深基坑支护安全的对策

    一、工程概况

     工程基坑形状近似于“J”形，基坑开挖深度分别为裙房12米、主楼12.6米；基坑开挖面积约17000平方米。

     基坑支护结构采用三轴水泥搅拌桩止水+钻孔灌注桩挡土。钻孔灌注桩外侧采用单排三轴水泥搅拌桩，桩长均为24.5米，水泥掺量20%，遇有暗浜或填土过深区域，水泥掺量提高到23%。该基坑共设两道钢筋混凝土支撑，第一道支撑中心标高为-3.700；第二道支撑中心标高为-9.700。

     二、基坑监测“报警”后采取的对策

     该基坑支护设计方案在实施前由专家评审通过，基坑土方开挖的前阶段较顺利。

     2008年6月，上海地区连续雨天，且雨量较大，基坑挖土已进行到第二道支撑以下，此时基坑周边环境监测点测得的有些水平位移值已达到“报警”程度。

     原因分析：

     1.主要是连日下雨，引起地下水位上升，而基坑内挖土面降低，随着水头增大，基坑支护受到的侧压增大，产生基坑周边水平位移的因素也增大。

     2.基坑支护内侧壁有些渗漏水，可能是雨水通过地面裂缝或围护桩的缝隙渗入，也有可能是作为止水帷幕的水泥土搅拌桩本身存有的缺陷，在地下水位上升、水压增大的情况下被表现出来。

     3.由于基坑支护桩深入不透水层，基坑内降水效果较好，并处理好挖土面的排雨水的工作，给挖土施工创造了较好的条件，在基坑位移的情况下，不采取有效的对策，仍加快挖土进度，将有可能造成基坑支护失稳带来的严重后果。

     对策研究：

     1.基坑仅有基坑内深井降水，若补基坑外侧井点降水，利用降水曲线即可有效降低基坑外侧壁地下水位，减小基坑支护外周的压力。但是基坑东西二侧的压顶已做到接近基地红线处，补井点需借用他人地方，基坑东面有一大块尚未开发的空地，如只补东面井点，有可能造成基坑支护整体单向位移。

     措施：暂不补基坑外井点降水，尽量将基坑边堆物移到东面空地，卸除基坑边荷载；加强基坑位移监测，关注位移变化。

     2.基坑周边地面裂缝是雨水、地面水渗入地下的通道；基坑支护内侧壁渗漏水，若是止水帷幕有缺陷的原因，在地下水位高、水压大的情况下，缺陷有发展和基坑内渗漏进水加大的可能，进而影响基坑支护的稳定。

     措施：凡基坑周边地面裂缝均需采用水泥砂浆或细石混凝土及时封堵；基坑支护内侧壁渗漏水根据不同情况采用防水材料或压密注浆等方法堵漏，一般不宜采用引流的方法；进一步做好基坑周边地面的排水。

     3.基坑开挖方法对基坑支护的稳定有着至关重要的影响，本基坑采用分层挖土、通过栈桥装土外运。但在基坑位移达报警值且挖深至第二道支撑以下，这种挖土方法不利于深基坑支护稳定的影响就大增。

     措施：白天开挖时，按夜间出土能力调整分层厚度，先从基坑支护处挖土面向中间挖出1：1.5的坡度，以此土坡支撑基坑支护的根部不让该处过早集中增加侧压力，再将土按分层厚度挖运至近栈桥下堆放，至夜间出土外运时，逐步挖去二侧尚留的土坡。

     4.挖土完成后，基坑暴露时间越短越好，当坑底有大体积混凝土底板镇住时，对基坑支护稳定能起到部分平衡作用。

     措施：在基坑土方开挖的同时，联系好有关单位，待挖土完成后及时进行地基验槽和桩的测试，并做好基础底板施工的钢筋、模板加工制作的准备工作，到时尽快进行基础大底板施工。

     三、深基坑水平支撑拆除前换撑的对策

     施工过程中将先后受到深基坑支护两道水平支撑阻碍的影响，若过早及不采取有效措施拆除水平支撑，必将引起深基坑支护失稳，可能由此造成严重后果。因此做好深基坑支护换撑工作，由传力带有效地替代深基坑支护水平支撑的作用，是保证基础工程顺利施工必要和不可疏忽的内容。

     本工程深基坑支护换撑传力带设置有底板周边、底板后浇带、地下一层楼板外围和后浇带遇梁处等四种情况：

     1.底板周边与基坑支护墙之间空隙设置500厚素混凝土传力带，传力带面标高同底板面标高，底板侧模采用低于底板面500的砖代模，与基坑支护墙之间空隙回填砂到砖代模面标高，素混凝土传力带与底板混凝土同时浇筑。

     2.底板后浇带换撑采用型钢，换撑间距2000，底板厚度居中设置，两端各进入后浇带侧边混凝土内500毫米。

     3.地下一层楼板外围(地下室外墙)与基坑支护墙之间空隙设置300厚配筋传力带，传力带面标高、钢筋及混凝土的等级同该层楼板。

     4.地下一层楼板后浇带换撑设于梁的部位：主梁换撑采用型钢；次梁换撑采用工字钢；换撑两端均进入后浇带侧边混凝土内300毫米。

     底板换撑后，与第一道支撑净距约7米，必须待素混凝土传力带达设计要求的混凝土强度后，方可拆除基坑支护的第二道水平支撑。

     当基坑外围受力，通过传力带形成支撑力可保持与基坑支护的平衡，但后浇带处却成了薄弱环节，型钢换撑的设置，弥补了仅靠后浇带内未浇混凝土的配筋受挤压力的不足，与传力带结合，可有效地维护基坑支护在基础结构施工阶段的稳定。

     四、结论

     上海地区的地质情况较复杂，土质较差，地下水位较高，深基坑支护的投入成本较大。深基坑土方开挖后，施工方法、施工质量、降水效果、天气变化、地下水位变化、液化层受扰动、施工工艺的不同选择等因素，均会影响到深基坑支护的稳定。对深基坑支护出现不安全的苗子，必须及时分析产生原因及可能造成的后果，尽快制定出有针对性的对策措施予以实施，做到以较小的、合理的成本追加投入，维护深基坑支护的安全，得到满意的预期效果。