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深基坑施工及基坑安全性监测实例

文档作者：彭责，张金龙，刘政治文档来源：徐州矿务集团长城基础工程有限公司		点击数：	更新时间： 2022年10月12日
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30 探矿工程(岩土钻掘工程) 2006年第2期
深基坑施工及基坑安全性监测实例
彭 责，张金龙，刘政治
(徐州矿务集团长城基础工程有限公司，江苏徐州221000)
摘要：介绍了南京市中央路某地下工程深基坑支护施工情况。施工中对基坑开挖的安全性进行随时监测，反馈
信息及时指导施工，对施工中出现的险情及时处理。
关键词：深基坑施工；深搅桩；止水帷幕；基坑支护；安全监测
中图分类号：TU473．2 文献标识码：B 文章编号：1672～7428(2006)02—0030—03
深基坑支护结构常见的现象，一是止水帷幕失
效导致基坑渗漏；二是基坑变形过大造成支护结构
开裂导致基坑渗漏。以上情况的出现严重危害基坑
及邻近建筑物、构筑物的安全，笔者根据以下实例阐
述基坑支护结构施 控制要点、基坑施工(士方开
挖至基坑四周回填结束)出现的问题及如何根据监
测信息采取有效防范措施、制定正确处理方法加以
解决。
1 工程概况
南京市中央路某地下工程，西靠原主楼、东临玄
武湖、北临居民楼，面积约1260 m ，其开挖深度为
8．5 m，此建筑基坑等级为二级。该基坑及其周围土
质较差，基坑开挖深度范围内为粉砂或粉砂夹粉土，
基坑底部土层为淤泥质粘土夹粉土，局部为粉质粘
土，该场地岩土力学指标见表1。
表1 岩±力学指标
基坑地处玄武湖边缘水瓮地，东侧距玄武湖城
墙仅30 m，且紧临基坑东侧有一高约10Ⅱ 、宽15 m
的护坡(土的附加荷载较大)，同时基坑北侧及南侧
邻近有多层浅基础砖混结构居民住宅楼。该处地下
水位高(地表下80 em左右)，补给水充足。
根据地质条件及周匍情况，基坑支护采用钢筋
砼钻孑L灌注桩：东侧01100@ 1300，其余0800@
1000，有效桩长分别为20．3 m和15．6 m，基坑四周
采用双排(北侧及东侧北端为3排)深搅桩止水帷
幕( 700@200／300)，水泥掺入比18％ ，有效长度均
为18 m。两侧利用原综合楼深搅止水桩和支护桩。
钢筋砼支撑杆件断面分别为600 mm X 700 mm、500
mm X600 mm，坑内布设8口12 In深降水井，坑外设
7口观测及回灌井，新老深搅桩接头采用高压旋喷
桩补强。支护结构平面布置见图1。
2 基坑支护的施工
根据此工程所处的地质条件及其特点，该工程
成败的关键是止水帷幕效果，在深搅止水帷幕的施
工中，我们主要控制桩长、水泥用量、均匀度、搅拌速
度及垂直度。钻孑L灌注桩施工中，因细粉砂层较厚
地下水位高极易发生坍孔及缩颈，主要控制好护壁
收稿日期：2005一O1—10：改回日期：2006 01～15
作者简介：彭贵(1975～)，男(汉族)，江苏徐州人，徐州矿务集团【乇城基础工程有限公司助理工程师，．T=程测量专业，从事基础一【 程施工工
作，江苏省徐州巾；张金龙(1975一)，男(’议族)， l：苏徐州人，徐州矿务集团长城 础 程有限公司助理工程师，工程测量专业，从事基础工程
施工工作；刘政治(1973～)，男(汉族)，安徽宿卅1人，徐州矿务集Ej1K城基础工稗有限公司助理工程师，工民建专业，从事基础工程施工T作。
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32 探矿工程(岩土钻掘工程) 2006年第2期
3．2 开挖顺序及过程
在基坑土方开挖前制定科学开挖方案、周密抢
险预案，并配备抢险物资(草包、水泥、水玻璃、速凝
剂、红砖、滤水管、棉胎等)、抢险人员及设备(地质
