淺析曹妃甸某工程項目內(nèi)支撐基坑施工技術(shù)

周米穎

摘? 要：華理家園二期項目位于唐山市曹妃甸大學(xué)城，處于新近沉積的軟土地區(qū)。本工程基坑支護的原始設(shè)計采用了攪拌樁內(nèi)插鋼板樁的支護方式，但在基坑開挖時側(cè)壁失穩(wěn)，未能達到理想的支護效果。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，各方匯總意見確定采用內(nèi)支撐補充的施工方案。施工中采用信息施工法，以設(shè)計方案為指導(dǎo)，根據(jù)現(xiàn)場情況及時進行調(diào)整施工方案，對出現(xiàn)的不利情況及時進行補救，最終支護工作達到了施工要求。

關(guān)鍵詞：曹妃甸;軟土;基坑;內(nèi)支撐

中圖分類號：TU47?????? 文獻標(biāo)識碼：A???????? 文章編號：2096-6903（2021）02-0000-00

1概述

1.1項目基本情況

擬建工程建設(shè)地點位于唐山市曹妃甸大學(xué)城，渤海大道南側(cè)，學(xué)府路東側(cè)，華理家園南側(cè)及西側(cè)。擬建場地整體較平整，場地北部地表局部存在山皮石。

本基坑平面基本呈“工”形。原始地貌較平整。 現(xiàn)狀地面高程介于3.77～5.95m（據(jù)勘察時地面高程）?；釉O(shè)計概況如表1。

1.2擬建場地的工程地質(zhì)特征

1.2.1工程地質(zhì)條件

根據(jù)甲方提供的《華北理工二期》勘察報告可知，各勘探點孔口高程為3.77～5.95m，最大高差為2.18m。地貌單元屬第四系海陸交互相沖積平原地貌?？辈靾龅氐貙又饕獮樘钔良暗谒南禌_積物。在勘探深度范圍內(nèi)，自上而下可劃分為9個主要工程地質(zhì)層，各層土的特征分述如下：

第①1層素填土（Q）：褐黃色，軟硬不均，濕，以黏土、粉土、粉砂為主含鐵質(zhì)灰渣，局部含山皮石。分布不連續(xù)。

第②層粉質(zhì)黏土（Q）：黃褐～灰色，流塑～軟塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，含有機質(zhì)及貝殼，局部夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土薄層。分布連續(xù)，屬高壓縮性土。

第③層粉質(zhì)黏土（Q）：灰色，流塑～軟塑，以石英為主，含有機質(zhì)及貝殼，與粉質(zhì)黏土互層，含黏粒。層厚0.90m～4.90m，分布不連續(xù)，屬高壓縮性土。

第④層粉質(zhì)黏土（Q）：灰色，軟塑～可塑，干強度中等、韌性中等，切面稍光滑，土質(zhì)不均勻，含有機質(zhì)及貝殼。分布連續(xù)，屬高壓縮性土。

第⑤層粉砂（Q）：灰白色，中密～密實，飽和， 土質(zhì)不均勻，以石英為主，含貝殼，級配不良，分選均勻，含黏粒。分布連續(xù)。

第⑥層粉質(zhì)黏土（Q）：灰色，軟塑～可塑， 土質(zhì)不均勻，含粉砂，含貝殼，局部夾粉砂、粉土薄層。分布連續(xù)，屬中壓縮性土。

第⑦層粉土（Q）：黃褐色，密實，濕，干強度低、韌性低，土質(zhì)不均勻，切面粗糙，局部夾粉質(zhì)黏土薄層。分布不連續(xù)，屬中壓縮性土。

第⑧層粉砂（Q）：褐黃?? 色，密實，飽和，主要以石英、長石為主，磨圓度中等，分選不均，級配良好。分布不連續(xù)。

第⑨層粉土（Q）：褐黃色，密實，濕，土質(zhì)不均勻，干強度低、韌性低，無搖振反應(yīng)，局部夾粉砂薄層。

1.2.2水文地質(zhì)條件

該場地地下水類型為孔隙潛水，主要賦存于各粉砂層中。局部存在上層滯水。勘察時發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定地下水位埋深為地表以下3.50m左右，高程0.18～0.38m。地下水年最大變幅1.0m。大氣降水直接影響地下水位的升降。地下水水力坡度較小，徑流條件較差，補給主要靠大氣降水、地表徑流，排泄主要靠蒸發(fā)和側(cè)向滲流。

