结合工程案例刍议软土地基基坑格构式加固措施及开挖技术_对于浅基坑软土地基
时间：2019-05-28 03:19:11 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：由于大面积软土地基基坑，无法采用先施工围檩及内支撑再挖土的“先撑后挖”模式开挖，因此很有必要在大面积软土地基基坑加固及开挖方面建立起一套持之有效，既方便施工又节约成本的技术措施。以下文章结合笔者工作经验，对地基基坑格构式加固与开挖技术进行了分析探讨。
关键词：软土地基基坑；格构式加固；开挖技术；分析
Abstract: due to the large area soft soil foundation ditch, not the first Lin and support the construction around the inside of the digging again "first after last dig" model excavation, therefore is necessary in large area of soft soil foundation pit excavation of reinforcement and set up a set of the effective, which is convenient for construction and the technical measures of the cost savings. The following article combining the experience, the foundation pit excavation and reinforcement of lattice technology to carry on the analysis is discussed.
Key words: soft soil foundation pit; Lattice reinforcement; Excavation technology; analysis
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
1、 工程概况
本工程根据地质资料显示，基坑的土质很差，除了较松散的人工填土(深约1.8m~3.2m），以下就是流淤及软塑淤泥质粘土(深约8.8m~13.2m)，上述地质状况在基坑开挖时会出现以下的情况：基坑开挖时淤泥产生流动造成已打的管桩偏移、倾斜变形；开挖时挖掘机由于自重使土体承受不了机身的重量产生下沉，造成机械损毁及安全事故，为使该工程顺利开展，必须对该基坑区域范围内的软土地基进行固化处理。
2、 工艺原理
2．1地下室基坑使用深层搅拌桩水泥土墙使基坑成为封闭的支护及隔渗体系，发挥了承担阻挡坑外土压力、阻止基坑外地下水渗入基坑和防止管涌的作用，为基坑加固后的开挖提供了成功基础。
2．2根据开挖场地的工程地质、水文地质资料以及规定范围内的地面、地下资料，按照地下室结构布置情况，在留出必要的施工位置条件下布置基坑内施工道路搅拌桩，利用施工道路将大基坑划分为几个小基坑，分段分块间隔流水开挖。
2．3电梯井、集水井等基坑中的小基坑采用外围布置支护桩墙，再加一道内支撑围檩，底坑再用搅拌桩加固的方式，防止小基坑开挖时边坡塌方及基坑底部隆起。
2．4根据工程地质及水文地质资料和多种搅拌桩在不同工况时的受力特点，计算确定桩径，埋置深度、强度等级及置换率，使之满足最不利工况下的强度、稳定及变形限制要求。
2．5土方开挖时施工机械在经加固的施工道路上行走挖运土方，道路之间的土方采用长臂挖掘机分层开挖，利用钢管把工程桩连结成整体，桩周土方每层开挖后解锁锯桩再上锁开挖下一层的方式防止工程桩偏移、倾斜。
3、 施工技术
3．1工艺流程
确定拟采用格构搅拌桩的作用和形式（道路加固、坑中坑支护）→计算确定格构搅拌桩的施工参数→根据场地面积、建筑物特征，将大基坑划分成格构式基坑→出平面布置图、大样图→格构式搅拌桩施工→土方开挖
3．2技术要点
3.2.1格构式搅拌桩试桩
由于场地分布较厚含水量大的淤泥层，为保证搅拌桩施工质量，在设计施工前应进行成桩试验，确定搅拌机械的压浆泵的输出量、浆液经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度、灰浆泵的压力、灰浆稠度（水灰比）、施工掺入比以及单桩承载力等参数。