钻机、双液注浆泵、轻型井点)。基坑自北向南分层
开挖(第一层：自室外地坪至一3．20 nl；第二层：一
3．20一一9．25 m)，第一层土方开挖至一3．20 m后
进行围梁及砼支撑施工，待砼达到强度后进行第二
层开挖。在开挖前，首先沿围护桩内侧四周开挖
1．5 m宽、2 m深的应力释放沟，然后在砼支撑之间
降一小挖机平台至一9．0 nl，以此平台由北向南掏
土。考虑到基坑应力释放的缓缓过渡，在下层土方
开挖前沿支护桩内侧暂留一条4～6 nl宽土台，按1
：1．5向基坑内放坡，使支护桩受力合理，不至因应
力急剧释放产生较大的侧向位移。开挖至一9．05 nl
留20 cm进行人工修整并沿四周开挖排水明沟，严
禁超挖及碰撞支护桩及丁程桩。土方开挖结束后用
吊车将基坑内挖机吊出基坑。土方施工期间派专人
24 h不间断对基坑安全进行巡视检查，发现问题及
时报告，同时基坑安全测试每2天进行一次，反馈信
息及时正确指导施工。
3．3 险情及处理措施
3月24日在基坑北边挖至一8．0 nl处时东北角
支护桩间出现一较大渗漏点，同时北侧S12、S13、
S14沉降量分别达2．4、3．1、1．6 mm／d，基坑平均沉
降速率较前一天(0．365 mm／d)已明 增大(1．140
mm／d)，超出预警值，而坑外水位下降不明显，说明
漏点不大且补给水充足。为此我们根据实际情况制
定堵漏方案：在基坑外降水减压、坑内封堵，先用土
压住漏点再在基坑外利用西北角观测井进行抽水降
压(由水位计观测水位高差8 nl左右)。考虑到抽
水易引起周围建筑物的沉降，经降水漏斗计算：降水
井水位控制在一9．0 mill左右并对附近建、构筑物进
行严密的监测，坑内对漏点实施封堵，先用棉胎、草
包塞进漏洞然后在外侧用速凝剂(水泥锚固剂)控
制水泥砂浆砌砖并插引水管引流水，再用逆作法浇
筑砼挡墙(见图3)，并迅速组织坑内的施工，挖至标
高立即进行后浇带以及砼垫层及底板砼的施工，同
时为确保北侧邻房安全，坑外抽水暂停，并每天进行
一次基坑安全测试，测试报告显示沉降速率逐渐减
小，至3月底为0．019 mm／d，由此看来堵漏成功且
未发现新的漏点。
4月1日挖至东面距南端15 m处在深8 m支
护桩问出现一较大漏点，涌砂量较大导致坑外东侧
()．80m
一2 40m
＼
＼ 钢筋砼水平支撑
降水Jf ／ ● ， ／
l2@ 25O 】
— 制筋砼挡墙配 l2@2 双
弓f／} 管＼ 蹲
2O()
图3 基坑抢险不意图
护坡开裂，围墙、食堂倾斜，说明此处止水帷幕失效，
同时监测报告s4、s5、s6、s7沉降分别为1 2．3、
17．6、12．6、13．2 mm，沉降速率达2．183 mm／d，大大
超过预警值，D4、D5水平位移分别为3．6、3．5 mm，
严重影响基坑及东侧护坡的安全。由于该处坑内外
水位高差较大(8 ITI)，而该处坑外由于场地狭小未
设置观测井，无法将观测井作为临时降水井使用，由
于水压较大故坑内2次封堵均未成功。经研究决定
在东侧南端拆除原食堂后打一深16 Ill降水井实施
抽水降压，由于此处水位高且补给水极其丰富，在一
台水泵抽水水位未达要求情况下增加一台水泵抽
水，水位控制在一12．0 m左右，以形成降水漏斗，达
到降水减压的目的。坑内实施封堵并用逆作法浇筑
砼挡墙，迅速进行后浇带以南的砼垫层及底板的施
工，至4月8日该处沉降已明显趋缓，沉降速率为
0．11 mm／d，坑外结构(护坡、围墙、食堂)裂缝得到
有效控制，说明止水效果明显。
3．4 沉降及位移监测成果
该基坑3月19日开挖、4月6日底板砼垫层完
成、4月25日底板砼完成、5月16日墙板砼完成、6
月5 R顶板砼完成。6月10日基坑测试成果：基坑
沉降累计最大值36．8 mm，平均沉降速率0．021
mm／d，基坑最大水平位移35．7 mm，深层水平位移
累计最大增量26．96 mm，邻房累计最大沉降值2．6
mm，水平位移最大值2．5 mm；东侧护坡累计最大沉
