软土地基中深基坑设计与处理浅析

2021-06-02徐成

建材与装饰 2021年15期

徐成

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510000）

0 引言

随着我国经济的发展，为提高土地资源利用率，我国的建筑高度越来越高，同时也随着地下空间的利用，所以对于地基的荷载能力提出了更高的要求。而对于施工过程来讲，在软土土质上进行深基坑施工难度会加大，且由于软土地基土质的松软和孔隙大等特性，如果工程前期的设计不合理，没有充分对软土地基进行处理，则会对工程后期施工或者竣工后的建筑质量造成不小的恶劣影响。

1 工程周边环境和地质

1.1 地形地貌特征及周边环境

本工程是以东莞市麻涌镇华阳村、南洲村、大盛村、花枝围村分散式污水处理站项目-大盛村站点为例对软土地基深基坑设计进行研究的。麻涌镇位于东莞市西部，与虎门镇相邻，本工程位于虎门镇雅瑶村，场地内地貌以冲积平原为主。拟建污水处理站位于河流边，北、东两侧临水，其余各侧均为空地。在工程内未见管线埋藏物。

1.2 工程地质概况

根据工程钻探揭露，钻探深度范围内土层可划分为三层，分别为人工填土层、第四系冲积层基岩为下第三系泥岩。对于本工程具体来讲，根据《建筑基坑支护技术规程（JGJ120—2012）》规定及相关技术要求，结构场地周边环境，基坑安全等级为二级。在具体施工过程中，施工团队应该针对场地的工程地质与水文地质条件，结合周围地面建筑物、地下构筑物、管线及道路交通情况，合理选择施工方法和支护结构型式。以保证施工过程中，对上述设施无危害，如表1所示。

2 软土地基中深基坑的水文地质

2.1 区内地表水和地下水概况

本工程拟建污水处理站临近出水口，其中北面、东面为河流，其余为农作地，场地标高与水面标高相差约2m，场地地下水与其水力联系较强，对工程建设影响大。场地地下水主要为赋存于第四系软弱土层及砂层的承压水和基岩裂隙水两种类型。场地主要位于冲积平原地貌单元，场地地下水主要赋存于第四系砂层中，其富水性及透水性均较好，属承压水类型；主要接受大气降水及侧向的渗透补给，以地表蒸发及侧向渗流方式排泄为主。基岩裂隙水赋存于在强、中风化岩的构造裂隙和风化裂隙中，具微承压性。由于场地基岩裂隙较发育，区内基岩裂隙水水量较丰富。其水位埋深一般较深，对工程影响较小。区内地下水主要接受大气降水及侧向补给，地下水补给来源较丰富，地下水位、水量受季节影响较大，地下水自场地内向周边低洼地段排泄。本次勘察观测到的稳定地下水位埋深0.50～0.90m，平均0.63m；标高0.62～1.39m，平均1.03m。场区地下水位受季节降雨影响明显，年波动幅度一般在±1.50m，受降雨和地表水影响明显，施工期间应注意观测地下水因降雨影响产生的动态变化。

2.2 深基坑内地下水的设计与处理

在对施工区域进行施工之前，首先要进行基坑排水和降水，然后才能再对基坑进行开挖。由于软土土质是欠压密的，在经过排水和降水处理之后，土壤中的孔隙减小，会在一定程度上增大土壤强度，不过由于排水和降水往往会因为土壤受力而导致地表沉降或者表面建筑的平移。另一方面，由于软土地基深基坑内的降水程度与其周围土层的降水程度不同，基坑内的降水程度更高，则容易导致基坑内发生引流，同样也会破坏基坑稳定性，使深基坑发生质量问题。