3.2.2格构式加固设计计算
（1）道路加固格构深层搅拌水泥土桩复合地基承载力设计
深层搅拌水泥土桩复合地基承载力标准值按以下计算式确定
fsp，k=m×Rdk/Ap+β（1-m）fs，k
式中 fsp，k——复合地基的承载力标准值；
m——面积置换率；
Ap——桩的截面积；
fs，k——桩间天然地基承载力标准值；
β——桩间土承载力折减系数，当桩端土为软土时，可取0.5-1.0，当桩间土为硬土时，可取0.1-0.4，当不考虑桩间软土作用时，可取零。
Rdk——单桩坚向承载力标准值，应通过现场单桩载荷试验确定。
由于现场淤泥层厚含水量大，要通过现场做试验桩以确定单桩承载力，然后设定水泥搅拌桩的置换率和桩长，计算水泥搅拌桩复合地基承载力，如加固后土体复合地基承载力大于所承受的施工机械的压力值则证明加固后土体强度符合施工要求，最后根据置换率及单元格栅面积计算出单元格栅布桩数。
（2）用理正深基坑支护软件设计水泥土墙基坑支护。
搅拌桩桩作为支护结构时，其设计与计算按照水泥土墙支护结构来考虑，用理正深基坑支护软件设计。其设计步骤归纳如下：初定搅拌桩桩长、桩径及入土深度，根据基坑深度和支护墙体厚度、嵌固长度、截面形式和地质资料上各土层的物理力学指标(如：水泥土的综合重度，无侧限抗压强度；内聚力；内摩擦角等)计算出抗压强度、抗拉强度、抗滑移、抗倾覆、整体稳定、抗管涌等各项指标是否符合规范要求，如不符合应采取插钢管等方式加强，如符合要求则可以确定搅拌桩的桩长，桩径，搭接长度等指标。
3.2.3格构式搅拌桩桩位平面布置
根据开挖场地的工程地质、水文地质资料以及规定范围内的地面、地下资料，及计算得出的搅拌桩支护及道路截面大小、布桩数，按照地下室结构布置情况，在留出必要的施工位置条件下布置搅拌桩。
3.2.4格构式搅拌桩的施工要点
（1）为确保搅拌桩成桩质量，采用全桩长四搅四喷，调低转速、提升速度的施工工艺，使水泥土搅拌均匀。
（2）、由于淤泥层含水量较大，搅拌桩的水泥掺入量要适当加大，并添加木质素磺酸钙减水剂。
（3）为提高道路加固搅拌装的抗弯刚度，道路两侧外排搅拌桩均加插Ф50mm以上毛竹，每根桩插1根；
（4）、为阻挡坑外渗水，基坑中的小基坑支护搅拌桩长度要进入淤泥层下砂层1米。
（5）、为防基坑底部隆起，基坑中的小基坑要深层搅拌桩对基坑底部土体进行加固。
（6）为加强电梯井、集水井小基坑搅拌桩支护的整体稳定性，在电梯井、集水井小基坑搅拌桩支护内壁设置一条250×800的内支撑围檩，横向钢筋5条φ18 ，纵向钢筋φ18 @200。
3.2.5基坑土方开挖的施工要点
（1）基坑开挖遵循“分层、分步、对称、平衡”的原则。基坑开挖分若干段进行，在每一分段挖土施工时又分层分小段地进行，挖土时控制好每一小段的长度，同时控制好每一分层的深度不超过1m，不可超挖。
（2）开挖流程为先开挖硬壳层再开挖淤泥层。硬壳层开挖时采用挖掘机从基坑一角开始分层开挖，将土方卸至开进基坑的运土车运走，挖掘机边挖土边向出土口方向后退，将整个场地挖到淤泥层。淤泥层土方开挖时施工机械在经加固的施工道路上行走挖运土方，道路两侧小基坑的土方采用长臂挖掘机开挖。道路一侧的小基坑挖完一层土后，即转入道路另一侧的小基坑挖一层土，道路两侧基坑左右交替开挖，不断循环，使道路两边基坑的土方标高始终保持一致。施工道路两侧基坑的土方挖完后，挖掘机开始开挖道路土方，边挖土边后退，逐渐将临时施工道路土方挖完。
（3）为防止工程桩偏移、倾斜，利用Φ48钢管把工程桩连结成整体，形成一个不易变形的空间结构，桩周土方必须分层对称开挖，均匀卸荷，每根桩桩周土体高差不超过1m，每层开挖后解锁用人工挖出钢管箍内余土，锯桩再上锁后方可开挖桩周下一层土方。
（4）采用内支撑的小基坑坚持“先撑后挖”的原则，上层土方开挖至内支撑围檩下沿位置时，应立即施工内支撑围檩（清理与围檩接触部位的支护桩体，凿去部分桩体，在桩上插好围檩吊筋，摆放主筋后安装围檩模板，浇筑混凝土），待围檩达到规定的强度等级方可开挖下一层土方。
4、 结束语
通过采用大面积软土地基基坑格构式加固与开挖技术后，本工程得已顺利完成软土地基基坑的加固及开挖施工。随着城镇建设的不断发展，大量水塘、农田、滩涂场地会被经围海吹砂造田及堆填成建设用地，故本技术在今后此类软土地基基坑占地面积大的工程有着广阔的推广应用前景，其中的工艺原理、计算步骤、施工要点等也可供具有其他类似地质条件基坑的中小型工程参考。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