降值4．5 mm，水平位移最大值6．0 mlTI。均在预警
值的范围内，基坑及邻近建筑、构筑物均安牟。基坑
位移方向除D12、D17、D18、D19号点向坑外．其余
均向坑内，基坑东侧中间位移量、沉降量大，说明东
(下转第35页)
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2006年第2期 探矿工程(岩土钻掘工程) 35
制在1．3 kg／L左右。
4．2 锚杆施工
(1)控制泥浆指标，提高护壁能力。由于圆砾
层埋藏较深，不能跟进这么长的套管，所以锚杆成孔
过程中控制泥浆指标很重要，关键是泥浆密度的控
制，在成孑L施工中有时泥浆密度在1．4～1．5 kg／L。
另外在下索的过程中也要小心慢放，防止锚索破坏
孔壁造成坍孑L，导致锚索不能顺利下放。
(2)在圆砾层中二次注浆效果较好。由于南宁
地区圆砾层骨架之问主要填充砂砾，而非泥质胶结，
级配较差，孑L隙很多，通过二次高压注浆，水泥浆填
满圆砾孑L隙，土体与锚固体摩阻力提高很多，通过试
验，采用二次注浆的锚杆其轴向拉力值提高40％ 一
100％。锚杆二次注浆压力与圆砾层的密实程度有
关，在密实圆砾层中，二次注浆压力控制在3—5
MPa，在松散圆砾层中二次注浆压力控制在2～3
MPa就可以。
5 结语
(1)在南宁地区存在较厚圆砾层的地质条件
下，超过3层地下窀，开挖深度在12 m以上的基坑，
围护结构采用地下连续墙是比较合适的。为节约造
价，地下连续墙最底下部分仅为止水，为素混凝土，
其钢筋笼可以不到槽底，佳得鑫水晶城和地王国际
商会中心钢筋笼均未到底，在开挖面以下9～10 m。
(2)地下连续墙在圆砾层中成槽采用“钻抓结
合”的方法，施工速度较快。
(3)由于地下连续墙较好的止水效果和圆砾层
的强透水性，基坑降水井数量可优化，如地王国际商
会中心基坑面积接近1万m ，只设了5个降水井，
抽水时坑内水位迅速降低，人工挖孔桩最深的有42
m，大部分桩孑L内是干作业。
(4)在深厚圆砾层中施工锚杆，通过控制护壁
泥浆的质量仍町成功。通过二次高压注浆，可大大
改善圆砾层与锚固体之间的锚阻力，提高锚杆的拉
力，满足设计要求，施工效果较好。
(5)锚杆标高尽可能设置在第二层地下水承压
水头以上，防止锚杆孑L涌水流砂现象发生和增大锚
杆孔止水难度。
(上接第32页)
侧土的附加荷载较大，而西侧由于紧邻主楼，故沉
降、水平位移值最小。
4 几点体会
4．1 施工顺序
从施工顺序分析，由于东侧深层搅拌桩施工范
围内土层均为粉细砂层，水泥掺量高导致水泥浆扩
散范围大是造成钻孑L灌注支护桩施工困难且桩身产
生偏斜的主要原因，对此类土层应先施工钻孑L灌注
桩，再施工深搅桩。
4．2 止水效果
尽管该建筑物基坑地质情况复杂、地下水位高、
水源丰富、邻近建筑物距基坑较近，由于开挖方案正
确，结合信息化管理技术的应用，在深基坑局部止水
帷幕失效时能及时提供准确的信息，据此制定正确
处理方案，达到事半功倍的效果，既节省费用又保证
了基坑及邻近建筑物、构筑物的安全，从而确保该地
下工程的顺利施工。
另外深层搅拌桩止水帷幕在地下水动力环境中
的淤泥质粉土及粉砂交互沉积的土层中，止水效果
较难保证，这个问题望引起高度最视，并采取适当措
施予以解决，以免基坑出现险情。
4．3 设计
该_[程建筑物设计、基坑支护设计分别为两家
不同的没计单位，笔者认为两家设计单位町以进行
积极有效地配合，如：永久性建筑部分结构可否作为
临时支撑拆除之后的支撑，以节省今后换撑的费用
及时问；部分临时支护结构可否作为永久性结构的
一部分，如支护桩可否作为抗拔桩。在此地质条件
下基坑支护的设计尤其是支护桩之间的间距偏小
(2O cm)，容易产生“夹桩”，支护桩与深搅止水桩间
距(20 cm)偏小。

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