结合工程实例对先主楼后人防地下室基坑施工

摘要：深基坑支护工程是建筑基础工程施工中的难点和重点,它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响,而且更对周围环境有着不可忽视的影响。在本文中，笔者主要结合工程实例先主楼后人防地下室基坑的施工问题进行分析，以供参考。

关键词：基坑；施工

一、工程概况及水文地质条件

1、工程概况

该项目大型小高层住宅小区，由21栋11+1f住宅楼、2栋9+1f住宅楼、2栋8+1f住宅楼、2栋3f社区、1栋3f幼儿园、1栋1f垃圾站、1栋厕所及多个人防地下室组成。

2、项目地质条件

本工程地貌形态单一，水系发育。场地原为工业厂房、民房及植物田，目前已经完成拆迁和三通一平工作。

根据本工程场地岩土特性及物理力学的差异性，可划分为以下几个工程地质层，场地内自地面起由上而下的土层分别为：

①回填土：灰黄～灰褐色,松散。以粉性土夹粘性土为主,夹有较多碎石、砖块等，为新近回填而成。

②粉土：灰黄色～青灰色，湿～很湿，稍密为主。

③粉砂：灰色，饱和，中密为主。矿物成份以石英、长石为主，云母碎屑次之，偶夹薄层粘土。

④粉砂夹粉土：灰色，饱和，稍密～中密。矿物成份以石英、长石为主，云母碎屑次之，夹有少量薄层粉质粘土，局部顶部夹层较多。

综上所述，本工程拟建场地内，除河塘等浅表部位土层外，各层大致呈水平状分布，土层分布尚稳定。

二、施工顺序及难点分析

1、施工顺序

本工程工期紧、任务重。因此综合考虑先施工主楼结构后施工人防地下室。这样既能满足业主进度要求,又可以保证施工顺利进行,达到安全、经济之目的。

2、施工难点和需论证的问题

待主楼结构施工完成后，再进行人防地下室施工，需要对人防地下室施工期间对主楼建筑物基础的影响进行分析和论证。

①、桩基影响

②、地基土体稳定性分析

③、卸土、降水对主楼地基和基础的影响

三、人防开挖对主楼载体桩影响

本项目小高层住宅均采用载体桩基础，桩径400mm，桩长根据地质条件不等，桩身段长度不小于6米，同时保证扩大头上层进入持力层（扩大头直径为1.8米-2.5米）。四、人防基坑护坡及主楼地基稳定性验算

为了减少人防与主楼地基土层压力差，主楼基础和室内地面暂不回填，待人防地下室完成后，土方回填至同样高度时，再同时回填，即相当于减少基坑深度1.3m,可以降低人防基坑壁土压力。

（一）护坡做法

人防基坑边坡大多处于第二土层（粉土层）且考虑边坡的稳定性，按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》要求，本工程考虑土方开挖放坡系数为1：1。土方开挖后对边坡进行修整，同时为了防止地表水渗入主楼地基，拟采用钢丝网砂浆护坡。

基坑开挖后根据现场条件，拟在边坡上下设置排水沟，放坡系数为1‰。排水沟和集水井用mu7.5红砖，m5水泥砂浆砌筑，1:3水泥砂浆抹面，成型后排水沟最浅处沟深为200mm。

（二）、主楼地基土体稳定性验算

根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算

公式中：

n --滑动体条分数；

m --滑动体内土钉数；

γk --滑动体分项系数，取1.3；

γ0 --基坑侧壁重要系数；

wi    --第i条土重；

bi    --第i条宽度；

cik --第i条滑土裂面处土体粘结力；

φik --第i条滑土裂面处土体的内摩擦角；

θi --第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；

αj --土钉与水平面之间的夹角；

li    --第i条土滑裂面的弧长；

s    --计算滑动体单元厚度，即第i条土条平均高度hi；

tnj --第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力，按下式计算。

lnj --第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度

五、人防地下室挖土卸荷、降水对主楼地基的影响

（一）人防地下室基坑降水

1、地下水位及土层渗透系数

对本工程有影响的地下水主要为孔隙潜水，水力联系密切，主要补给来源为大气降水和地表水渗入，以地面蒸发及民井抽取为主要排泄方式，受季节性影响明显，年变幅约1米左右。勘察时测得地下稳定水位标高为2.65～2.85m。

人防基坑在降水过程中，会在一定程度上对主楼地基土壤产生固结作用。为了减少人防基坑降水对主楼地基的影响，防止出现不均匀沉降，拟采用从基坑中间设置单排井点降水的方案(盲管)。同时符合基础附近降水深度控制在300mm以内。

