深 ( 其中 1~ 3# 电 梯井处 的支护桩还加了预应 力锚索锚固措施 ) , 并未 考虑基 坑内侧 土体 的安全。因此电梯井开挖需 要根据 基坑现状 设计可 行的开 挖方 案 , 保证安全开挖。 4. 2 大面积基坑土方开挖 大面积基坑土 方开 挖总 体布 署为 从两 端向 中间 开挖 , 分 两 个阶段进行 : 第一阶段为南北两端土方的开挖。在基坑内南北两 端各布置 2 台 1 m 3 反铲挖掘机 , 挖掘机行走范围内抛块石、 垫钢 板 , 采用接力方式将淤泥转至基 坑边 , 由基坑 上边的 1 台长 臂挖 掘机再将土方直 接挖至 自卸 汽车 运出 , 初 期采 用的 长臂 挖掘 机 为反铲式 , 随着挖掘 深度的 增加 以及 坑内 淤泥 受水 浸泡 及扰 动 后成为流塑状淤泥后 , 改用抓斗式长臂挖掘机。 第二阶段为中间 段土方的开挖。两端土方挖完后 , 长臂挖掘 机已无法再发挥作用 , 因此本阶段在中间段两端坑底各布置 2 台 0. 5 m 3 挖掘机 ( 可 通过 水平 支撑 梁 下 ) 进行 挖土 , 并 在 - 3. 5 m 各设 1 台 1 m 3 挖掘机在坑上专门进行装车。为了使自卸 汽车能