深基坑流塑性淤泥质土开挖施工技术

翁明善

(福建地矿建设集团公司 福建福州 350002)

深基坑流塑性淤泥质土开挖施工技术

翁明善

(福建地矿建设集团公司 福建福州 350002)

深基坑开挖是一项综合性很强且危险性较大的基础施工工程。随着高层建筑及多层地下室的增多，深基坑施工的质量和安全问题越来越受关注。因该工程施工受到多种因素影响，特别是受地质条件影响巨大，要求施工过程中必须采取合理严谨措施。若由于施工控制不当，容易发生质量安全事故，造成重大损失。文章结合某会展中心工程案例，分析探讨了流塑性淤泥质土深基坑的特点，并基此提出了针对性的开挖施工技术措施。

深基坑；流塑性淤泥质土；开挖施工技术

0 引言

随着社会发展，现代建筑的规模越来越大，带有多层地下室的建筑不断出现，需要进行深基坑开挖的项目越来越多，目前深基坑开挖的施工工艺较为成熟，但受特定的地质条件、施工工期等因素影响，容易出现各种问题。尤其是流塑性淤泥质土的深基坑开挖施工工艺，需要相关人员根据现场施工实际情况，通过制定严密可行的措施方案，控制施工质量，方可确保施工安全[1-2]。基此，本文拟结合某会展中心工程案例，探究深基坑流塑性淤泥质土开挖施工技术，希望能给同行提供参考。

1 工程概况

1.1 项目情况简介

该项目位于福州马尾区琅岐岛码头边,主体为钢结构，总建筑面积52 601m2。地上4层，建筑面积30 911m2；地下1.5层，建筑面积21 690m2，地下室开挖深度7m～8m。基础为管桩基础，基坑支护型式为：台阶式放坡+槽钢+HN700×300型钢桩支护形式，型钢桩外侧利用Ⅳ型拉森桩挡土止水。

1.2 水文地质情况

场地的地下水量丰富，水位变化受闽江水潮汐变化影响较大。根据工程地质勘察钻探揭示，该场地岩土层主要为淤积、海积、冲洪积成因及风化成因。其中，淤泥质土层呈深灰色，饱和，流塑，含腐植质、有机质、个别烂木等，味臭，有光泽，无摇震反应，干强度较低，韧性低。淤泥层平均厚度7.68m。自上而下的土层及平均厚度如表1所示。

表1 土层及土层平均厚度 m

2 主要难点

根据地层情况揭示，该项目开挖的土主要为流塑性淤泥质土，且施工场地紧邻闽江，多为池塘，淤泥层强度低，含水量大，最大的超过了80%。同时，该项目的工程桩刚施工完成就立即进行土方开挖，工程桩施工过程对淤泥的扰动影响尚未得到有效释放。

另外，该工程工期紧，施工时期为三月～四月，刚好处于雨季。基坑开挖较深，土方开挖量大，将近10万m3。以上不利因素，容易造成基坑内土方在开挖过程中产生滑动，给施工带来极大困难。

3 开挖施工方法

3.1 土方开挖总体安排

按照项目施工的安排和现场实际情况，分6个施工段进行流水分段开挖，如图1所示。在各分段内的管桩和降水井施工完毕后，紧跟施工该段内的围护桩(H型钢桩、拉森桩、槽钢及木桩)。然后先分层开挖该段内地下室外墙以外18m范围的平台和坡面土方及喷射混凝土护面。再分层开挖该段内地下室的底板土方，到位后立即封底垫层施工，最后间隔开挖承台土方。

开挖流向为：按照由西向东、由北向南、先坑外后坑内的总体开挖原则进行基坑分区段开挖。

图1 地下室基坑土方开挖施工区段划分图

对施工现场临时进出道路进行了统一规划，路面铺垫粉煤灰、煤渣类既透水又吸水的材料达50cm以上，并分层施工(即开挖一层淤泥施工一层道路)。土方的退土道路分别在基坑北侧、南侧和中央设置3条，由现有环岛路拉至指定卸土点，如图2所示。

图2 地下室基坑土方开挖退土路线图

3.2 土方开挖要求、方法

在围护结构施打完毕，基坑外平台和坡面喷射混凝土护面施工完毕后，用反铲挖掘机对基坑内土方进行开挖，按随开挖随运走的原则，通过自卸汽车采用挖掘机接力盘运外弃，由坑内中央道路、基坑南北两侧道路向外退土。承台土方配以小型挖掘机开挖施工，人工配合进行修坡、清底，利用塔吊进行外弃，个别采用挖掘机接力盘运外弃。

3.2.1 基坑及坑中坑土方开挖方法

3.2.1.1 基坑内土方开挖

在基坑内土方开挖中，为克服该项目工程施工主要难点，有效预防基坑内开挖面滑动，减少隆起现象[2]，特制定以下开挖要求：

严格遵循“分层、分段、均衡、对称，先支护、后开挖，适当放坡、严禁超挖”的原则，确保施工安全。特别是对粘土、淤泥层土方进行开挖时，须先剥离至淤泥与粉质粘土交界面以上约0.3m～0.5m位置，而不是直接剥离至淤泥层面。严格按照分层进行，分层厚度不大于1m，全基坑面进行开挖。

