时间：2013年08月20日 分类：推荐论文 次数：
摘 要：本文主要介绍某深基坑工程在施工过程中出现的一些问题及解决的办法，结合设计方案，从理论上分析问题产生的原因，并提出在制定设计方案应注意的一些细节问题。
关键词：建筑工程师论文范文,深基坑,设计,粉喷搅拌桩,锚杆,压浆,位移,沉降
前言
最近几年，随着城市建设突飞猛进地发展，深基坑工程越来越多，研发中心每年编制深基坑支护设计方案不低于30个。通过编制设计方案和指导施工，本人有很多的体会和想法，特别是某深基坑工程，基坑虽然不深，但施工中出现的问题不少，想就此项目施工中取得的经验和出现的教训，拿出来给大家分享，共同提高我们的设计和施工水平。
1、工程概况
该项目设计1号、2号等2栋高层。楼高50m、地面17层。其中1号楼设地下室一层，2号楼不设地下室。1号楼地下室占地面积为：3720m2。
建筑物安全等级为二级，重要性等级为二级，抗震设防分类等级为标准设防类，场地等级为二级，地基等级为二级，勘察等级为甲级。
根据建设单位提供的有关资料，设计+0.00=19.60m，1号楼承台底板顶标高为-4.90m，其自然地面标高为18.60～19.00m。
2、工程地质条件
2.1 地形地貌
拟建场地位于位于湖北省黄石市区，场区地形平坦，地面标高18.60～19.00。地貌属长江一级阶地。
场地周边有高低不等的多层民用住宅建筑，场地东侧、北侧近邻分布有2～6层的工业民用老建筑，均采用浅基础形式。西侧为菜场，路西为近期竣工的商住楼，采用桩基础形式。这些既有建筑的分布决定了拟建楼基坑边坡安全等级。
地层：场地下伏第四系松散层主要为冲积、淤积相粘性土，基岩属侏罗系泥质粉砂岩。场地局部范围分布有厚层的松散填土层。
地质构造与区域稳定性：场地在地质构造上位于下扬子地向斜褶皱束范围。断裂构造发育，但场地及附近没有活动性发震断裂通过。场地位于地震基本烈度6度区内，所在地段位于相对稳定的区域性构造地块范围。
不良地质情况：场地范围不存在滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象及诱因。但场地下伏分布有厚层的淤泥层，属软弱地基类型。场区范围没有影响建设的主管班干线通过。场地无特殊不利地质情况。
2.2 工程地质条件
岩土基本特征：勘探表明，场地下伏岩土构成比较复杂，岩土类较多。自地面向下可分为下述6个工程地质层。
第①层杂填土(Q4ml)
一般厚0.7～1.4m，局部地段(1号楼西端部)厚度大于4.5m。主要由建筑垃圾、弃土等组成。
第②层粘土粉质粘土夹淤泥(Q4al)
岩土特征：粘土夹淤泥：由灰色、黄灰色软～可塑状粘土、与深灰色软～流塑淤泥呈互层状分布。有时以淤泥成分为主。偶夹粉质粘土薄层。土质在垂向、水平向分布不均匀。
分布情况：场地均有分布，层厚不均匀，最薄处为0.6～1.0m，最厚处为5.5m，平均厚度为2.74m，层底最浅埋深为2.6m，最深埋深为6.6m。
主要物理力学指标为：WL=38.8%、WP=21.9%、IL=0.49、Ip=16.9、Wo=30.2%、湿密度ρ=1.86g/cm3、e=0.909。
第③层淤泥、淤泥质粘土(Q4al+l)
岩土特征：灰色、深灰色淤泥、淤泥质粘土，部分层段内含完整小螺壳，局部层段含大量密集的植物碎屑。软～流塑状。土质均匀。
分布情况：全场地分布。层厚较均匀，最薄处为7.3m，最厚处为21.7m，平均厚度16.67m，层面较平坦，层顶最浅埋深为2.6m，最深埋深6.6m。
主要物理力学指标为：WL=44.3%、WP=24.3%、IL=1.22、Ip=20.0、Wo=48.4%、湿密度ρ=1.70g/cm3、e=1.402。
第④层粘土、粘土混砂(Q4al)
岩特征：黄色、灰绿色、深灰色粘土为主，在该层下部含砂、角砾。粘土呈可～硬塑状，韧性强。局部地段该层底部混大量砂砾成分。砂砾呈次棱角～次圆状。土质在垂向、水平向分布很不均匀。
分布情况：全场分布，层厚不均匀，最薄处为1.3m，最厚处为6.4m，平均厚度为3.57m。层面起伏较平坦。
主要物理力学指标：WL=37.9%、WP=21.2%、IL=0.45、Ip=16.7、Wo=28.4%、湿密度ρ=1.94g/cm3、e=0.813。
