典型周圍環(huán)境下軟土深基坑土方開挖方法分析

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1、I摘要隨著城市建設(shè)的發(fā)展以及舊城改造的推進(jìn)，基坑工程正向大深度、大面積方向發(fā)展，特別在寧波這種軟土地區(qū)，基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，再加上軟土的蠕動(dòng)性，對(duì)基坑穩(wěn)定和位移控制的要求非常嚴(yán)格。因此如何結(jié)合不同的施工環(huán)境來選擇最佳的開挖方案是值得探討的一個(gè)問題。本文在歸納國(guó)內(nèi)外關(guān)于軟土開挖的基礎(chǔ)上，分析了寧波軟土地區(qū)常用的開挖方案和開挖時(shí)應(yīng)遵循的原則，探討了影響開挖的因素，再結(jié)合寧波的一些工程實(shí)例，進(jìn)行了挖土方案分析、挖土方案設(shè)計(jì)，總結(jié)出了對(duì)在周圍環(huán)境下的基坑工程設(shè)計(jì)施工有實(shí)際意義的結(jié)論。關(guān)鍵詞：深基坑；開挖方法；周圍環(huán)境；影響因素II AbstractWith the development of urba

2、n construction and reconstruction, the project of foundation pit goes into lager scale and depth. Especially in ningbo ,because the subsoil is soft,and the surroundings is very complex.So excavation method is very important for engineers. Therefore,how seeking the rational method in diffient surroun

3、dings is very possible.In the present paper,some cases of excavation summarized, the frequentiy processes and principle of Ningbo analysed , the influnce factor of excavation studied. And according to the practical project, the excavation plan analysed and designed.Finally, some conclusions which ar

4、e valuable for design and construction of foundation pit obtained.Keywords: foundation pit；excavation method；surroundings；influence factor III目 錄摘要 .IABSTRACTABSTRACT .II1. 緒論 .11.1 研究意義 .11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .11.3 主要研究?jī)?nèi)容 .31.3.1 軟土地區(qū)常見土方開挖方法及影響開挖方法選擇的因素分析 .31.3.2 常見典型周圍環(huán)境下的深基坑土方開挖方案分析 .31.3.3 常見典型周圍環(huán)境下的深基坑

5、土方開挖方案分析 .32. 軟土地區(qū)常見基坑土方開挖方法及影響因素分析 .42.1 寧波軟土特點(diǎn) .42.2 基坑土方開挖遵循的原則 .52.3 軟土地區(qū)常見的土方開挖方法 .62.3.1 分層開挖.62.3.2 分段開挖.72.3.3 中心島開挖.72.3.4 盆式開挖.72.4 影響開挖方法選擇的因素分析 .82.4.1 軟土的特性、水文地質(zhì)條件.82.4.2 基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式.82.4.3 挖深.82.4.4 開挖面積大小及基坑形狀.82.4.5 周圍壞境.92.4.6 施工工期.93. 常見典型周圍環(huán)境下的深基坑土方開挖方案分析 .103.1 周圍有建筑物時(shí)的土方開挖方法分析 .10

6、IV3.2 周圍有道路及管線時(shí)的土方開挖方法分析 .123.3 周邊有河道時(shí)的土方開挖方法分析 .133.4 相鄰基坑時(shí)的土方開挖方法分析 .144. 典型基坑工程挖土方案分析與設(shè)計(jì) .184.1 典型基坑工程概況 .184.1.1 工程概況.184.1.2 基坑概況.194.1.3 工程地質(zhì)條件.194.1.4 基坑圍護(hù)方案.204.2 挖土方案分析與設(shè)計(jì) .224.2.1 基坑施工流程.224.2.2 挖土方案分析 .244.2.3 主要挖土流程.255. 結(jié)論及展望 .275.1 結(jié)論 .275.2 展望 .27參考文獻(xiàn) .28致謝 .2911. 緒論1.1 研究意義 隨著城市地下工程的

7、發(fā)展，導(dǎo)致基坑向大深度、大面積方向發(fā)展成為必然趨勢(shì)?；庸こ淌莻€(gè)技術(shù)復(fù)雜、綜合性很強(qiáng)的巖土工程難題，特別是在軟土地區(qū)，由于軟土具有強(qiáng)度低、壓縮性高、天然含水率高、孔隙比大的特性，基坑自土方開挖就處于動(dòng)的狀態(tài)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、大小、位移變形都隨著開挖深度的增加而增加，而且由于軟土流變特性，隨著基坑暴露時(shí)間越久，基坑支護(hù)體系的位移變形越大。因此軟土深基坑的挖土工程必須按科學(xué)合理的方法施工，否則同樣會(huì)造成工程質(zhì)量或安全事故發(fā)生，會(huì)產(chǎn)生坑內(nèi)工程樁傾斜斷裂，或引起基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)裂縫以至坍塌，甚至釀成重大的安全事故。不僅給工程造成重大經(jīng)濟(jì)損失，還對(duì)周圍環(huán)境造成不良影響，因此必須做好深基坑開挖設(shè)計(jì)和施工，

8、特別是在復(fù)雜的周邊環(huán)境下，其變形控制更為重要。因而如何結(jié)合不同的施工環(huán)境來來選擇最佳的方案是個(gè)值得探討的問題。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀深基坑施工工程量一般較大，加上施工現(xiàn)場(chǎng)不少是在城市中心地段，周圍場(chǎng)地狹窄，需拆除地下建筑物、障礙物較多，土方挖運(yùn)量也較大，在進(jìn)行基坑開挖范圍及面積較大的土方作業(yè)時(shí)，宜采取“分區(qū)分步”方式進(jìn)行，配合降水等工序。軟土地區(qū)基坑開挖要依據(jù)地質(zhì)土層情況與基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同情況，分為全面分層式開挖、中心島式開挖與盆式開挖，均應(yīng)做到分層、分塊、對(duì)稱、限時(shí)開挖。陳時(shí)金，樓光法(2004)研究了這么一個(gè)例子：寧波大劇院工程位于寧波江北灣頭永豐橋北側(cè)地塊，東鄰大閘路，西鄰余姚江。建筑

9、面積 52000m2，地上 5 層，地下室 1 層。地下室基坑開挖深度為 8.7m?；优枋介_挖時(shí)整個(gè)地下工程的關(guān)鍵工序，施工時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及寧波市軟土深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工暫行技術(shù)規(guī)定進(jìn)行：(1)按設(shè)計(jì)要求挖環(huán)梁外側(cè)卸土區(qū)土體，并設(shè)好 100 厚 C15 防水砼面層。此舉既可減輕土體主動(dòng)土壓力，又是盆式開挖的第一步。(2)待環(huán)梁及支撐砼強(qiáng)度達(dá)到70 標(biāo)準(zhǔn)值后，自中心向四周以1：1.5放坡分層盆2式開挖，每層厚度2m，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后及時(shí)設(shè)墊層。(3)挖坑內(nèi)底板范圍內(nèi)土體至設(shè)計(jì)標(biāo)高，邊挖邊設(shè)墊層。其余部分(主要是基坑四周部位)土體按1:2坡度保留，最高坡頂標(biāo)高為-13.500，并設(shè)好墊層。即基坑中心

10、底板的墊層砼澆筑后，再用人工挖去四周的三角土，此三角土有利于圍護(hù)樁的穩(wěn)定。(4)基坑挖土施工應(yīng)做到“五邊法”施工，即邊挖、邊鑿、邊鋪、邊澆、邊砌，保證基坑土體不長(zhǎng)期暴露，確保基坑穩(wěn)定。傅淼成，高建平(2007)談到了這么一個(gè)工程。天山商業(yè)中心地下室長(zhǎng)283.25m，土方開挖最深達(dá)12m，場(chǎng)地狹窄，周圍環(huán)境復(fù)雜，地下公用管線多。根據(jù)施工進(jìn)度總體要求和現(xiàn)場(chǎng)施工條件，基坑土方開挖采取分塊施工。(1)先開挖A區(qū)，第一次開挖至鋼支撐底標(biāo)高，支撐安裝完畢后采用一次直接切土到位的開挖方式，基礎(chǔ)梁和局部深坑采用小挖機(jī)下坑輔助開挖人工配合撿土。隨即分塊澆筑混凝土墊層，控制天然地基土的暴露時(shí)間，以保證基坑安全。(

