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基于建筑工程深基坑施工技术探讨建筑工程论文
摘 要：文章通过工程案例，介绍本工程地质及水文地质情况，针对该基坑结构复杂形式、开挖深度深等特点，详细分析基坑施工技术及质量控制。
关键词：建筑工程；深基坑；施工技术；质量控制
随着社会经济的高速发展，超大规模的高层建筑大量涌现。为满足抗震结构设计，基础本身要求有一定的埋置深度，同时为满足利用地下室，建造地下车库、商场、仓库和人防设施等功能的要求，高层建筑的基础埋置深度不断增大。 从发展趋势看，高层建筑越来越高，向地下发展越来越深，给深基坑安全施工提出了严峻的挑战。下文分析某工程的深基坑施工技术。
1 工程概况
文章工程建筑高8-15层，为框架结构，基坑周边道路下管线众多。场地大致呈长方形，东西长约150m，南北宽 90m，用地面积约为 11000m2，新建建筑面积约52000m2，其中地上建筑面积34000m2（东侧地上15层，西侧地上8层），地下建筑面积18000m2（地下3层）。本工程设3层地下室，基坑安全等级为一级，开挖深度 14.45m，电梯井处深约16.9m。支挡结构为800mm（1000mm）厚地下连续墙+3道钢筋混凝土水平内支撑，地下连续墙兼做止水帷幕，工程桩采用钻孔灌注桩。由于该工程周边环境极其复杂，基坑南侧距离用地比较短。基坑东侧距红线最近仅1.8m，红线外路下有通讯、雨水、电力、污水等市政管线。基坑西侧有办公楼（砖混6～7层，φ377沉管灌注桩桩基础）及1幢砖混7层住宅楼：条形基础埋深 1.5m，距基坑12.8m；东北侧为24层的大厦：地下1层，钻孔灌注桩基础，持力层为强风化凝灰岩或中风化泥质粉砂岩。
2 工程地质及水文地质情况
2.1 工程地质
根据土层的'沉积年代、沉积环境、岩性特征及物理力学性质，同时结合野外钻探，将勘察深度范围内的地基土划分为7个层次及分属于各层次的亚层，其中涉及本基坑的主要为①-0杂填土、①粉质粘土、②-1淤泥质粉质粘土、②-2粘质粉土、③淤泥质粉质粘土。基坑底部位于③淤泥质粉质粘土层中。
2.2 水文地质
场地浅部地下水属孔隙潜水，水位埋藏较浅，勘察期间测得稳定地下水位埋深在0.60～1.90m，一般年变化幅度在1.00～1.50m。底部基岩所含的基岩裂隙水水量贫乏，且埋深较大，对本工程无影响。
3 基坑施工
3.1 围护结构方案
（1）根据基坑开挖深度、地质条件和周边环境因素，基坑围护结构采用刚度大、强度高且抗渗性能好的地下连续墙，厚度为800mm和1000mm，插入比为1∶2，并辅以三轴搅拌桩做止水帷幕。
（2）西北侧紧邻建筑物，在该部位采用1000mm厚地下墙，其墙趾要求进入强风化岩层。地下连续墙采用“二墙合一”（即围护结构兼作地下室外墙）作为挡土结构兼防渗帷幕。
（3）墙段间采用十字形钢板抗剪防水接头。为减少地下墙后期沉降和开挖过程中墙顶隆起或下沉，在地下连续墙内预埋墙底注浆管，待连续墙施工结束后注浆加固墙底土层，防止下沉并提高墙体承载力。
（4）由于基坑坑底位于③淤泥质粉质粘土中，为防止土方开挖过程中对基底的过分扰动影响基坑及周边环境，坑内被动区采取三轴搅拌桩进行加固处理。
（5）考虑到浅层布有粘质粉土层，为便于挖土，根据基坑规模，在坑内设置 22口自流深井疏干。
3.2 基坑施工流程
（1）进行场地修整及调查，查明地基浅层障碍物的种类、分布及深度，场地内外管网分布情况，四周围墙的`结构类型及基础形式等，并对浅层障碍物进行清理以保证围护墙（工程桩）成墙（桩）的质量，对场地内外管网及建筑物等采取保护措施或拆除、迁移。
（2）施工工程桩、地下连续墙、加固桩、立柱桩和自流深井。
（3）降水至一定标高后，挖土至压顶梁标高，施工第一道支撑和压顶梁。
（4）待已施工完的压顶梁和第一道支撑达到 80% 设计强度后，挖土至第二道支撑底标高，施工第二道支撑和围檩。
（5）待已施工完的围檩和第二道支撑达到 80% 设计强度后，挖土至第三道支撑底标高，施工第三道支撑和围檩。
（6）待已施工完的围檩和第三道支撑达到80% 设计强度后，挖土至坑底。
（7）坑底标高以上30cm及地梁、承台等局部深处采用人工修土。
（8）施工主楼核心筒深坑。
（9）施工地下室基础底板，基础底板板混凝土达100% 强度后拆除第三道支撑。
（10）施工地下三层、地下二层楼板，待混凝土达到100%强度后，拆除第二道支撑。
（11）施工地下一层，待混凝土达 100%强度后拆除第一道支撑。
3.3 支撑体系选择