第⑤层强风化砂岩层
岩石特征：强风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，岩石风化强烈，岩石结构已大部分改变，呈土状结构，坚硬土状，浸水溶泡、或暴露后迅速软化崩解。该层与下伏岩石呈渐变过渡接触。标贯试验击数一般大于50击或反弹剧烈。
分布情况：大部分布，层厚不均匀，最薄处为0.7m，最厚处为2.0m，平均厚度1.29m，层面较平坦，层顶最浅埋深为24.4m，最深埋深为28.8m。
第⑥层泥质粉砂岩(J1-2W)
岩土特征：部分地段见灰色粉砂质泥岩，薄层～页理状。软质岩石、中等～微风化程度。顶部1.5～2.0m风化程度较强，岩石芯样取出后易沿层理面、或节理面开裂。随深度增加，风化程度逐渐降低至微风化程度。
分布情况：全场分布。层面较平坦，层顶最浅埋深为25.7m，最深埋深为28.8m。
勘察钻孔控制深度范围内，岩石为泥质粉砂质泥岩。砂岩强度、工程性质较泥岩好，岩石属软质岩，较完整～完整状。岩面2～3m以下，岩体完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
2.3 水文地质条件
场地地下水属潜水、上层滞水类型。勘察场地范围内土层第①层填土层、第④层粘土夹砂层渗透性变化大。其它土层渗透性弱，属相对隔水层。
场地附近地下水没有污染离子源，场地内也不存在污染土，对砼中钢筋不具腐蚀性，但对钢结构具弱腐蚀性。
3、深基坑支护设计
3.1基坑支护设计参数
3.2设计安全等级
综合场地地质条件、基坑开挖深度、环境条件因素，确定该基坑安全等级为二级。
3.3设计基础数据
1、±0.00=19.60m。
2、基坑开挖深度：四周均按5.40m计。
3、地面附加荷载：北边q=15kpa;南边和西边q=20kpa;东边q=15kpa/层。
4、基坑底边线距离地下室外轴线的承台外边线外扩：除注明外均为1.5m设计。
3.4基坑支护方案
如图2所示，基坑北面(1—1剖面)因与2号楼相邻，为空场地，具备放坡条件，采用1：2放坡，坡面挂网喷混凝土保护。基坑东(2—2及3—3剖面)、南面(4—4剖面)采用粉喷搅拌桩加固和放坡混合结构，放坡坡度为1:1.43～1:1.5，为保证坡面的稳定，在坡面上插入了木桩加固，坡面挂网喷混凝土保护。其中，6层楼附近采用4排φ500搅拌桩,桩间距400,桩排距400,桩长10.0m;3层楼附近采用3排φ500搅拌桩,桩间距400,桩排距400,桩长10.0m。南面2排φ500搅拌桩,桩间距400,桩排距400,桩长9.0m。基坑西面(5—5剖面)为确保纺织路交通和人员(为菜场)的安全，采用粉喷搅拌桩加固和锚杆的混合结构。2排φ500搅拌桩,桩间距400,桩排距400,桩长10.0m;3排φ200锚杆间距1500,排距1500,L=12.0m。
采用粉喷搅拌桩进行侧壁止水，未考虑基底涌水，不设降水井。
4、施工过程中出现问题及处理措施
基坑粉喷搅拌桩于去年底就已施工完毕，今年6月初正式开挖，在开挖施工过程中，基坑的东侧和南侧的坡面有坐滑现象，坐滑一般发生在新近填土部位，为保证坑内坡面的稳定，采用插木桩加固，坡面插入的木桩呈梅花形状分布，最下一排距基坑底1m，排距和间距也均为1m，长度4m。且在施工过程中，南面先是垂直下挖1.5m，再留2m的马道，然后按接近1:1的坡度放至基坑底，施工完成以后，我们到现场发现这种坡形稳定很差，马道上一旦加载，下部坡体有可能滑入基坑，引起事故，现场决定不留马道，按照1:1.43的坡度一坡到底，后经实践证明效果非常好。
另外，基坑南面二层临时办公楼附近，在开挖至基坑底时坡顶和房屋外侧的马路的人行道上就有裂缝发生，下雨或开挖附近的承台坑时，裂缝不断加大。经分析，应该是二层临时办公楼的加载引起了该段的深部滑移。为了控制裂缝变形，采取在坑脚处加木桩，桩顶压1.5mr高的砂袋，同时，对裂缝灌水泥浆处理，经处理，裂缝的变形基本得到控制。