11、2)B區(qū)按支撐分層的盆式挖土方式進(jìn)行，即第一層在自然標(biāo)高面采取挖槽的方式分片開挖，分片澆筑鋼筋混凝土支撐；第二層以先中間后四周的盆式挖土：控制土方開挖對(duì)基坑圍護(hù)和周圍環(huán)境變形的時(shí)空效應(yīng)在挖周邊土方的同時(shí)安裝鋼管支撐，全部支撐安裝完畢即施加預(yù)應(yīng)力，達(dá)到整體受力，以確?；訃o(hù)安全。第三層是開挖難度最大的一層，平均挖土深度3.35m，局部深坑挖土深度達(dá)6.25m(-13.250 m)。同樣采用盆式挖土，應(yīng)用超長(zhǎng)臂挖土機(jī)。在棧橋上先挖棧橋周圍的土方。然后在坑內(nèi)布置34臺(tái)挖土機(jī)用于翻轉(zhuǎn)土到超長(zhǎng)臂挖土機(jī)的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，達(dá)到分塊對(duì)稱完成整個(gè)挖土的目的。顧振剛(2003)研究了一個(gè)綜合運(yùn)用分層分段開挖法的

12、工程。某工程是純水站改造工程中的一個(gè)大型液體儲(chǔ)罐基礎(chǔ)?；A(chǔ)底面直徑7.5m，深度3.2m，框架結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)四邊有正在生產(chǎn)運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備，施工場(chǎng)地狹小，只能靠人工開挖。土方開挖采用分層開挖和分段開挖相結(jié)合的辦法，即縱向分層每1m深為一層；層內(nèi)又分成四段對(duì)稱開挖。先完成部分及時(shí)澆灌砼進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)下一段土方完成后重復(fù)上述流程最后挖除中間的土方。土方挖成傾斜狀，向外側(cè)傾斜120mm，上小下大。朱良鋒，周建軍(2008)提到了一種新的開挖方法。一般建構(gòu)筑物工程基坑土方開挖采用人工或機(jī)械開挖方法，而當(dāng)開挖土質(zhì)為粉土、砂性土且所開挖的基坑周邊環(huán)境有開挖土方的棄土堆場(chǎng)時(shí)，可以利用附近廢棄或待整平的河塘水進(jìn)行水沖

13、法開挖。3工藝流程為施工準(zhǔn)備潛水泵抽水送水入高壓泵噴槍沖刷土體形成泥水泥漿泵吸泥水外排泥水堆砌析水人工修挖。紹興污水處理廠曝氣池工程為連體六座曝氣池，每座基底57.2m82.2m，深5.2m，采用砂石樁地基處理，總挖土14.7萬m。采用廢棄待整平河塘水水沖法放坡開挖，開挖22d，工程為優(yōu)良，分項(xiàng)優(yōu)良率達(dá)96.7，比原計(jì)劃縮短工期約10d，費(fèi)用比機(jī)械開挖節(jié)約37.6。1.3 主要研究?jī)?nèi)容1.3.1 軟土地區(qū)常見土方開挖方法及影響開挖方法選擇的因素分析土方開挖是基坑工程中常見的一道施工程序，經(jīng)過實(shí)際工程的運(yùn)用，已經(jīng)形成了比較成熟的開挖方法，比如“中心島”法。土方開挖方案的選擇對(duì)于土方工程來說很重要

14、，特別是在軟土地區(qū)，由于軟土的流性易導(dǎo)致一些不良的地質(zhì)情況，因而需要更加謹(jǐn)慎。本文擬對(duì)軟土地區(qū)的開挖方案進(jìn)行分析，歸納總結(jié)出影響開挖方案選擇的因素，更好的為開挖方案的選擇提供借鑒。1.3.2 常見典型周圍環(huán)境下的深基坑土方開挖方案分析結(jié)合實(shí)際工程中的各種典型周圍環(huán)境，比如有相鄰基坑、周邊管線較多、周圍有河流經(jīng)過、周邊場(chǎng)地狹窄等各種情況。分析基坑在各種情況下的土壓力的分布情況，綜合其他各種因素，研究分析如何開挖才能使其土壓力達(dá)到平衡。從而提出方案，為軟土地區(qū)的土方開挖提出可供參考的意見和建議。1.3.3 常見典型周圍環(huán)境下的深基坑土方開挖方案分析選取寧波地區(qū)典型基坑工程實(shí)例，通過分析挖土原則及考

15、慮的要點(diǎn)，給出合理的開挖方案。42. 軟土地區(qū)常見基坑土方開挖方法及影響因素分析 2.1 寧波軟土特點(diǎn)軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少置腐殖質(zhì)所組成的土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。軟土是第四紀(jì)后期地表 靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成多數(shù)分布于海濱、湖濱、河流沿岸等地勢(shì)比較低洼地帶，地表終年潮濕或積水。所以地表往往生長(zhǎng)有大量蘆葦、塔頭草、小葉樟等喜水性植物，由于這些植物的生長(zhǎng)和死亡，使軟土中

16、含有較多的腐殖質(zhì)和有機(jī)物。寧波軟土具有以下典型特征：(1)典型的軟土厚度大于 25m，顏色為灰色或深灰色，軟塑流塑狀態(tài)；(2)天然含水量高(34%58%)，土體幾乎完全飽和(飽和度均大于 94%)，WWL，IL1，呈流塑狀態(tài)；(3)快剪強(qiáng)度指標(biāo) =1.15.9，c=3.07.6kPa；(4)固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo) =14.725.4，c=3.08.0kPa；(5)塑性指數(shù) Ip 高達(dá) 26.4，液限 36.1%45.2%，平均值為 41.0%，液限指數(shù)1.021.94；(6)壓縮系數(shù)均值為 0.76，壓縮模量均值為 2.87MPa，屬于高壓縮性軟土；(7)抗剪強(qiáng)度低，黏聚力 c 和內(nèi)摩擦角 離散性較

17、大；(8)滲透系數(shù)在 (cm/s)數(shù)量級(jí)內(nèi)；(9)水平向固結(jié)系數(shù)(2.485.78)10-4(cm/s)；(10)豎向固結(jié)系數(shù)(2.323.8)10-4 (/s)；(11)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為 11.328.0kPa；靈敏度為 1.35.05 (12)垂直方向滲透系數(shù)均值為 2.1210-7cm/s，水平向滲透系數(shù)均值為 3.9410-7cm/s，水平向滲透系數(shù)大于垂直方向滲透系數(shù)。 與其他地區(qū)軟土相比，寧波軟土與國(guó)內(nèi)外軟土具有異同性。相同點(diǎn)是軟土普遍具有天然含水量高、壓縮性大、強(qiáng)度低、滲透性差等特點(diǎn)，不同之處在于寧波軟土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)變化范圍大，這一點(diǎn)與溫州軟土具有相似性，另外寧波軟土工程地質(zhì)性

