昆明某软土深基坑开挖施工设计

李 欢，陶 参，黄 金

（1.昆明理工大学，云南 昆明 650000；2.汉嘉设计集团股份有限公司 昆明分公司，云南 昆明 650000）

在当前城市建设快速发展的现状下，深基坑开挖现象越来越普遍。深基坑施工工况复杂、施工风险大对支护结构的稳定性和强度要求较高[2～3]。特别是软土地区深基坑开挖土体所受扰动大，易造成支护结构和临近地下管道线路的变形和破坏。因此，探索软土深基坑工程施工技术具有重要意义。

1 工程概况

城投湖畔四季城（二期)建设项目位于云南省昆明市北部郊区，基坑开挖面积约15 205m2，周长约520m，开挖深度约8.7～15.2m。基坑周边环境简单，但开挖深度较大，项目地形西高东低，高差约6.5m，地面标高1 911.93～1 921.48m，现状地面坡度0～23.7°。基坑位置及平面形状见图1。

图1 场地地理位置图

勘察区地层类型除表层为人工填土（Q4ml）外，主要为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系全新统冲洪积（Q4al+pl)粘性土、圆砾土互层，局部夹粉土。场地地下水位埋深及水位埋深的变化很大，地下水埋深在6.60～9.40m，主要为上层滞水、孔隙型潜水。

基坑东侧紧邻已建龙江西路，道路下方有污水管（距离基坑开挖线约9.65m，埋深3.7m，D=500mm）和雨水管（距离基坑开挖线约19.85m，埋深2.5m，D=800mm）。南侧与已建市政道路太乙路相邻，道路下方有污水管（距离基坑开挖线约6.61～15.18m，距离基坑最近的污水管埋深3.4m，D=500mm）和雨水管（距离基坑开挖线约9.31～17.88m，距离基坑最近的雨水管埋深3.1m，D=1 000mm）。基坑北侧为拟建规划路，下方有给水管（距离基坑开挖线约4.54～8.51m，埋深3.7m，D=1 600mm）。

2 基坑施工难点

1）施工组织难度大 受地下水不良影响程度大，土质松软，容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、流土乃至破坏等病害；基坑开挖深度较大，最大开挖深度为15.2m，属超深基坑，对支护条件和施工工艺要求较高。

2）环境保护要求高 距东、南、北侧周边地下管道较近，对周边设备物、地下修建物及管线的安全造成很大威胁。

3 基坑施工方案

3.1 基坑支护设计方案

基坑支护设计部分共分为9 个支护剖面，支护深度为8.7～15.2m；支护形式采用小放坡结合桩锚方案。考虑到基坑周边的环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，基坑桩锚支护各剖面安全等级均取一级。

在坑壁侧及放坡坡面上设置钢筋网喷射砼面层护壁，面筋为∅6.5@200×200 双向钢筋网，在钢筋网面层上喷射C20 细石砼面层，厚度100mm。

结合上述基坑地质环境条件实际情况，我们对基坑支护方案提出如下建议，供设计参考。

1）支护结构选型：基坑支护结构建议场地东侧坑壁采用喷锚支护，西侧，南北侧坑壁建议采用排桩进行支护。

2）支护桩选型：建议采用长螺旋钻孔压灌桩或旋挖桩。

3）支护体系嵌固深度：西侧不宜小于15m，南北侧不宜小于15～10m，东侧采用排桩时不宜小于7m。

4）止水帷幕类型选择：可采用深搅或全置换型长螺旋钻孔灌注桩咬合长螺旋水泥土桩型支护、止水一体结构。

5）止水帷幕深度：与支护体系嵌固深度相同，西侧不宜小于15m，南北侧不宜小于15～10m，东侧采用排桩时不宜小于7m。

6）坑内降水与排水：沿坑内周边设置排水沟和集水井，集水井间距不宜小于30m。

7）当采用锚杆、预应力锚索或土钉进行坑壁支护设计时，土体与锚固体极限摩阻力标准值按表1 取值。

3.2 土方开挖设计

工程土方开挖外运量大，同时土方开挖又要配合支护施工，土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“分层、分段开挖、严禁超挖”的原则。

1）土方开挖采用“环岛式”分层、分段、分区开挖，沿基坑周边开挖10.0m 宽的工作面。

2）土方开挖应按分层、分段的原则开挖，每层分段施工长度不应超过30m，分层厚度不应大于2.5m，并应结合锚索设计工况合理确定（锚索施工超挖深度为0.5m）。

3）为避免扰动基底持力土层的原状结构，土方开挖至坑底时预留0.3m 厚的土层应由人工清挖至设计坑底标高；基底开挖至设计基底标高后应尽快进行基底封底和基础施工。

4）基坑开挖过程中，要严格做好降排水工作，采用坑内四周降水井及坑内集水井超前降水后再进行土方开挖。

5）土方坡道宽10m，两侧放坡坡率不得大于1∶2。

3.3 基坑监测

基坑工程的施工监测主要项目应包括：支护体系方面的支护体系观察；围护墙（边坡）顶部竖向、水平位移、裂缝、侧向变形（测斜）；冠梁及围檩内力；支撑内力；锚杆拉力；立柱竖向位移；坑底隆起（回弹）；基坑内地下水水位等。周边环境的基坑外地下水位；地表竖向位移；基坑外侧地表裂缝（如有）；邻近建（构）筑物水平及竖向位移；邻近建（构）筑物裂缝（如有）；邻近地下管线水平及竖向位移等。一旦监测结果出现异常，应及时通知勘察、设计、监理单位现场会诊，找出异常原因，制定处置方案，预防安全事故发生。

表1 土体与锚固体极限摩阻力建议取值表

4 结论

对城投湖畔四季城基坑壁无支护条稳定性进行分析，并在充分研究深基坑工程概况、地质环境及周边环境条件的基础上，对基坑开挖进行设计，主要结论如下。

1）场地浅部地层松散，地下室基坑开挖深度超过3m 无支护将失稳，坑壁应采取有效的支护措施，基坑支护结构建议采用喷锚支护或排桩进行支护；沿坑壁设置止水帷幕，避免基坑降水发生困难、坑底涌水涌砂和给周边现有建筑、道路带来不良危害；止水帷幕的设置，建议采用全置换型长螺旋钻孔灌注桩咬合长螺旋水泥土桩型支护、止水一体结构。

2）制定合理的开挖施工组织设计，遵循“及时支撑、先撑后挖，分层开挖、严禁超挖”的原则，确保挖方工程安全、顺利进行。

3）进行施工监测，一旦监测结果出现异常，应及时通知勘察、设计、监理单位现场会诊，找出异常原因，制定处置方案，预防安全事故发生。