在挖至基坑底时，基坑东面二栋楼房一直很稳定，基本没有发生沉降。后来，在开挖附近的承台坑时，3层楼发生了急剧沉降，造成了临近基坑的底楼住房墙面和地面开裂，非常危险，后采用压浆加强进行处理，压浆加固处理平面图如所示，注浆孔间距1.5m，深度9m。设计注浆为单孔自下而上分段注浆，分段长度控制在1.5m以内。地表4m以下注浆量为50～70kg/m(水泥量)，4m以上注浆量为80～120kg/m(水泥量)，注浆压力控制在1.2MPa以下，但不得低于0.8MPa。如果压力低于0.8MPa，分段注浆量达到150kg/m(水泥量)时可停止此段注浆。如果压力超过1.2MPa，分段注浆量达到50kg/m(水泥量)以上时可停止此段注浆。实际施工时，因钻孔机械能力有限，钻孔深度只有6m，分段注浆，注浆量按设计要求，注浆完工3天再进行承台坑开挖，3层的裂缝再也没有扩展。
基坑北面，效果较好，一直没有什么变化。基坑西面，刚挖至基坑底时，纺织路有变形，马路中间分缝明显增宽，后期无明显变化，变形应该是锚杆因未施加预应力自由伸长所致，如果采用预应力锚杆，特别是上排采用预应力锚杆，其变形量肯定会得到较好地控股。
基坑监测见图4、图5及图6，从图5上反映，J2、J3等二个观测点的位移变化比较大，其中J2点在今年9月30日高达163mm，J3点达到98mm，J6点为62mm，这3个点均超过了二级基坑支护结构水平位移监控报警限值60mm。其中J2、J3点的位移值超限主要是工地2层办公楼的荷载作用引起的，还是软土的深部圆弧滑移产生的变形，但J6点的位移超限应该是压浆补强作用造成的，对基坑影响不大。从图6上可看出，沉降最大值发生在3层楼的一个角点，最大值为26.89mm，并由此引起了该处的墙面和地面开裂，另外M3、M5点的沉降量分别达到19.51mm、17.76mm。3层楼年代比较久远，连防震圈梁都没有，用红砖砌成，因此对沉降相当敏感，故发生了开裂。而M5点所处的6层楼年代较近，有防震圈梁，地基也可能比较好，沉降量达17.76mm，基本没有看到地面和墙面发生变化。由此可见，对于接近基坑边的危房一定要小心谨慎，尽量采取预防加固措施，努力减小沉降，以免造成影响。
5、经验与教训
⑴、本基坑基本采用了3种支护结构形式：放坡、粉喷搅拌桩与放坡组合、粉喷搅拌桩与锚杆组合。其中放坡和粉喷搅拌桩与锚杆组合的形式比较好，基本上在控制范围内。这说明在杂填土和软土中，采用1:2放坡，可开挖5.4m深左右的基坑是没有问题的，当然，这需要周围有放坡条件。粉喷搅拌桩与锚杆组合形式也不错，可用于没有放坡条件的基坑支护，但要采用预应力锚杆。我们有个习惯性思维，即在软土中施工锚杆没有什么作用，其实未必，本基坑说明锚杆还是起到了非常重要的作用，一般设计时我们可能把侧摩阻力值取得太低，影响了其效果的发挥。有资料介绍，在软土中用水平高压旋喷成桩再植入锚杆，使锚杆的承拉力大大提高，取得了较好效果，还由此获得专利，我们也可尝试。
⑵、基坑设计虽然是临时工程，但我们还应适应考虑其较长的服务期限。本支护结构是柔性防护结构，从监测图上可看出，变形一直在不断增加，我们不断催促施工方加紧施工，只有附近的基坑内承台浇筑完工，则有可能控制其变形。而本工程采用灌注桩，经检测有很多不合格，处理起来又需要很长时间，我们为此十分担忧，好在业主采取了措施，加快了施工进度，保证了基坑安全。
⑶、在软土边坡中，粉喷搅拌桩与放坡组合形式采用一定要慎重。即使采用这种结构，坡面的放坡坡度不得小于1:1.5，还应在坡面上采取插木桩加固措施。
⑷、在软土基坑工程中，一定要注意深部圆弧滑移问题。用水泥粉喷搅拌桩是无法解决这个问题的。对于水泥粉喷搅拌桩，在距地表6m范围内成桩效果好，超过深度则效果不佳。如果改用湿法施工可能效果有所改善。本工程基坑开挖5.4m，变形处至基坑边约10m，因此，要解决深部圆弧滑移问题，桩长必须超过15.4m，我们设计的桩长仅9m，故在2层楼的加荷作用下，深部圆弧滑移在所难免。
⑸、无论采用何种支护结构形式，对基坑周边危房一定要采用地基基础加固。这一点是我们在设计过程没有考虑到的，在今后的工作中，我们一定要加强对周边环境的细致调查，并提出综合处理方案。
结语
深基坑支护设计是一项严肃而又慎重的工作，需要我们设计人员认真对待。我们往往对较深的基坑给予足够重视，各方面工作做得很细致，而对于相对较浅的基坑重视程度不够，设计时也难免不深思熟虑，造成问题不断，有时，小错酿成大祸，在今后的工作一定引以为戒，不断提高设计水平。