18、質(zhì)往往劣于北部的天津、上海軟土，而優(yōu)于南部的溫州、湛江、廣州軟土。寧波軟土具有典型的海綿結(jié)構(gòu)和層理結(jié)構(gòu)，這主要是由于寧波的地理位置(東海之濱，杭州灣南岸，甬江、姚江和奉化江三江交匯口)和軟土地質(zhì)成因(自第四紀(jì)中期開始，在多次海陸變遷歷史中，堆積的一套由陸相到海陸交互相的松散沉積物，成因有海積、沖海積、濱海沼澤相沉積)所決定的。土層分布在垂向上分選性明顯。從靈敏度方面看，寧波軟土為 35，中等靈敏度，屬靈敏性土。另據(jù)研究，寧波軟土嚴(yán)重受擾動(dòng)后強(qiáng)度可降低 70%80%，因此，施工過程中應(yīng)盡量避免擾動(dòng)，另外，寧波軟土的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，還具有隨時(shí)間而變化的性質(zhì)，即流變性，經(jīng)長(zhǎng)期變形破壞的土體，其抗剪強(qiáng)

19、度僅為一般抗剪強(qiáng)度的 40%50%。軟土工程特征表現(xiàn)為觸變性、流變性、高壓縮性、高靈敏度、低透水性及不均勻性等。這些特點(diǎn)給設(shè)計(jì)、施工帶來了難度?；娱_挖工程，實(shí)際上就是基坑內(nèi)外土中應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)發(fā)生變化的過程，坑內(nèi)卸荷，應(yīng)力釋放，坑外四周開挖面以下的土中應(yīng)力差增加。位于基坑底部的軟粘土地基，天然強(qiáng)度較低，在較小的荷載作用下，土體就會(huì)屈服，產(chǎn)生塑性剪切變形，從而使地基沉降量增大。地質(zhì)資料分析表明，假如地基的穩(wěn)定系數(shù)很小，則由地基塑性變形引起的沉降將會(huì)很大，按常規(guī)沉降計(jì)算公式無法預(yù)估?？拥总浲恋牧髯冃院陀|變性易使變形過大而引起坑壁的中下部出現(xiàn)破壞，軟土的均勻性必然引起不均勻沉降，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜。同時(shí)

20、施工震動(dòng)會(huì)使土質(zhì)變差，易產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)、沉降及基底變形等現(xiàn)象，造成周圍建筑物的沉降與傾斜?；娱_挖過程是基坑開挖面卸荷的過程，由于卸荷而引起坑底土體產(chǎn)生向上為主的位移，同時(shí)也引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)在兩側(cè)壓力差的作用下而產(chǎn)生水平位移，因此產(chǎn)生基坑四周地層移動(dòng)。特別是在軟土工程中，原狀土受到震動(dòng)后，會(huì)很快變成稀釋狀態(tài)，大大增加了開挖的難度。62.2 基坑土方開挖遵循的原則建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB502022002)中的有關(guān)規(guī)定：土方開挖的順序、方法必須與基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)工況相一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。深基坑土方驗(yàn)收必須保證支護(hù)結(jié)構(gòu)安全和周圍環(huán)境安全為前提，即控制基

21、坑變形位移不超過允許值。浙江省標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程(DB33/T10082000)中有關(guān)規(guī)定：為確?；又車ǎ?gòu)）筑物的安全和支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定，要求盡可能減少基坑開挖的初始位移，應(yīng)根據(jù)時(shí)空效應(yīng)原則，遵循“分層、分區(qū)、分塊、分段、抽槽開挖、留土護(hù)壁，先撐后挖，先形成中間支撐、后限時(shí)對(duì)稱平衡形成端頭支撐，減少無支撐暴露時(shí)間”的原則。對(duì)于開挖形式的確定應(yīng)以利于基坑安全穩(wěn)定為原則，兼顧其他因素，基坑開挖過程中應(yīng)注意減少時(shí)空效應(yīng)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的不利影響。國(guó)家規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程中明確規(guī)定軟土基坑必須分層均衡開挖，分層高度不宜超過10m。除國(guó)家規(guī)范規(guī)定的外，在軟土開挖過程中，更要注意開挖所帶

22、來的不利因素，特別是開挖所帶來的位移，要嚴(yán)格控制在一定的范圍內(nèi)，防止支護(hù)失穩(wěn)帶來的一系列問題，在此前提下制定較為經(jīng)濟(jì)的方案。2.3 軟土地區(qū)常見的土方開挖方法基坑土方開挖方式應(yīng)重視時(shí)空效應(yīng)問題，要根據(jù)基坑面積大小、圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式、開挖深度和工程環(huán)境條件等因素而定，大體有四種可供選擇：分層開挖、分段開挖、中心島開挖、盆式開挖。2.3.1 分層開挖這種方法在我國(guó)比較廣泛采用，一般適用于基坑較深，且不允許分塊分段施工混凝土墊層的，主要特點(diǎn)有：a可適用于軟弱地基，土方回填量少；b可選用鋼筋混凝土支撐或裝配式鋼支撐的支撐體系，其形式可多樣化；c按考慮時(shí)空效應(yīng)的開挖，支撐，施工工藝，可有效控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形，

23、適合地層軟弱、周圍環(huán)境復(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求高的深基坑開挖；7d開挖機(jī)械的施工活動(dòng)空間受限，支撐布置需考慮適應(yīng)主體工程施工，有支護(hù)分層開挖，換拆支撐施工較復(fù)雜。分層開挖，整體澆灌混凝土墊層和基礎(chǔ)，分層厚度要視土質(zhì)情況進(jìn)行穩(wěn)定性分析，在軟土地基中一般控制在 2m 以內(nèi)。開挖順序視工作面和土質(zhì)情況，可從基坑的某一邊向另一邊平行開挖，也可以從基坑的兩頭對(duì)稱開挖，也可以從基坑中間向兩邊平行對(duì)稱開挖，也可以交替進(jìn)行。最后一層土開挖后，應(yīng)立即澆灌混凝土墊層，避免基底土暴露時(shí)間過長(zhǎng)。2.3.2 分段開挖分段分塊開挖是基坑開挖中常見的一種挖土方式。主要適用于基坑周圍環(huán)境復(fù)雜、土質(zhì)差或基坑開挖深淺不一，或基坑平面不

24、規(guī)則的、為了加快支撐的形成、減少時(shí)效影響，都可以采用此法。分段的大小、開挖順序也是要根據(jù)場(chǎng)地工作面條件、地下室平面等條件來決定。分段流程如下：a. 預(yù)留被動(dòng)區(qū)后繼續(xù)開挖，每層 2-3m 直到基底澆灌混凝土墊層；b. 安裝斜撐；c. 挖預(yù)留的被動(dòng)土區(qū)；d. 邊挖邊澆灌混凝土墊層；e. 拆斜撐；f. 繼續(xù)開挖另一個(gè)區(qū)。2.3.3 中心島開挖中心島開挖法是首先在基坑中心開挖，而周圍一定范圍內(nèi)的土?xí)簳r(shí)不開挖，視土質(zhì)情況進(jìn)行放坡，或做臨時(shí)性支護(hù)擋土，等中間部分的混凝土墊層或者地下結(jié)構(gòu)物施工完成之后，再用支撐在四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)與中間結(jié)構(gòu)之間對(duì)撐，然后進(jìn)行四周土的開挖。a適合于開挖面積較大，基坑支撐作業(yè)較復(fù)雜困

25、難，施工場(chǎng)地緊張的基坑；b開挖特點(diǎn)是基坑中間先開挖，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)先留土堤后設(shè)斜撐，在較軟弱地層中，須驗(yàn)算基坑變形是否為周圍環(huán)境所允許；c. 支撐用量較省，主體工程施工過程中，施工場(chǎng)地可周轉(zhuǎn)使用；d地下主體工程的鋼筋餛凝土工程施工縫處理復(fù)雜；8e支撐撐于主體工程結(jié)構(gòu)需進(jìn)行驗(yàn)算并作構(gòu)造處理。2.3.4 盆式開挖在某些情況下，視土質(zhì)情況，采取與中心島開挖法施工順序相反的做法，稱盆式開挖法，先開挖兩側(cè)或四周的土方，并進(jìn)行周邊支撐和結(jié)構(gòu)的施工，然后開挖中間殘留的土方，再進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)物的施工。2.4 影響開挖方法選擇的因素分析上面介紹了幾種常見的土方開挖方案，但是在實(shí)際工程中面臨著如何選擇開挖方式的問

