某软土地区深基坑支护施工方案设计

1工程概况

本工程支护范围为某资源回收及废水处理厂。原场地主要为旱田、水田，已采用素填土进行整平。现场各个探测点的孔口标高为22.320~28.870m。该地区地形单位属于江汉冲积平原，地形比较平坦，部分区域因堆土而略有起伏。结构形式为框架结构，基础类型为预应力混凝土管桩基础。本工程±0.000m设计标高为24.300m，场地地面整平标高为–0.500（23.800）m。

本工程承台顶标高为–6.000m（以±0.000m计），承台高度为1.0m，基底标高（含垫层）为–7.100m。外围非地下室区域承台底标高–2.500m。基坑下口开挖面积约7700㎡，基坑底开挖周长约640m。在此次调查中，除了表层的部分素填土以外，下层其余土层均为第四系全新统湖积及冲积成因的砂性土和粘性土。粉质粘土特征为含有少量的铁锰质氧化物，颜色呈褐黄色，可塑性强，切面较为粗糙且土质不均匀，夹粉土团块，韧性适中，局部缺失。粉砂的特征为含云母碎片、石英等，夹有粘性土、粉土薄层及团块，局部分布。

2工程特性分析与对策

2.1工程特点

（1）施工场地狭窄。在地下结构施工阶段，由于工程周围空间狭窄，可供加工、堆放物料的空间十分有限。而在项目建设中，各个项目都是同步进行的，各个专业都要有各自的物料堆放点。（2）超大基坑土方开挖和地下结构施工难度大。本工程基坑总面积约1万 ㎡ ，短期内，对材料、劳动力、机械设备的需求量巨大。（3）对周围建筑物、道路和地下管线的监控是一项艰巨的任务。

2.2工程重点难点分析及对策

施工中的重点和难点是预防基坑渗漏，确保无水作业。主要应对措施为：地面设截水沟保证基坑周边不积水；采取坑内集水明排措施确保无水作业。

监控和量测是施工中的一项重要环节，它对准确了解工程的周边环境情况、进行信息分析反馈、项目设计和施工方案的及时调整、指导施工以及确保工期和安全起到了重要作用。主要应对措施如下。（1）在现场布设监测点，在施工之前，按照现场实际情况和设计规范的要求，制订合理的监控和测量方案，确定必要和非必要的监测项目，做好基坑、地表布点工作。（2）根据设计要求，及时准确地获取资料。增加对监测人员、仪器的配置，加强技术管理。（3）依据监测结果，及时调整施工计划，密切关注监测结果，认真分析有关资料，适时调整施工计划或采取相应的补充措施。

3基坑的支护方案

首先按1到2 到 3 到 4 到 5 到 6 到 7 到 8 到 1的顺序进行悬臂桩PHC管桩施工，如图1所示。支护管桩施工完毕后，再进行水泥土搅拌桩止水帷幕施工，分3个班组从基坑东北角开始分段施工：一台设备沿基坑1号点向3号点施工；一台设备沿基坑3号点向6号点施工；一台设备沿基坑6号点向8号点施工。接下来进行粉喷桩施工，待粉喷桩施工完成后，再进行钻孔立柱桩施工。钻孔立柱桩施工完毕后，将上层土方开挖到冠梁底部，然后进行冠梁施工、支撑和上层土挂网喷混凝土。当强度达到要求时，再进行基坑开挖。

图1基坑平面示意

3.1 PHC管桩

基坑支护设计至地下室基础底（包括垫层），坑深6.6m。其中管桩规格采用PHC–AB500–125（500@900），有效桩长为14.0m。后止水为2排水泥土搅拌桩（500@350×400），桩长7.0m。地面整平标高–0.500（23.800）m，支撑梁顶标高–3.000m，冠梁顶标高–3.000m，桩顶标高–3.500m；冠梁截面GL：900mm×600mm，混凝土强度为C30；内支撑梁截面ZCL：600mm×600mm；连系梁截面LXL：400mm×600mm，混凝土强度为C30。

（1）首先平整场地，施工放样。（2）在沉桩之前，首先放置定位轴及控制点，将控制点置于远离沉桩区的位置，并进行固定和防护。在沉桩时，应定期复查控制点，以控制点为准，测量桩心，将中心钢筋插于桩位中心，对已释放的桩身、桩位进行自检，由监理工程师进行复查，并做好位置、技术审核。（3）准备压桩机。压桩机到位后，应对准桩位，启动平台钢托座油缸，将平台调整到水平位置，并启动支架支撑油缸，将支架支撑杆旋转15°，用于吊管桩。（4）安装好吊管桩并调节竖直。先将吊管桩的缆绳和索具固定好，然后启动起重机。管桩在施工过程中，采取“一点法”（距离桩头0.3L，L为管桩长度），使桩尖与桩身中心垂直，然后轻轻启动压桩油缸，待桩下地50cm时，压桩油缸开始压桩。保证桩机的横向和纵向都是水平的，直到达到一定的标准。在沉桩期间，工长时刻注意桩身的进尺情况，如果遇到地层有障碍物，桩杆偏移，应逐步调整。（5）送桩。沉桩速度要控制在1m/min左右，在施工过程中，每根桩头必须连续施打，一根桩一般不能停留超过4h，否则会出现浮桩。（6）在移机、桩基施工完毕后，进行1~2次的复压，然后才能进行下一个桩位的移动。