不考虑承台土方开挖，地下室底板土方开挖深度约为4.65m(不含坑中坑深度)，严格按照分层原则，分5层台阶全面开挖，分层厚度从上到下分别为1m、1m、1m、1m、0.65m，分层示意图如图3所示。地下室底板土方开挖到位后立即封底垫层施工，封底垫层紧抵H型钢桩支护结构，底板边至支护结构内边线的超挖槽均浇筑毛石混凝土垫层。

图3 基坑内土方开挖示意图

3.2.1.2 坑中坑土方开挖

底板垫层封底后，用小型挖掘机间隔开挖承台土方，同时人工配合修坡清底，进行砖胎膜、承台地梁垫层施工。

承台开挖中，当开挖深度小于1m时，采用木桩直接进行支护；当承台开挖深度大于1m时，采取密插槽钢支护，然后挖掘机座于密插的槽钢支护面上，再利用人工配合小型挖掘机一次性将此坑土方开挖到位，并立即封底。

对电梯井开挖，具体方法如下：

(1)在电梯井旁的承台底边，沿电梯井四周先施工Φ80长度大于4m的木桩；然后采用小型挖掘机进行放坡开挖(坡率1∶1.5)，坡面形成后立即喷射40mm厚C20混凝土；再利用挖掘机一次性将电梯井内的土方开挖到位，并立即封底；

(2)若在开挖过程中水位无法降下，则在电梯井边增加1～2口降水井进行降水处理后再行开挖；

(3)若开挖过程中木桩无法支挡电梯井侧边土方(淤泥)，则沿电梯井四周再施工一圈Ⅳ型拉森钢板桩，再行开挖土方。

4 管桩、降水井和支护结构的保护措施

4.1 管桩保护措施

由于管桩抗弯刚度较小，在开挖时，若出现坑底土体移动、变形，将对管桩产生横向土压力，致使出现偏斜、断裂等质量事故[3]。因此，做好管桩保护显得尤为重要。

开挖前，对未送桩到位的工程桩，按照分层开挖厚度分段及时截除，即对露出土层面的管桩先行截除，再根据挖土流程进行分段截除。禁止挖掘机碰撞管桩身，土方开挖中，挖土分层均匀进行，分层厚度不大于1m，管桩两侧土体高差不大于0.5m，对称开挖。

挖、运土采用小型长臂挖掘机和小型运土车辆，坑内行车主道路及次要分支道路设在管桩承台上方，并铺设2cm厚钢板。开挖桩间土方时，将挖出土方立即用挖掘机接力盘运至自卸汽车，自卸汽车装运点距挖土边坡3m以上。

4.2 降水井保护措施

在降水井上绑红色旗子作为警示，并将井口用编织袋包封。开挖时，降水井四周50cm范围内采用人工开挖，并同时进行；开挖到位后，割除井管至高出地面50cm，包封井口、绑旗警示。基坑内运土道路及车辆行走路线避开降水井5m～8m距离。

4.3 支护结构保护措施

禁止挖掘机碰撞钢支撑、木桩等支护结构，在距支护结构0.3m～0.5m范围的土方采用人工清理；对支护结构拐角处和转角处，采用人工对支护结构侧面上土方进行清理。夜间施工时，在支护结构拐角处适当增设照明灯具，防止挖掘机挖土时对支护结构造成损坏。

5 效果分析

经过各方努力，土方开挖工程如期完成。该项目工程基坑监测中，监测点布置、监测频率等符合规范及设计要求，基坑监测情况如表2所示。

表2 基坑监测项目及数值 m

各监测点的各次日变化量均未超过设计要求报警值，周边地表未出现裂缝。监测结果满足设计、规范及有关质检部门要求。基坑开挖过程中未出现险情，基坑后期变形稳定，未对周边环境产生明显影响。

该项目共有已施工完成的工程桩806根，根据基桩低应变法检测报告，I类桩765根，占94.7%，II类桩43根，占5.3%，没有出现断桩情况。

6 结语

该工程项目分析研究了某会展中心流塑性淤泥质土深基坑的特点，其采取了合理有效的施工措施，如分层开挖、全面开挖、换填开挖、合理剥离、加强支护、及时截桩、随开挖随退土等，最终按时完成开挖施工任务，达到了工程桩保护、周边环境保护等既定目标，值得借鉴。

[1] 余超，张智捷.浅谈流塑性淤泥土质中基坑支护施工技术[J].建筑工程技术与设计，2016.

[2] 唐建华，周海贵，吴国强，等. 超大型深基坑土方开挖技术[J].建筑施工，2015.

[3] 刘书安，丁明华，李涛，等. 淤泥质土开挖施工技术[J].建筑技术开发，2015.

Flow plasticity silt soil excavation of deep foundation pit construction technology

WENGMingshan

(Fujian Geo-engineering Construction Corporation,Fuzhou 350002)

The excavation of deep excavation is a comprehensive project, which is also a very dangerous foundation construction project. With the rise of high-rise buildings and multi-storey basements，the quality and safety of deep foundation pit construction are becoming more and more concerned .Due to the various factors affecting the construction of the project, especially the geological conditions, it is necessary to take reasonable and rigorous measures in the construction process. If the construction is not properly controlled，quality and safety accidents will be happened easily, and will cause serious damage to the project .In this paper, in the case of an exhibition center project，through the analysis of the characteristics of the deep foundation pit of the convection plastic silt，with targeted excavation and construction technical measures.

Deep foundation pit; Flow plastic silt soil; Excavation construction techniques

翁明善(1979.12- )，男，工程师。

E-mail:195925470@qq.com

2017-05-09

TU74

A

1004-6135(2017)07-0108-03