由于地下室范围与周边建筑物及道路相距较近且开挖深度较大，土方主出入口仅有可能设于南侧，第三层土方不具备自然放坡开挖条件，须增设临时支护系统。调整后内支撑仍采用三道钢筋混凝土支撑，但第一道内支撑改用栈桥形式。其中挖土栈桥现浇混凝土板厚 300mm，荷载控制为 55kN/m2，堆载栈桥采用现浇混凝土板，荷载控制为 30kN/m2，其余厚200mm。施工过程中，挖土栈桥上每跨内最多只允许有1辆施工机械，且此时在其全部邻跨布置施工机械不得超过1辆。严禁2台满载设备停靠于同一跨度内，也不可上 50t 以上的履带起重机或其他机械。第二、三道内支撑局部采用厚200mm混凝土板，与支撑梁现浇为一整体，电梯井位置设置压顶梁。
3.4 挖土方案的选择基坑设置3道内支撑（图1），土方开挖分4层进行
（1）根据基坑的特点和周边环境情况。考虑到临时坡道放坡的角度控制和车辆的爬坡性能，前两层土由出土车通过坡度为1∶7的运输便道直接进入基坑装土外运。
（2）第三、四层土方开挖时，因基坑深度较深无法满足放坡要求，只能在第一层支撑设置的水平栈桥上挖土，通过PC120、PC60小型挖土机在基坑下将土驳运至栈桥下方，再用 PC360L长臂挖土机在栈桥上挖除基坑内土方。
4 技术措施
（1）本基坑形式不规则且开挖深度深，导致局部受力不平衡；特别是基坑各阴角部位受力情况复杂，为使各角部受力点的均衡，保证基坑安全开挖，在压顶梁阴角位置采用200mm厚钢筋混凝土加强板连接，以确保阴角位置支撑整体刚度。
（2）考虑到被动区加固体水泥掺量坑底
以上部分由原7% 提高到10%及粘质粉土层层厚分布不一等因素，经协商取消自流深井，但要求在开挖粘质粉土层时采用集水井形式，井深为开挖面下3m，随开挖面降低而降低。
（3）由于第四层土方最小净高仅1.75m，小型挖土机在有支撑板的位置处无法进行土方翻肚及驳运，为此将第三道混凝土支撑板全部取消，支撑主梁宽度各增加200mm，梁顶和梁底主筋各增加1根，次梁截面不作调整，以确保支撑体系的整体刚度和稳定性。
（4）为确保土方开挖的时空效应，结合电梯井位置处三轴搅拌桩的取芯检测强度结果28d 无侧限抗压强应大于0.9MPa的要求，取消两处电梯井的压顶梁施工，并要求加快该处垫层及挡墙的施工速度。
5 基坑施工监测及变形分析
为保证施工安全和开挖顺利，减少基坑开挖过程中对周边环境的影响，进行全过程监测，并实行动态管理和信息化施工。监测内容包括地下连续墙外侧的深层土体位移、地下水位位移、支撑轴力、周边建（构）筑物、周边管线及道路等监测项目（表1）。
（1）本基坑深层土体水平位移基本朝向基坑内侧，呈凸鼓形，局部段出现了“踢脚”状况。最大变形部位为基坑东侧CX3处，变形量为33mm，主要原因是由于该部位工程桩的.影响，导致地下连续墙内侧槽壁加固未施工，在地下连续墙施工过程中，槽壁塌方及混凝土超方严重，影响支撑浇筑时间，导致变形量相对较大。其余各测斜孔的最大位移值均在25mm 内，小于设计值。
（2）混凝土支撑轴力测点 Zh1-Zh8中，在基坑西南侧 Zh8 位置处支撑轴力普遍较大，其中第一道混凝土支撑轴力为6800kN，主要原因是由于该部位未设置栈桥加强板，且还受两边侧向土压力的影响。
（3）由于基坑西北侧增加了地下连续墙的入土深度，在整个基坑施工过程中，西北侧房屋靠近基坑最近处最大变形值仅为28mm，其他部位变形值均小于25mm。满足设计要求。
（4）在围护结构施工及土方开挖阶段，周边的地下管线及地表沉降值均小于30mm，地表最大沉降量为靠近基坑大门西侧D4位置，沉降量为25mm，满足设计及规范要求。
6 结语
该工程应根据基坑工程的特点，对围护结构的受力、变形及周边环境变化进行监测，以了解施工的动态信息，从而对围护结构和基坑边坡的稳定性进行评价，同时对基坑周边地下水位、地下管线和建筑物的沉降、变位等进行监控，了解和控制基坑施工对周边环境的影响情况，进行施工日常管理。对设计和施工方案的合理性进行评价，为优化施工组织提供可靠信息并指导后续施工。
参考文献
[1] 陈园庆，郭鹏飞.栈桥支撑在深大基坑中的应用[J].建筑技术， 2013，44（09）：823-826.
[2] 刘国彬，王卫东等.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社第2版.
[3] 袁海庆等.水泥土搅拌桩在基坑工程中的应用[J].武汉：武汉理工大学学报，2002，04（09）：52-53.
[4] 任斌向，郭卫萍等.大型超深基坑支撑及土方开挖施工技术[J].建筑技术，2014，45（07）：619-622.
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