表1 工程土层的详细情况

3 软土地基中深基坑的土方开挖

在软土地基中深基坑施工过程中，土方开挖是整个施工过程中最重要的一部分，土方开挖对于施工团队的要求比较高。在土方开挖之前，施工团队应该对计划施工地点进行实地考察，对于地下土质情况、地下水情况、地下构筑物、地下埋设管线进行勘测，勘探工作对于土方开挖准备工作是十分重要的，通过勘测可以尽可能多地提前掌握施工现场的地下情况，避免对影响日后的土方开挖工作开展产生不良影响，保证土方开挖工作顺利进行。在土方开挖过程中，施工人员应该严格按照施工工程图进行开挖，依据事先勘测的数据，在真正开挖时参考勘测的参数进行开挖，减小实际开挖与工程图误差，提高施工精度要求。在地下结构复杂或者有地下水资源时，有必要的情况下应该减少精度差的挖掘机械作业，而采用精度更高的人工作业方法。另外，土方的开挖应该建立在安全开挖的基础上，开挖前要做好维护结构，杜绝没有维护结构的土方开挖工作，避免施工安全事故的发生。同时在开挖时，应该积极避免挖到地下水源而发生地下水渗流，影响深基坑稳定性。所以在软土地基开挖过程中，也应该注意基坑的排水和降水工作，避免出现基坑坍塌等安全事故。

4 软土地基中深基坑的围护结构

在进行软土地基中深基坑施工时，不仅存在建设时施工难度大的问题，而且对于施工时的安全问题也同样不容忽视。因为在软土地基中深基坑建设时，存在一定的施工危险，所以营造安全的施工环境，保障施工人员人身安全是十分重要的。深基坑的围护工作是十分重要的，不仅仅在施工安全方面起到作用，在建设质量方面发挥着一定的影响。例如土钉墙是软土地基中深基坑施工时经常会使用的方案，通常施工人员拆除土钉墙的方法是使用钻土机，为保障基坑维护工作的顺利完成，在土钉墙拆除之后，仍然要对基坑进行维护工作。除此以外，为了防止坍塌等安全事故的发生，在软土地基中深基坑施工时，应该做好深基坑支护体系，保障支护体系的稳定性。在目前阶段，我国已经拥有较为成熟的软土地基中深基坑支护方法，深基坑支护主要包括两方面——土方边坡支护和土壁支护，可以做到在不同环境、在不同因素下做出不同的深基坑支护方案，在进行支护设计时选择不同的荷载材料，用来维持支护结构稳定性，减小安全事故的发生，提高软土地基中深基坑施工质量，保障软土地基中深基坑施工工作顺利进行。基坑抗隆起稳定性是基坑支护的一项重要内容，结合本工程的实际勘探数据来看，逐层验算抗隆起稳定性，深基坑不同深度抗隆起安全系数均大于等于1.600，满足要求，结果如下：

支护底部，验算抗隆起：

深度21.940处，验算抗隆起：

Ks=14.488≥1.600，抗隆起稳定性满足。

深度29.740处，验算抗隆起。

Ks=16.754≥1.600，抗隆起稳定性满足。

深度30.540处，验算抗隆起。

Ks=16.804≥1.600，抗隆起稳定性满足。

5 软土地基中深基坑进行施工监测

事实上，在软土地基中深基坑进行施工时，影响施工正常进行的各种因素是动态的，是不断变化的。所以说，要在施工前即做好施工监测，例如深基坑的排水、降水工作，当检测参数满足施工条件时再进行施工。同时为避免不断变化的地下水因素，应该设立检测装置，对底下水位进行实时检测，对于突发情况要有应急预案，当真正发生突发情况时，启动应急预案，并且及时反馈给相关工作人员，情况得到处理之后，再进行再次施工。对于软土地基深基坑频发的坍塌事故，应该引起施工单位足够的重视。随着软土地基中深基坑开挖的深度逐渐加深，想应的安全措施应该跟上开挖深度的步伐。基坑每开挖一定的深度，相应的围护和支护工作要做好。同时对于基坑周边环境中不宜摆放重型机械设备和运输车辆，以免造成土壁塌方。为防止这类安全事故的发生，在提高监测力度的同时，应该引起社会的关注，在施工地点不宜通过重型车辆，树立警戒线和警示标志，提醒市民正在进行施工，以防止由于人民群众的疏忽而造成施工安全事故。在软土地基中深基坑中，应该预留施工人员安全通道，一旦在施工过程中发生紧急安全事故，施工人员可以选择安全通道进行逃生，以免在施工事故的同时造成人身安全事故，造成恶劣影响。