26、題，下面就從軟土的特性、基坑支護(hù)形式、挖深、開挖面積的大小和基坑形狀、周圍環(huán)境和工期等幾個(gè)方面來分析。2.4.1 軟土的特性、水文地質(zhì)條件眾所周知，土體是蠕變體，特別是軟粘土，具有較強(qiáng)的蠕變性，它的土壓力隨著時(shí)間變大，必將會(huì)使土體強(qiáng)度降低。使土坡穩(wěn)定性變小，大大增加了開挖的難度。要選擇合適的支護(hù)形式、控制開挖深度。在深基坑施工中，常遇到水位較高的情況，為改善挖土操作條件，減少對(duì)圍護(hù)體的側(cè)壓力，提高基坑施工的安全度，往往對(duì)坑內(nèi)外采取降水。但在降水過程中，由于含水層內(nèi)的地下水位降低，土層內(nèi)液壓降低，使土體粒間應(yīng)力增加，從而導(dǎo)致地面沉降，嚴(yán)重時(shí)地面沉降會(huì)造成相鄰建筑物的傾斜及破壞。一般降水深在基坑開

27、挖面以下0.5至1米。2.4.2 基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式放坡開挖的時(shí)候，對(duì)于開挖方法沒有嚴(yán)格的要求。在角撐體系或邊桁架支撐體系情況下，宜從四周向中間分層開挖。圍護(hù)結(jié)構(gòu)為重力式擋土墻時(shí)宜從中間向四周開挖，以利于被動(dòng)土壓力區(qū)的應(yīng)力釋放。2.4.3 挖深土體開挖必然引起墻體的水平位移，這種位移還受土的蠕變及應(yīng)力松馳的影響，若基坑開挖深度較大而又來不及支撐，可能就會(huì)發(fā)生基坑坍塌，造成基坑失穩(wěn)。在土方開挖過程中，基坑底部土也將發(fā)生回彈變形，開挖越深， 回彈量就會(huì)越大，發(fā)9生土體隆起現(xiàn)象。在軟土地基實(shí)際工程中一般控制在2m以內(nèi)。2.4.4 開挖面積大小及基坑形狀開挖面積較大，可選擇分層開挖和分段開挖相結(jié)合的方

28、式；面積較小時(shí)可以直接分層開挖?；有螤钶^為規(guī)則的情況下，比如為長(zhǎng)方形的時(shí)候可以從四周向中間開挖，以利于周邊的支撐施工；基坑為長(zhǎng)條形的時(shí)候，可以從中間向兩邊或兩端向中間的開挖順序；接近圓形的基坑可以采取盆式開挖。當(dāng)基坑形狀不規(guī)則的時(shí)候，一般宜采取分段開挖的方式。2.4.5 周圍壞境例如周圍建筑物密集、施工場(chǎng)地狹窄的情況下，可采取“中心島法”，先利用坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體的自穩(wěn)能力抵抗基坑支護(hù)樁的側(cè)向變形，進(jìn)行中部土方開挖和基礎(chǔ)施工，在此期間坑內(nèi)可不設(shè)支撐，施工的空間很大，施工方便。如果周圍場(chǎng)地較空曠，周邊無建筑時(shí)，放坡開挖則是一種很好的選擇。2.4.6 施工工期施工工期較短的情況下，可以根據(jù)施工需要采

29、用各種開挖方式組合的開挖方法。在軟土地基開挖工程中應(yīng)優(yōu)先采用分段階梯分層開挖形式，這樣不僅便于施工組織，而且對(duì)基坑的穩(wěn)定較為十分有利。分段階梯分層開挖每個(gè)階梯平臺(tái)均可作為挖土機(jī)械土方轉(zhuǎn)運(yùn)的工作平臺(tái)，大大的加快開挖進(jìn)度。同時(shí)還可以邊開挖邊做支撐，加快施工進(jìn)度。103. 常見典型周圍環(huán)境下的深基坑土方開挖方案分析基坑開挖是基坑開挖面上的卸載過程。該過程改變了坑底土體原始應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)而因卸載引起坑底土體自下而上的回彈位移，而基坑周圍土體則向下移動(dòng)產(chǎn)生沉降以補(bǔ)充由于回彈效應(yīng)而損失的土體；同時(shí)也造成維護(hù)排樁在兩側(cè)土壓力差作用下向坑內(nèi)傾向位移。因而在基坑開挖中一定要使土壓力平衡、控制其變形，制定合理的開挖

30、方案。經(jīng)過對(duì)寧波為主的軟土地區(qū)實(shí)際基坑開挖的案例的歸納總結(jié)，發(fā)現(xiàn)主要有這么幾種周圍環(huán)境。(1)周圍有建筑物的情況。這種情況比較常見，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到土壓力的平衡。(2)周圍有道路及管線的情況。這種情況主要要控制位移，保證市政設(shè)施的正常使用。(3)周圍有河道的情況。寧波地區(qū)為典型的江南水鄉(xiāng)，河流遍布，在施工中主要要采取加固措施，防止?jié)B水等現(xiàn)象。(4)相鄰基坑的情況。此種情況比較特殊，在設(shè)計(jì)方案的時(shí)候要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，達(dá)到最好的效益。雖然在實(shí)際工程中，周圍環(huán)境比較復(fù)雜，可能是多種相結(jié)合的情況，但為了研究的方便，下面就將各種典型周圍環(huán)境簡(jiǎn)化來分析。3.1 周圍有建筑物時(shí)的土方開挖方法分析

31、城市中的深基坑工程一般都處在密集的建筑群中，施工場(chǎng)地狹窄，有些工程的基礎(chǔ)緊鄰己有建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)。而基坑的開挖勢(shì)必引起周圍地基中地下水位的變化和應(yīng)力場(chǎng)的改變，導(dǎo)致周圍地基土體的變形，進(jìn)而可能對(duì)相鄰建筑物、構(gòu)筑物產(chǎn)生影響，引起鄰近建筑傾斜，地面、墻面開裂等現(xiàn)象，嚴(yán)重的將影響其正常使用，甚至導(dǎo)致破壞。而這種施工壞境也是實(shí)際工程中最常見的，因此對(duì)其進(jìn)行分析11是很有必要的。下面先從兩種情況下，分析在有建筑物的情況下的開挖的一些問題。先是基坑一邊有建筑物，一邊空曠的情況；另一種是兩邊都有建筑物的情況。一邊空曠、一邊有建筑的情況下，靠近建筑物的一端土壓力較大，在開挖的時(shí)候要先從空地一端開始開挖，使其

32、土應(yīng)力與另一端相平衡。而兩邊都有建筑物的情況下，開挖就可以從兩邊同時(shí)進(jìn)行，或者由中間向兩邊進(jìn)行。圖 3.1 周邊有建筑物基坑示意圖下面就從某個(gè)工程實(shí)例來探討一下。例如，軟土地區(qū)某城市國(guó)際商貿(mào)大廈設(shè)地下3層，地上31層?；訃o(hù)總長(zhǎng)度約為340 m，基坑開挖深度為14.4 m。基坑設(shè)置兩道水平鋼筋混凝土支撐，主支撐采用環(huán)形梁支撐。施工場(chǎng)地基本平整，北側(cè)有已建成的兩棟住宅樓A、B棟，兩住宅樓最近點(diǎn)均距本工程地下室外墻10 m；基坑?xùn)|面為幼兒園，最近點(diǎn)距本工程地下室外墻7 m；基坑南面為市區(qū)繁忙的交通主干道，距離地下室墻約為20 m；西面是該商貿(mào)大廈所處街道的交通要道，距離地下室外墻約為15 m。為