3.2粉喷桩

粉喷桩桩机：PH–5D型；粉体发送器：YP–1型；空气压缩机：流量 Q >1m3/min；搅拌钻头：580，钻头的形式应在反向旋转提升时，保证对加固土体有压密作用。喷粉桩桩机会自动移位，将钻头对准孔位。随后启动搅拌钻机，钻头顺时针旋转动，进行钻进作业。钻进时，为了防止钻头上的喷嘴堵塞，在钻进时不喷固化剂，仅喷出压缩空气，保证钻进平稳，同时减小荷载力矩。随着钻进深入，搅拌翼开始原位搅动被加固的土体。钻至设计孔底标高并进入持力层停钻。启动搅拌机，将钻头逆时针转动，同时开启传送装置前方的控制阀，将加固粉料按照要求喷入搅动的松散泥土中，并在提升过程中不断搅拌，以最大限度地搅拌均匀，使得软土和固化剂完全混合。喷油的量与控制阀阀门开启的大小成正比，与钻进的提升速度成反比。当钻头提升至高出桩顶40~50cm时，发送器停止向孔内喷射加固粉料，桩柱形成，将钻头提出地面。再一次将钻头顺时针转动，进行复式搅拌，直至钻出地面，至此完成桩基的施工，然后进入下一个桩位，反复进行上述操作。

4土方开挖设计

（1）在开挖之前，凡是要挖的地方，都要用石灰粉标出界线。（2）坡面开挖时，应分层、分段开挖，每段长度不得超过20m，并预留一定的施工高度。坡体的上坡不平整度不得超过5cm/m，并严格按照设计的坡面进行放坡。在分层开挖过程中，应在坑中设置临时的排水管和集水槽，并设置排水装置，使坑中的表面积水能及时排出。（3）在施工期间，要保证边坡土和土坡的稳定，防止土体局部崩塌引起的人员伤亡和机械损坏，根据现场实际情况进行边界放坡，必要时进行土体加固。（4）在开挖期间，根据已有的施工计划，对基坑及其周围环境进行监测，为开挖和支护提供依据。在施工期间，应及时对施工现场的土壤进行调查，如发现与设计不符的土层，应及时通知设计单位和监理方共同处理。（5）当工程桩高度高于坑底时，必须对分层开挖深度进行控制，工程桩的桩头与开挖面的基底高度差应维持在1.5~2.0m；在软弱土层区域时，每层开挖深度要控制在1m之内，开挖长度不超过25m。（6）基坑明排水渠和集水池的间距应保证在0.5m以上。在施工期间，如果出现渗漏，必须及时进行封堵。设置排水装置，将坑中的表面积水及时排出。开挖完后及时做垫层并浇筑基础。（7）基坑顶部2m范围内严禁堆载，除非有特别规定，否则在基坑开挖过程中，地面加载极限为10kPa。禁止在顶部梁支承上堆放杂物，土方的开挖线要在基坑开口线周围15?m的范围内。机器和车辆不得与支撑结构发生碰撞，机器和车辆的出入口必须进行其他的加固处理。（8）在基坑开挖过程中，要坚持信息化，注重对监测数据的反馈，对挖掘项目进行及时的指导。要具备足够的紧急应变能力，在出现非正常状况时，应立即采取相应的施工补救措施。

5排水方案设计

（1）基坑顶部排水。基坑顶部搅拌式止水桩边（视实际情况而定）设置排水沟、集水坑，以防止地表水进入基坑。若无法设置排水沟，则应将地基加固，并设反坡，以阻止地表水进入基坑。排水沟内沟为300cm×300cm，沟底及沟壁采用混凝土浇筑或砖砌。

（2）基坑内排水坑。开挖完毕后，按基坑的布局方式，在基坑周围及内侧设置排水沟，并采用潜水泵抽水。对于无法设排水沟的，对地面进行加固硬化，并设反坡，以阻止地表水进入基坑。基坑周围不得设置明渠和集水池。在施工期间，要及时进行抽水和排水。在基坑外侧设排水沟，在4个角落设集水坑，并进行加固；基坑内侧周围设置排水沟，每50?m左右设置一个集水槽，用潜水水泵将污水排出。

6基坑监测

由于工程现场的地质、环境等因素，为保证工程的安全和顺利完成，在建筑基坑开挖及地下室施工过程中，必须采用信息法施工，即多种方法联合监测，强化施工过程中的信息管理，实现对工程质量的定期监测和反馈。具体措施如下。

6.1监测项目

监测项目包括：边坡顶部和支护结构顶部的水平位移与沉降；深基坑外侧土体的水平位移、横向位移、地表垂直位移；地下管线的水平及竖向位移；地表裂缝；坑内和坑外的地下水水位。

6.2监测点布置 

基坑周围3倍开挖深度范围内为监测点布置区域。监测点布置原则为：支护结构（边坡）坡顶部竖向、水平位移监测点水平间距不超过20m，每边不少于3个点位。基坑深层横向、纵向位移监测点间距不能大于20m，点位应设置在基坑平面上弯曲计算值最大位置，如基坑两侧的中部、阳角处等；每隔15~25m在基坑周边放置一个地表沉降监测点；在管道的连接处以及重要部位设置管道监测点。

6.3监测信息反馈

每次监测结束后，要及时将监测结果通知施工单位和监理单位，同时及时将监测结果报告上报。通过对基坑工程施工过程中边坡的稳定性、环境的危害进行分析，提出相应的建议。若出现报警，及时进行应急处理；对各类监测数据进行分析，掌握各类先兆信息，进行危险预测，为信息化建设奠定基础。

7结束语

以某资源回收及废水处理厂为例，根据该工程的周边环境及工程地质，对基坑开挖、支护方案和施工计划进行设计。主要介绍了PHC管桩和粉喷桩的支护设计和施工、基坑开挖的流程和注意事项、排水沟设置以及基坑监测。针对开挖规模较大的基坑，采取合适的支护形式，加快施工进度控制成本。通过提高监测力度，加强质量控制，若出现报警，及时进行应急处理，预防事故的发生，保障施工的安全和稳定。