深基坑土方开挖工程施工技术

赵峰

铜陵有色铜冠建筑安装股份有限公司

摘要：霍邱周油坊铁矿选矿厂浓缩池基础较深，施工难度大，基坑开挖采用挖掘机放坡开挖，集水明排的方式，基础边坡支护稳定，保证了深基础的顺利施工。

关键词：分层放坡开挖；集水明排；边坡稳定；边坡防护

霍邱周油坊铁矿选矿厂浓缩池，有中心底板及地下通廊组成，直径60m，基础埋深-10.4m。

1施工概况

尾矿浓缩池为现浇钢筋砼结构，半径由上往下不断减小，呈锅底状，池上口外壁半径为30.50m，底板底标高为▽-10.4m。尾矿浓缩池与原泵房之间通过钢筋砼地下廊道连接，廊道基础底板宽度为3.7m，廊道外壁宽度为3.7m，净宽为2.7m，净高2.5m，廊道连接池底与泵房底，底板底标高分别为▽-10.4～11.118mm剖面见下图：

2、工程地质及水文条件

该构筑物场地内土层分布情况为：

①层杂填土（Q4ml）：灰色、灰黄色等，松散～稍密，稍湿～湿，主要成分为粘性土，含植物根系，层厚0.20～9.30m，该层在场地内分布普遍。

②层粘土（Q3al+pl）：灰黄、褐黄色，硬塑状态，干强度高，韧性高，层顶埋深0.20～3.70m，层厚0.80～4.40m，该层在场地内分布缺失。

③层粘土（Q3al+pl）：黄褐色，硬塑～坚硬状态，干强度高，韧性高，，层顶埋深3.60～9.30m，层顶高程28.17～33.19m，该层未揭穿，揭露厚度7.70～46.00m。

水文地质条件：在基坑开挖范围地下水主要为杂填土中赋存的少量上层滞水。

3、基坑支护及开挖方式

结合本工程特点及地勘报告，基坑采用敞挖放坡分阶开挖的方式进行；支护采用放坡加喷浆支护；降水采用集水明排的方式进行。

4边坡坡角稳定设计

根据厂区《岩土工程勘察报告》地基土物理力学指标数理统计表，第②层粉质粘土内摩擦角及粘聚力标准值分别为φ=10.90和c=44.2KPa，第③层淤泥质粉土内摩擦角及粘聚力平均值分别为φ=10.40和c=23.2KPa，最小值为φ=6.50和c=7.1KPa，根据规范，采用简单条分法计算其稳定土坡坡角：

第②层粉质粘土层为：N=c/γH=44.2/（19.7*5）=0.448

经查阅粘性土简单土坡计算图N-θ图，其已超越该图范围，为此根据经验取其边坡坡度为1：0.75（高宽比），第④层土方边坡也选用此坡度。

第③层淤泥质粉土层取其最小层为：N=c/γH=7.1/（18.8*3）=0.126

经查阅粘性土简单土坡计算图N-θ图，取φ=50，θ＞350，为此取其边坡坡度为1：1.5（θ=330）。

5、基坑开挖施工

5.1施工顺序

①测量放线—→表层土方开挖至-3.00（土方开挖深度2.8米）—→测量放线—→边坡防护施工—→-3.00平台截水沟及集水井施工—→②廊道分阶放坡、支护开挖至底标高—→③中心柱分阶放坡、支护开挖至底标高。

5.2施工方法

为加快施工进度，基坑土方开挖采用尾矿浓缩池、廊道同时开挖的方法，土方分层开挖，跟踪测量，基坑排水、边坡支护同步进行。

测量放线：根据业主提供的测量控制点采用全站仪在基坑周边引10-12个点做控制桩，测量控制桩设置在基坑边坡以外，设置警示保护措施，避开土方运输与施工主干线。土方开挖时利用控制桩及全站仪测量放线，确保开挖无误。

由于本区域开挖土层稳定性较差，目前已进入雨季施工，土方开挖边坡按1：1.5（一、二级）及1：0.75（第三级）控制，土方开挖坑底及廊道边设2m宽的作业面，断面示意图如下图。

具体方法：①首先按已放样好线全部开挖至▽-3.00后，进行尾矿浓缩池部分边坡喷浆支护施工及▽-3.00台阶上的截水沟及集水井的施工，同时在基坑上周边1.5m外设置防护栏杆，留出出土通道位置。重新测量放线，确定尾矿浓缩池第二层开挖位置，尾矿浓缩池在此标高设置2m宽台阶，在台阶靠向基坑内侧设置警示隔离带，避免边坡支护、截水沟施工与土方施工的交叉作业。②第二层土方尾矿浓缩池开挖至▽-5.00，廊道处土方开挖至▽-6.00后，进行边坡喷锚支护施工和各台阶上设置的截水沟及集水井的施工，然后重新测量放线，尾矿浓缩池及廊道分别留置2m宽的台阶，台阶靠向基坑内侧同样设置警示隔离带，再进行第三层土方的开挖。③第三层土方尾矿浓缩池及廊道分别开挖至▽-10.50（坑底）、▽-11.118后，同样进行边坡支护及截水沟施工。

5.3排水施工

本工程基坑排水措施是在基坑每一层台阶上基坑底部设置截面宽度为800mm，深度为800—1000mm截水沟，截水沟沿圆周方向每隔30米设置一个1000*1000*1000集水坑作水泵抽水点。排水沟底面比挖土面低0.3-0.4米，集水井底面沟底低于0.5米以上，基坑上部1.5米宽区域采用厚度为60mm的C20砼进行硬化，并设置一圈截水沟，此截水沟一是用于基坑内集水的外排渠道，二是用于拦截地表水流入基坑。沿临时到路边开挖1条宽1000mm深度为1200—1500mm的明沟与厂区排水沟连接，并于基坑周边的截水沟连接。整个基坑排水过程：基坑底部集水通过集水井采用水泵抽向上一层平台上的集水井，再通过集水井抽向上一层，一层一层抽向基坑外围的截水沟，最后通过沿临时道路边开挖的明沟流向厂区排水沟。

5.4边坡支护施工

本工程基坑边坡支护采用喷浆支护形式，土方开挖好后立即进行开挖的边坡支护施工。每层基坑开挖完成后分段进行喷浆支护，在坡面垂直楔入直径12～14mm，长40～50cm插筋，纵横间距1m，上铺20号铁丝网，在表面喷射50mm厚的C15细石混凝土直到坡顶和坡脚，表面抹光。

在上层喷射砼达到设计强度70%后方可开挖下层土方，基坑开挖和支护施工按设计要求自上而下分段分层进行。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度允许偏差宜为±20mm，在坡面喷射砼支护前，要清除坡面虚土。

6工程体会

本次深基坑土方开挖施工，由于合理的确定了边坡坡度和开挖层次及深度，且采取了有效的防雨及排水措施，在土方开挖及基础施工过程中未发生边坡坍塌，较好地满足了施工要求。