33、使總的施工周期能最短，使土方開挖與支撐環(huán)梁施工有機(jī)結(jié)合，基坑土方開挖在平面上分為東、西兩個(gè)施工區(qū)域；在垂直方向上； 自上而下分三個(gè)階段，流水施工。第一階段宜由基坑四周向環(huán)梁中心退挖，第二、三階段宜由環(huán)梁中心向四周退挖。第一階段土方開挖根據(jù)工程實(shí)際情況，結(jié)合基坑支護(hù)圖要求，直接開挖至-2.8m，土方由四周向環(huán)梁中心開挖。將基坑四角水平支撐工作面土方挖出，四角水平支撐工作面土方開挖結(jié)束后，直接開挖中部環(huán)梁支撐區(qū)內(nèi)土方。第二階段土方開挖。先將四角撐已全部掏挖至-7.8 m，可插入進(jìn)行第二道砼水平支撐的施工。環(huán)梁、角撐外(環(huán)梁中心處)土方可采用傳統(tǒng)的階梯式開挖方式退挖，12開挖方向：東區(qū)由西向東退挖，

34、西區(qū)由東向西、南退挖。直至退挖至東、西區(qū)出土口處。第三階段土方開挖。為安全施工(使應(yīng)力逐步釋放)，沿環(huán)梁中心位置向四周地下連續(xù)墻支護(hù)樁對(duì)稱、分層逐步開挖施工?？紤]到基坑逐步加深，地下連續(xù)墻支護(hù)樁側(cè)壓力逐步加大，分層開挖至基坑底。圖3.2 商貿(mào)大廈周圍環(huán)境圖圖3.3 基坑分區(qū)開挖圖3.2 周圍有道路及管線時(shí)的土方開挖方法分析城市市政道路和地下管線是城市的生命線工程。在人口密集的城市，深基坑開挖引起的地表沉降和地層移動(dòng)對(duì)于周圍的道路和地下管線帶來了不利影響，如果不妥善安排的話會(huì)對(duì)居民的出行、生活帶來種種的不便。所以在制定開挖方案的時(shí)候就是要保證將這種影響降低到最小。在設(shè)計(jì)的時(shí)候要相對(duì)保守，嚴(yán)格控制

35、其變形。13在開挖的時(shí)候，最好是分區(qū)分段，且分區(qū)較小，這樣也可以控制變形。除此之外還要做好保護(hù)措施，對(duì)管線地段進(jìn)行加固。同時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。下面就從寧波的一個(gè)工程實(shí)例進(jìn)行剖析。均勝總部基地工程位于寧波市國(guó)家高新區(qū)，北為揚(yáng)帆路，東為楊木契河和公園，南為恒達(dá)高商務(wù)大廈工地，西為規(guī)劃道路。地下室邊線距北側(cè)現(xiàn)狀揚(yáng)帆路最近距離9m 左右，距西側(cè)規(guī)劃道路 11m 左右，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查資料，基坑外圍除西側(cè)規(guī)劃道路和北側(cè)揚(yáng)帆路邊分布有照明電線、雨水管道等市政管線及設(shè)施，未發(fā)現(xiàn)其它障礙物存在。圖 3.4 均勝總部基坑分區(qū)開挖圖由于本工程開挖面標(biāo)高均不相同，按照分塊分層開挖的原則，本工程地下室基坑開

36、挖順序，第一分區(qū)至第四分區(qū)由南向北開挖經(jīng)運(yùn)土道路至出土口一。其余分區(qū)按分區(qū)順序由北向南開挖經(jīng)東側(cè)二標(biāo)段自然地坪運(yùn)土道路至出土口二。3.3 周邊有河道時(shí)的土方開挖方法分析在寧波平原地區(qū)是典型的江南水鄉(xiāng)，河道縱橫，因此在實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)遇到靠近河流的基坑。如果距離較近的話，河道將是基坑開挖過程中的最大隱患，因?yàn)樵跇痘┕るA段，河岸土層已被松動(dòng)破壞，河床被抬高，易引起河水倒灌和滲透。為了保證基坑開挖的勝利進(jìn)行和施工安全，這里有必要對(duì)受河流影響下的基坑開挖14方法進(jìn)行一些歸納，以便對(duì)日后有所借鑒。在基坑施工中，遇到這種情況，一般都會(huì)在外圍設(shè)置止水帷幕，防止地下水、河道的滲水。同時(shí)，由于滲水和靠近河道帶

37、來的水壓力問題，還必須要對(duì)堤岸部分進(jìn)行加固措施，如增設(shè)水泥攪拌樁以加固圍護(hù)樁基抗力；加強(qiáng)基坑監(jiān)測(cè)，如果出現(xiàn)圍護(hù)位移，在圍護(hù)樁基根部增設(shè)堆筑砂包等應(yīng)急措施。洪塘街道南側(cè) 1#、2#地塊標(biāo)段，東臨規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)路，南至本工程標(biāo)段，西側(cè)沿河，北至規(guī)劃路，基坑開挖期間采用兩個(gè)出入口運(yùn)土，考慮施工場(chǎng)地分布，基坑西側(cè)為河流，出入口均分布于東側(cè)靠近機(jī)場(chǎng)路口。西側(cè)河道在基坑開挖過程為最大隱患。根據(jù)歷史最高水位為 2.300 米，超圍護(hù)梁頂 1 米，現(xiàn)水位高度為 1.310 米，在汛期水位還將繼續(xù)上升，且河岸土層已被松動(dòng)破壞，河床被抬高，在圍護(hù)階段必須采取有效防護(hù)措施防止河水倒灌和滲透影響基坑開挖及施工安全。此基坑開

38、挖分兩階段開挖，第一階段開挖圍護(hù)部分并保留中心島。分為兩區(qū)域，第一區(qū)域?yàn)閮山菗?，中間對(duì)撐為第二區(qū)域。第一區(qū)域從東北角角撐開挖，第二區(qū)域從基坑對(duì)撐西側(cè)開挖。并對(duì)河道一側(cè)進(jìn)行加固措施。挖土?xí)r先挖出基坑邊角，由兩邊向中間形成月牙形。可以增強(qiáng)土體本身及圍護(hù)的自然支撐時(shí)間，而且使圍護(hù)的負(fù)荷有一個(gè)緩和時(shí)間和應(yīng)力釋放時(shí)間。等到第二階段開挖完成后，必須在 6 小時(shí)內(nèi)完成墊層及擋水、擋土墻的施工。圖3.5 洪塘街道南側(cè) 1#、2#地塊標(biāo)段周邊環(huán)境圖3.4 相鄰基坑時(shí)的土方開挖方法分析相鄰基坑是指在待開挖的基坑周圍也有即將開挖或者正在開挖的基坑，這種情況比較少見，在此情況下必須要做好兩個(gè)基坑的協(xié)調(diào)工作，制定一個(gè)妥

39、善的方案，否則要么會(huì)對(duì)兩個(gè)基坑都造成不利影響、要么就是大大提高基坑造價(jià)。下面就來看下這種情況的一個(gè)工程實(shí)例。15擬建寧波欣達(dá)商務(wù)樓工程場(chǎng)地位于鄞州商務(wù)區(qū) 5-D 地塊，總用地面積 5538m2，總建筑面積約 17000 m2，建筑物主樓為 10 層，框架結(jié)構(gòu)，地下車庫 1 層，約 4500 m2。基坑西側(cè)：建筑地下室輪廓線距用地紅線約 58m，用地紅線外為待開挖的河流，寬約 30m；預(yù)計(jì)該側(cè)為材料堆放場(chǎng)地?；?xùn)|側(cè)：用地紅線外為 30m 寬的待建市政綠化；之外為天童南路；基坑北側(cè)：建筑地下室輪廓線距用地紅線約 4m，用地紅線之外為待開挖河流。北側(cè)現(xiàn)有一硬化道路，供工程車輛使用，道路中心線距用地