（二）降水计算

1、井点管的埋设深度

计算式：h≥h1+h1+il+l1

式中：h--井点管的埋置深度（m）；

h1--井点管埋设面至基坑底面的距离（m）；

h1--基坑最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离（m）：取1.0m；

l--井点管中心至基坑中心的短边距离（m）；

i--降水曲线坡度：环状降水取1/8～1/10，本例取1/10；

l1—滤管长度（m）；

h=2.25+1+0.1*20.0+1.5*0.8=6.45m

故采用7m的降水管。

2、基坑中心处水位降低值

基坑中心水位应在基础垫层下1.0m左右，即深度s=3.25m。

（三）降水附加应力对主楼地基的影响

由于采取从基坑中间降水，通过以上计算可知主楼地基在人防地下室管井抽水影响的半径之外，故人防地下室基坑采用中间降水对主楼地基是安全的。

六、主楼结构及人防基坑的变形监测

为防止地质条件、荷载工况、施工条件及暴雨天气等其它因素对主楼基础产生不良影响，确保施工安全，所以在人防施工期间必须对主楼和基坑等进行变形监测。

（一）综合监测项目内容

人防地下室土方开挖和施工过程中，必须对以下项目实施监测：

①对主楼结构的垂直度、沉降及水平位移进行监测；

②对基坑边坡和基坑内土体变形进行监测，特别要对人防地下室基坑底有无隆起及变形进行观测：用水准仪进行标高监测；

③对基坑外土体侧向变形观测：目测土体有无裂缝和沉馅；

④地下水位的变化情况

（二）监测方法和精度

1、控制网布置

监测工作实施前，对主楼施工期间现场的坐标和高程控制网进行校正复核，并引测加密建立场区内满足监测需要的二等精度控制网。

控制点应设置工地不受扰动和破坏的地方，基准点用混凝土做成，做到牢固、精确、便于观测。

2、主楼沉降及位移观测

主楼建筑物沉降观测点埋设在首层墙、柱外侧面标高+0.5m处，主要设置在建筑物角点及重要部位处，具体数量和平面位置按结构施工图布置。沉降观测点采用定型装配式做法，如图6所示，观测时将活动标志旋紧，测毕取出外旋保护盖。

3、基坑边坡位移观测

人防地下室基坑形状较为规则，可利用经纬仪采用“视准线法”进行观测。即沿着每条基坑边，布置一条基准线，在此基准线上布置位移观测点。观测时，利用经纬仪观测读取各观测点位偏离基准线的距离和方向

监测频率：基坑开挖时，每开挖一步观测1次；其它时间每天观测1次；遇大雨、基坑受扰动或变形量有突变应立即观测并加大观测频率。

4、地下水位监测

降水开始前，所有抽水井、观测井统一时间联测静止水位。统一编号、量测基准点；选择典型代表性的一排观测井孔，从降水开始，水位观测按抽水试验观测要求进行，分别采用30min、1h、4h，以后每个4h观测一次，直到降水结束。其他观测井孔的观测时间间隔宜分别采用30min、1h、4h、8h、12h，以后每隔12h观测一次，直到降水工程结束。

（三）、成果上报

1、成果上报

一般情况监测成果当天或次日上午整理完提供给业主或监理。在监测过程中如发现有突变情况时，应及时口头向业主监理工程师报告。

2、上报内容

每日观测记录、阶段小结、中间报告和总报告，内容除文字对数据分析外，还需提供如下有关曲线：

沉降随时间变化曲线；水平位移随时间变化曲线；建筑物裂缝随时间变化曲线。

七、其他保证措施

1、人防基坑开挖后，施工单位应当及时进行地下结构工程施工，严禁基坑暴露时间过长。

2、地下工程施工完毕并达到设计要求后，人防基坑和主楼基础应及时回填，并按设计要求保证回填质量。

3、遇到雨季，现场应加强对基坑内外的排水，特别是边坡上、下排水沟、积水井要实施疏水，防止雨水渗透，对地基产生不良影响。

4、主楼两侧均有人防地下室的，两侧人防应同时同步进行开挖施工。现场余土进行外运，局部回填留土可视现场条件，在基坑和主楼地基影响范围之外择地堆放，绝对禁止主楼一侧人防基坑开挖另一侧进行堆土。

5、在遇到暴雨以及地下水位涨落幅度较大、地质情况特别复杂等情形时，监测单位应加强观察和监测，出现异常情况及时报告建设、设计、施工等相关单位。

八、结论

总之，通过对载体桩基础、地基稳定性、挖土卸载、降水影响等几个方面的综合分析，可以确认只要施工方案设计合理，措施得当，对本工程开挖高差不大，没有特殊软弱地基的，先施工主楼结构后进行人防地下室施工是完全可行和有安全保障的。