2施工中遇到的主要問題

2.1基坑支護的初始設(shè)計

2020年4月開始施工，基坑外采用雙軸攪拌樁止水帷幕+鋼板樁，其中雙軸水泥土攪拌樁700@500，樁長10m，鋼板樁采用工字鋼40b@500，樁長10m?？觾?nèi)采用雙軸水泥土攪拌樁加固被動土設(shè)計，雙軸水泥土攪拌樁700@500，樁長6m。具體設(shè)計方案詳見圖1所示。

水泥土攪拌樁設(shè)計參數(shù)：樁體采用42.5號硅酸鹽水泥，水泥摻入量15%，水灰比0.5，拔管速度控制在1.5m/min。

被動區(qū)加固土水泥土攪拌樁設(shè)計參數(shù)：樁體采用42.5號硅酸鹽水泥，水泥摻入量15%，水灰比0.5，拔管速度控制在1.5m/min。被動區(qū)加固土墻體的28d無側(cè)限抗壓強度不宜小于0.8MPa。

2.2基坑破壞形式

2020年5月開始開挖，開挖后即出現(xiàn)坡面點頭式開裂變形，且開裂迅速，在一天時間內(nèi)坑壁頂向坑內(nèi)位移超500mm;開裂影響范圍大，達到基坑的三至四倍坑深，開挖深度約5m，開裂最遠裂縫距坑壁頂約19m;支護結(jié)構(gòu)破壞，鋼板樁產(chǎn)生點頭式彎曲變形，個別發(fā)生擰轉(zhuǎn)，攪拌樁發(fā)生水平面上的垂直于坑壁的較大鼓脹開裂，基坑側(cè)壁產(chǎn)生漏水，出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。嚴(yán)重的地方導(dǎo)致已施工的管樁產(chǎn)生偏移，最大偏移量超過500mm。因開挖面積小，回填及時，未出現(xiàn)坑底鼓脹現(xiàn)象。

問題出現(xiàn)后采取的主要措施有：回填土方并停止基坑開挖，將開挖的土方回填至安全深度;采用真空井點降水，但降水效果不佳。對鋼板樁頂部采用槽鋼做了簡易的連梁，并在坑角位置做了局部的斜撐，起到了明顯的效果。

3基坑問題的分析和解決思路

3.1問題分析

（1）地基土：地基土沉積時間短，欠固結(jié)、超飽和穩(wěn)定性低;承載力低，受力或受擾動時變形大;基坑下部十五米范圍內(nèi)均為這樣的土層。

（2）支護結(jié)構(gòu)：支護結(jié)構(gòu)整體位于新近沉積土中，能為其提供的支撐抗力不足;鋼板樁位于攪拌樁之間，相互的間隙較大，不利于抵抗支護變形;鋼板樁上部無連接結(jié)構(gòu)，整體性差，不能充分發(fā)揮支撐作用;

（3）該場地標(biāo)高位于3.50m左右，海拔較低，地下水位高，水量豐富。土層以粘性土為主，自由水較少，釋水作用差，不利于土的固結(jié)，土的整體強度提升很慢。

（4）施工單位追求進度，開挖速度快。

3.2解決問題的思路

（1）對現(xiàn)有支護結(jié)構(gòu)進行改進，鋼板樁頂部做連梁，加強其穩(wěn)定性。在坑內(nèi)做內(nèi)支撐，以抵抗側(cè)壁土體滑動的主動土力矩。改進施工方法，信息法施工，依據(jù)施工的實際狀況調(diào)整施工方案。

（2）解決問題的擬定方案：每隔25m做一道內(nèi)支撐，增設(shè)兩道圍檁?；觾?nèi)側(cè)分別在標(biāo)高為-2.10米及-3.90m處增加設(shè)置兩道圍檁，在第一道圍檁標(biāo)高設(shè)置一道內(nèi)支撐主梁，在內(nèi)支撐主梁兩端增設(shè)左右兩個水平斜支撐與左右兩個垂直斜支撐，水平斜支撐一端與內(nèi)支撐主梁焊接，另一端與第一道圍檁（-2.10m）焊接，垂直斜支撐一端與支撐主梁焊接，另一端與第二道圍檁（-3.90m）焊接。具體設(shè)計方案詳見圖2、圖3所示