40、紅線約 27m。北側(cè)為本基坑土方主要出口?；幽蟼?cè)：該側(cè)較為復(fù)雜，與愛伊美商務(wù)辦公用地共用紅線，目前愛伊美商務(wù)辦公地塊已經(jīng)完成了該側(cè)的圍護(hù)樁施工，圍護(hù)方案為 800 鉆孔灌注樁+兩道內(nèi)支撐+一排水泥攪拌樁止土，壓頂梁邊緣據(jù)本基坑僅 1m。在此基坑圍護(hù)和土方開挖方案中，由于該基坑與南面的基坑共用紅線，所以兩基坑中間的距離很近，土壓力相互影響。最理想的支撐位置及挖土順序?yàn)椋簝蛇吂こ虒⒅虚g的土方部分開挖掉，將兩個(gè)基坑連為一體，這樣就可以消除兩個(gè)基坑各自施工所帶來的一些不利影響。形成一個(gè)整體的大基坑以后，由于兩基坑開挖深度不一，所以只要分區(qū)開挖即可。待欣達(dá)商務(wù)樓的基坑開挖到底且將底板施工完成后，再繼續(xù)

41、進(jìn)行愛伊美基坑下面的開挖。如果中間紅線部分必須保持原樣，即兩邊基坑分開施工的情況下，則較理想的方案為：兩邊基坑必須要同步進(jìn)行圍護(hù)和開挖，即兩邊的第一道支撐梁要在同一水平面上，這樣的話，就可以使兩邊的土壓力相抵消，達(dá)到平衡的效果。在開挖的時(shí)候要注意兩邊的挖深要保持一致，圍護(hù)中間土的穩(wěn)定。在欣達(dá)基坑開挖到底板墊層的時(shí)候，要控制兩邊的進(jìn)度，要等欣達(dá)的底板墊層工程接近一半的時(shí)候再進(jìn)行愛伊美二道支撐的施工，以達(dá)到工程的最優(yōu)化。16圖 3.6 欣達(dá)商務(wù)樓基坑周邊環(huán)境圖圖 3.7 兩基坑共用部分剖面圖但實(shí)際情況中，兩基坑是分別設(shè)計(jì)施工的，在這種情況下，本基坑圍護(hù)開挖方案中，相鄰的欣達(dá)商務(wù)樓工程基坑（簡(jiǎn)稱“欣

42、達(dá)基坑”）和愛伊美工程基坑（簡(jiǎn)稱“愛17伊美基坑”）對(duì)各自基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全造成了嚴(yán)重的相互影響。為確保兩基坑的共同安全，愛伊美基坑施工至二道支撐底后，在欣達(dá)基坑完成底板澆注并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可繼續(xù)向下開挖。并需要采用以下幾道加強(qiáng)措施：（1）欣達(dá)基坑南側(cè)圍護(hù)樁加強(qiáng)，將 500 鉆孔灌注樁改為 600 鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng) 15.5m。（2）通過在兩基坑一道支撐部位設(shè)置 150mm 厚鋼筋混凝土板傳遞一道支撐內(nèi)力。（3）通過對(duì)兩基坑圍護(hù)樁間區(qū)域進(jìn)行加固以及對(duì)欣達(dá)基坑南側(cè)坑內(nèi)側(cè)進(jìn)行被動(dòng)區(qū)加固，確保愛伊美基坑二道支撐內(nèi)力傳遞至欣達(dá)基坑底板。為更好地與鉆孔灌注樁和愛伊美基坑水泥攪拌樁進(jìn)行搭接，確保加固效果

43、，兩基坑圍護(hù)樁間區(qū)域采用600450 高壓旋噴樁加固。欣達(dá)基坑南側(cè)坑內(nèi)側(cè)設(shè)置 7 個(gè)水泥攪拌樁支墩。（4）雙方施工工期明確以后，需協(xié)商挖土方案。挖土順序也是影響兩基坑共同安全的關(guān)鍵。即兩邊都先從中間紅線向相反方向開挖，并控制開挖深度基本相同。（5）加固措施施工期間以及開挖、地下室施工期間，應(yīng)加強(qiáng)兩基坑的監(jiān)測(cè)。以上是寧波地區(qū)較為典型的周圍環(huán)境下的基坑開挖方案及分析，至于其它周圍環(huán)境下的深基坑土方開挖就不在此詳細(xì)論述了。從上述的四種典型環(huán)境下的土方開挖方案中，可以得出一些結(jié)論。首先是要結(jié)合工程的周圍環(huán)境，分配好開挖順序以及出土口的位置；再次就是要控制周圍地基土體的變形，降低對(duì)周圍建筑物、構(gòu)筑物等的

44、影響，保證市政工程的正常運(yùn)行。最后要結(jié)合所分析得出的結(jié)論來進(jìn)行實(shí)際工程的土方開挖方案的設(shè)計(jì)。184. 典型基坑工程挖土方案分析與設(shè)計(jì)4.1 典型基坑工程概況4.1.1 工程概況（1）主體概況：）主體概況：寧波南洋航空大樓工程是 1 幢 12 層綜合商務(wù)辦公樓，設(shè)地下二層。工程總用地面積 6340m2，總建筑面積 32005.2m2，地下室建筑面積 8012m2，地上部分建筑面積 23993.2m2，工程樁采用鉆孔灌注樁和擠擴(kuò)支盤樁。（2）地理位置及周邊環(huán)境：）地理位置及周邊環(huán)境：寧波南洋航空大樓工程位于鄞州區(qū)南部商務(wù)區(qū)，蝶緣路西側(cè)。場(chǎng)地中部有一條老河道穿越，現(xiàn)已用塘渣回填?；咏ㄖ吘壿S線與各

45、周邊環(huán)境的距離為：東側(cè)：距用地紅線約 5.2m，用地紅線外 2.95.0m 是 33m 寬的蝶緣路，靠基坑側(cè)蝶緣路設(shè)計(jì)路面標(biāo)高為 3.3114.300m（黃海高程） ；南側(cè)：距用地紅線約 3.5m，用地紅線外是 16m 規(guī)劃道路，以規(guī)劃道路中心線為界，道路北側(cè)設(shè)置本工程唯一的材料制作場(chǎng)地和堆場(chǎng)。西北側(cè)：距用地紅線約 6.69.6m，用地紅線外是現(xiàn)狀河流，西北角設(shè)有本工程臨設(shè)場(chǎng)地。19圖 4.1 寧波南洋航空大樓工程周邊環(huán)境圖4.1.2 基坑概況本工程的0.000 標(biāo)高相當(dāng)于黃海高程 5.000m，現(xiàn)場(chǎng)地平均標(biāo)高約為 2.800m（根據(jù)業(yè)主介紹現(xiàn)地面平均標(biāo)高為 2.100m，施工前回填塘渣至 2

46、.800m） ，相對(duì)標(biāo)高為-2.200m，圍護(hù)共約有 277.3 延長(zhǎng)米。本工程地下室有關(guān)部位標(biāo)高和計(jì)算開挖深度統(tǒng)計(jì)見表 4.1。表 4.1 地下室標(biāo)高和計(jì)算開挖深度統(tǒng)計(jì)表 地下車庫電梯井板面標(biāo)高(m)-7.650-10.000底板厚度(m)0.452.4底板墊層底標(biāo)高(m)-8.400-12.700承臺(tái)高度(m)0.92.4承臺(tái)底墊層標(biāo)高(m)-8.850-10.350計(jì)算開挖深度(m)6.27.410.54.1.3 工程地質(zhì)條件依據(jù)寧波冶金勘察設(shè)計(jì)研究股份有限公司提供的巖土工程勘察報(bào)告，知在場(chǎng)地20所研究的深度內(nèi)有性質(zhì)如下的地層分布：-1 層：素填土主要由碎石、粘性土組成，新近堆積，結(jié)構(gòu)松

47、散。 -2 層：粘土黃褐色，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核及植物根莖，土面光滑有油脂光澤，高韌性，高干強(qiáng)度，無搖振反應(yīng)，可塑，往下漸變?yōu)檐浰堋?該層部分孔缺失。-1 層：淤泥質(zhì)粘土灰色，含較多腐植物，含水量大，切面有光澤，無搖振反應(yīng)，高韌性，高干強(qiáng)度。-2 層：淤泥灰黑色，含較多有機(jī)質(zhì)，切面光滑有光澤，無搖震反應(yīng)，高韌性，高干強(qiáng)度。-1 層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土灰色，含貝克碎片及少量腐植物，軟塑，切面光滑稍有光澤，無搖震反應(yīng)，中等韌性，中等干強(qiáng)度。局部夾粉砂薄層。-2 層：粉質(zhì)粘土灰色，含貝克碎片，流塑，面光滑有光澤，無搖震反應(yīng)，中等韌性，中等干強(qiáng)度。-1 層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土灰色，具鱗片狀構(gòu)造，流塑，含少量腐植物

48、,切面光滑有光澤，無搖振反應(yīng)，高韌性，高干強(qiáng)度。對(duì)以上各層土的厚度 h、天然重度 、固結(jié)快剪試驗(yàn)的內(nèi)聚力 C 及內(nèi)摩擦角 進(jìn)行了處理、歸類、統(tǒng)計(jì)，各層土的物理力學(xué)性質(zhì)見表 4.2。表 4.2 各地質(zhì)層物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表層號(hào)巖性名稱重度(kN/m3)內(nèi)聚力c(kPa)內(nèi)摩擦角 ()w（%）e-1雜填土18.05.015.0-2粘土18.219.5（17.6）10.8（9.7）38.61.09621-1淤泥質(zhì)粘土17.319.7（17.7）12.1（10.9）51.01.387-2淤泥16.510.5（9.4）7.9（7.1）59.21.644-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土17.610.98.244.21.2

49、44-2粉質(zhì)粘土18.813.312.030.90.893-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土18.111.99.938.51.087-2淤泥質(zhì)粘土17.513.28.746.51.3084.1.4 基坑圍護(hù)方案 (1) 基坑特點(diǎn)綜合分析場(chǎng)地地理位置、土質(zhì)條件、基坑開挖深度和形狀以及工程樁類型，本工程基坑具有以下特點(diǎn)：1. 本工程南側(cè)設(shè)有地下室施工期間的材料制作場(chǎng)地及堆場(chǎng)，該側(cè)沒有放坡條件，其它各側(cè)還有一定的放坡條件，西北側(cè)是現(xiàn)狀河流，西北角作為本工程的臨設(shè)場(chǎng)地。東側(cè)靠基坑側(cè)蝶緣路設(shè)計(jì)路面標(biāo)高為 3.3114.300m，比場(chǎng)地標(biāo)高高出約0.51.5m。場(chǎng)地中部有一條老河道穿越；2. 基坑圍護(hù)影響范圍內(nèi)-2 層土

50、性較好，但層厚較薄且在淺部，-1、-2、-1 層土性較差且較厚；-2 層土性較好，但層頂埋深較深，該層是圍護(hù)樁樁長(zhǎng)的控制層?；娱_挖范圍內(nèi)除雜填土滲透性系數(shù)較大，其它各層土的滲透性系數(shù)一般都在 10-710-8cm/s 之間；3. 本工程為兩層地下室，計(jì)算開挖深度為 6.27.4m，坑中坑二次開挖深度2.35m，基坑形狀不很規(guī)則且開挖面積不大；4. 工程樁采用鉆孔灌注樁和擠擴(kuò)支盤樁，對(duì)土體擾動(dòng)比較小。 (2) 圍護(hù)方案根據(jù)工程特點(diǎn)，在“安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工”的原則下，對(duì)多種圍護(hù)方案進(jìn)行比較后，決定采用鉆孔灌注樁一道支撐的圍護(hù)方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)是在寧波地區(qū)有較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度好，能有

51、效地控制基坑變形，對(duì)周邊的環(huán)境影響較小。具體方案為：1. 支撐體系：支撐平面體系采用經(jīng)典的鋼筋砼角撐結(jié)合雙肢對(duì)撐的形式。環(huán)梁頂標(biāo)高設(shè)在地面下 1.5m 處；222. 圍護(hù)樁：東側(cè)靠基坑側(cè)蝶緣路設(shè)計(jì)路面標(biāo)高為 3.3114.300m，比場(chǎng)地標(biāo)高高出約 0.51.5m，這側(cè)的基坑實(shí)際開挖深度有 7.98.9m，這側(cè)圍護(hù)樁選用 8001050鉆孔灌注樁，其它部位選用 650950 鉆孔灌注樁，由于圍護(hù)樁間距較大，在圍護(hù)樁外側(cè)打設(shè) 5009501050 嵌縫攪拌樁擋土，填河段部位在鉆孔樁外側(cè)打設(shè)一排500400 密排攪拌樁止水；3. 坑中坑二次圍護(hù)：電梯井坑中坑二次開挖深度 2.35m，電梯井坑中坑采

52、用攪拌樁重力式擋墻的二次圍護(hù)形式。圖 4.2 圍護(hù)樁剖面圖4.2 挖土方案分析與設(shè)計(jì)上面是此工程的一些情況，下面結(jié)合前面的一些結(jié)論對(duì)此工程的基坑開挖方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.2.1 基坑施工流程水泥攪拌樁施工鉆孔灌注樁施工按設(shè)計(jì)要求卸土、放坡挖土至環(huán)梁和支撐墊層底澆筑環(huán)梁和支撐澆筑砼護(hù)坡或磚砌擋土墻，設(shè)置地表排水系統(tǒng)基坑分層挖到底板墊層底標(biāo)高打設(shè)墊層承臺(tái)、地梁、電梯井局部加深打設(shè)墊層和磚胎模綁扎基礎(chǔ)鋼筋，澆筑基礎(chǔ)混凝土（換撐板帶與底板整澆）拆除支撐側(cè)板和頂板施工回填土向上施工。23 （a）放坡、護(hù)坡 (b)做一道支撐 （c）開挖至底做底板墊層 (d)基礎(chǔ)底板施工24 （e）地下室二層施工 （f）地下室

53、到頂圖 4.3 南洋航空大樓地下室工程施工流程圖4.2.2 挖土方案分析（1） 周圍環(huán)境的影響基坑?xùn)|側(cè)道路離基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)邊緣距離較近，是南部商務(wù)區(qū)的重要通道，車流較多，是本工程保護(hù)重點(diǎn)，因此挖土必須貫徹先應(yīng)力釋放溝后大面積挖土，確保整體施工順序，使得非重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)力先行釋放，有效減小周邊道路位移。且要在靠近路基的部分進(jìn)行加固樁處理。在基坑的西北側(cè)為河道，要注意防止?jié)B漏水等現(xiàn)象。還有就是基坑中部的原老河道，也要考慮其對(duì)基坑的影響，要采取必要的加固措施。（2）開挖順序及特點(diǎn)本基坑西北都為河流，因此宜從北向南退挖。由于本基坑屬于形狀不規(guī)則的，因此要對(duì)其進(jìn)行分區(qū)分層開挖。主要分為北角區(qū)、西區(qū)、東區(qū)。在開