（3）信息法施工原則：第一道內(nèi)支撐主梁安裝完畢后，進行實驗性開挖;先開挖一側(cè)的土方，將內(nèi)支撐主梁的有效支撐位置開挖出來后即暫時停止開挖，觀察其變形結(jié)果后再進行下一步施工。施工中嚴(yán)格管理，盡力做到不超挖、不超載，多觀察，緊改進。

4施工中出現(xiàn)的問題

4.1鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量

處于對施工成本的重視，施工中采用了大量的二手鋼材。這些二手鋼材存在如下問題：材質(zhì)不均一，規(guī)格差別較大;有些材料有裂隙、腐蝕等問題造成加工困難，以及成品結(jié)構(gòu)強度達不到設(shè)計要求。事后發(fā)現(xiàn)一些變形較大的位置甚至發(fā)生破壞的位置與材料有較大的關(guān)系。材質(zhì)的不均勻給加工帶來了多余的工作量，有時需要對材料進行多余的修整，有時需要對材料遭受的腐蝕、破損進行補救。

4.2 進度與支護安全的矛盾

在支護方案經(jīng)過證實可行之后，總包單位對進度的重視程度超過了基坑支護，對支護工作造成了影響。隨著支護工作的展開，總包單位不斷的加快施工節(jié)奏，間接的降低支護工作的保險系數(shù)。邊坡的多余荷載越來越多，邊坡減載的工作做得越來越形式化;最終導(dǎo)致了多處邊坡出現(xiàn)變形較大，甚至臨近破壞，險情頻出，反而影響了施工的速度。

4.3施工場地的矛盾

隨著土建施工的不斷展開，施工場地越來越狹窄，逐漸開始影響安裝效率。由于施工場地有限，基坑坡頂處堆載大量鋼筋等材料，嚴(yán)重超出坡頂限制荷載范圍。

4.4遇到了地震

2020年7月12日遭遇了古冶5.1級地震，出現(xiàn)主梁變形迅速加劇，中間急速隆起的險情。險情發(fā)生后立即利用三臺吊車，在發(fā)生彎曲的大梁上方覆壓上了一個大梁，隨即止住了變形持續(xù)。

5總結(jié)

（1）曹妃甸地區(qū)基坑支護工作困難的主要原因是該地區(qū)的地基土沉積時間短，固結(jié)程度低，地下水位又相對較高;導(dǎo)致地基土自身穩(wěn)定性差，無法提供較合理的被動土抗力;土層基本顆粒較細小，地下水相對豐富，但自由水相對較少，導(dǎo)致降低土中含水量相對困難，短時間促進土體固結(jié)難度大。

（2）實現(xiàn)內(nèi)支撐的鋼結(jié)構(gòu)的自身強度和穩(wěn)定性對實現(xiàn)支撐效果至關(guān)重要，選材必需符合要求，不可使用次品替代;鋼結(jié)構(gòu)的焊接安裝工藝直接影響著支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，需依靠有專業(yè)素質(zhì)的施工人員方有保證。

（3）在施工管理上應(yīng)重視基坑支護的輔助作用，不可忽視，一但出現(xiàn)問題，必然影響安全、效率、效益，宜適當(dāng)增加基坑支護的安全系數(shù)。

（4）在基坑支護的操作過程中，多注重采用信息施工法，根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況及時調(diào)整支護方案和施工工藝，提高效率，增加安全保障。

6結(jié)語

基坑支護工作中，需要預(yù)先判定工作的重點環(huán)節(jié)，有的放矢。軟土提高土的強度為最佳，排樁采取連接措施會起到更好效果，施工人員的責(zé)任心職業(yè)操守非常重要，及時發(fā)現(xiàn)問題，努力解決問題，是基坑工程成功的不可缺少的保障。

Analysis on Construction Technology of Inner Support Foundation Pit of a Project in Caofeidian

ZHOU? Miying

（Tangshan Construction Quality Supervision and Inspection Station， Tangshan? Hebei? 063000）

Abstract： Huali Jiayuan Phase II project is located in Caofeidian University Town，Tangshan City， in a newly deposited soft soil area.The original design of the foundation pit support of this project adopted the method of inserting steel sheet piles in the mixing piles.The sidewalls became unstable during the excavation of the foundation pit， which failed to achieve the desired support effect.According to the actual situation of the site，all parties gathered opinions to determine the construction plan supplemented by internal support.The information construction method was adopted in the construction，guided by the design plan，the construction plan was adjusted in time according to the site conditions，and the unfavorable situation was remedied in time，and the final support work met the construction requirements.

Keywords： Caofeidian;soft soil;foundation pit;internal support