54、挖東西兩翼的時(shí)候，要注意同時(shí)開挖，使土壓力平衡，防止在一邊開挖后,另一邊側(cè)向土造成樁受損。25基坑開挖先淺后深，應(yīng)先挖到底板標(biāo)高再局部承臺(tái)、地梁、電梯井部位加深的順序進(jìn)行。土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況相一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則?？紤]到寧波的軟土情況，挖土工作應(yīng)分層進(jìn)行，且每層開挖深度不超過 2.0 米?？紤]到周邊環(huán)境，出土口在基坑南側(cè)最為妥當(dāng)，有較大空間，且對(duì)周邊影響較小，出土口按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加固處理，最后土方必須從出土口出土。（3）注意事項(xiàng)a.如果出現(xiàn)位移過大的情況，應(yīng)放慢土方開挖速度，調(diào)整挖土順序，使應(yīng)力釋放速度減緩；b. 待結(jié)構(gòu)砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、支

55、撐體系形成后方可開始挖土；c. 基坑滲水部位用坑外截流或高壓注漿止?jié)B；若出現(xiàn)樁間漏土現(xiàn)象，在坑外打設(shè)松木樁或坑內(nèi)磚砌擋墻擋土；d. 挖出的土方應(yīng)及時(shí)運(yùn)出，不得堆置在坑邊，基坑四周堆載不得超過設(shè)計(jì)工況要求；e. 挖土結(jié)束及時(shí)做墊層和磚胎模擋土，墊層應(yīng)滿鋪到基坑邊，基坑四周8米范圍內(nèi)用300厚C20砼封底，暴露時(shí)間不得超過12h，基坑四周承臺(tái)在砼墊層形成后方可用人工開挖。4.2.3 主要挖土流程26圖 4.2 基坑支護(hù)開挖圖（1）主要挖土流程修筑基坑內(nèi)道路第一層土方開挖至標(biāo)高-4.2m(鋼筋砼支撐施工、人工破樁頭同步進(jìn)行)第二層土方:翻土、裝車,開挖至-8.4m-9.6m人工破砼頭、人工清理0.3

56、0m 底板土砼墊層施工土建砌磚胎模最后收尾土方挖除土方工程竣工、驗(yàn)收后撤場(chǎng)。（2）第一層土方開挖首先開挖深度 1.5m1.5m 的應(yīng)力釋放溝,在應(yīng)力緩慢放后進(jìn)行土方大開挖，根據(jù)土方開挖施工需要，提前進(jìn)行降水，水位控制在-4.7 米以下，第一層土方開挖標(biāo)高-4.20m，一次挖到位。首先將基坑四周挖出寬 3.0m、-4.2m 深的范圍, 破樁頭、做支護(hù)樁壓頂圈粱同步進(jìn)行，同時(shí)將基坑各個(gè)角按照支護(hù)圖紙挖出砼支撐粱的范圍,做砼支撐結(jié)構(gòu)。（3）第二層土方開挖用建筑垃圾回填做一條寬 5m 的供挖機(jī)、汽車行走通道,便于土方翻運(yùn),同時(shí)提前進(jìn)行降水施工，降水至基坑底板土以下最少 0.51m 以下，根據(jù)工程進(jìn)度進(jìn)

57、行,繼續(xù)27分層開挖至-8.850m-10.350m。分 2 個(gè)施工段同時(shí)進(jìn)行,翻土順序?yàn)?各角支撐粱以下的土方、中間軸支撐以下土方翻土;經(jīng)臨時(shí)通道將土方運(yùn)出,最后為原預(yù)留的土方,由北向南退移,在基坑南出口處收尾。第二層土方開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，底板預(yù)留 30cm。如有積水，人工開挖排水溝將水引至集水井,及時(shí)排除，同時(shí)人工破工程樁砼頭。部分清理好的底板,經(jīng)驗(yàn)收合格,土建單位及時(shí)鋪設(shè)墊層、砌磚胎模.這樣土建、土方交叉施工,不僅提高了工效和施工進(jìn)度也對(duì)基坑支護(hù)起到了保護(hù)作用。5. 結(jié)論及展望285.1 結(jié)論本文針對(duì)寧波軟土地區(qū)的典型周圍環(huán)境下深基坑土方開挖的方法進(jìn)行了一些分析，從軟土地區(qū)的常見開挖方法

58、、遵循的原則到對(duì)開挖方案選擇的影響因素，再結(jié)合寧波的工程實(shí)例，為寧波軟土地區(qū)的土方開挖提供了一些借鑒。在此過程中，通過查閱大量的工程實(shí)例，歸納總結(jié)出一些結(jié)論。(1) 在眾多工程中，其幾乎都遵循了“分層、分區(qū)、分塊、分段、抽槽開挖、留土護(hù)壁，先撐后挖，減少無支撐暴露時(shí)間”的原則。這樣可以盡可能減少基坑開挖的初始位移，確?；又車ǎ?gòu)）筑物的安全和支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定。(2) 寧波地區(qū)的深基坑開挖方法主要是以中心島法為主，但也配以分層分段的方案，每個(gè)基坑并不只單單使用一種開挖形式，而是是一種綜合形式，這樣可以在復(fù)雜的周圍環(huán)境下進(jìn)行有效的施工。(3) 通過工程實(shí)例初步總結(jié)出影響開挖方法選擇的因素主

59、要是：軟土的特性、基坑支護(hù)形式、挖深、開挖面積的大小和基坑形狀、周圍環(huán)境和工期等幾個(gè)方面。(4)在周圍有建筑物的基坑工程中，開挖時(shí)特別要注意土壓力的平衡問題，防止帶來地基的沉降。(5)在周圍有道路管線的基坑工程中，主要是要嚴(yán)格控制其位移，保證市政管線的正常使用。主要通過小區(qū)段的開挖和加強(qiáng)監(jiān)測(cè)來達(dá)到目的。(6)在周邊有河流的情況下，則首要考慮滲水問題，主要是設(shè)置止水帷幕、對(duì)河堤進(jìn)行加固措施。(7)相鄰基坑的情況下，最好是提前做好協(xié)調(diào)，將其看做一個(gè)整體加以考慮設(shè)計(jì)，這樣不僅可以提高安全度，更可以大大降低造價(jià)。5.2 展望雖然得到了一些結(jié)論，但由于實(shí)際工程的周圍環(huán)境比較復(fù)雜，再加上軟土的特性和一些未

60、知因素，使得這些結(jié)論或許有一定的局限性。對(duì)于周圍環(huán)境對(duì)基坑的影響也沒有進(jìn)行量性的分析，沒有取得一手的資料。這些都導(dǎo)致了本文對(duì)于一些問題的分析不夠深刻到位，這些都是在以后的工作中亟待解決的。 29參考文獻(xiàn) 1 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程S北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19992 龔曉南。深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)M北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 19985425453 GB502022002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范S北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，20024 浙江省標(biāo)準(zhǔn) DB33/T10082000建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程S5 張永火，邱學(xué)習(xí)軟土深基坑的挖土施工技術(shù)J浙江建筑，

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62、)：19819912 陳現(xiàn)偉深基坑分層開挖支護(hù)對(duì)環(huán)境建筑物的影響D重慶：重慶大學(xué)，200713 賈洪斌深基坑開挖對(duì)周圍地埋管線的影響分析D上海：同濟(jì)大學(xué)，200930致謝本文是在王文軍副教授的精心指導(dǎo)下完成的。從論文選題到最終完稿，他給了我很多的指導(dǎo)和幫助。王老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的理論功底、豐富的工程經(jīng)驗(yàn)、對(duì)事業(yè)執(zhí)著的追求以及平易近人的處世風(fēng)格，使我每次傾聽他的教導(dǎo)時(shí)，不僅獲得了知識(shí)，而且受到了人格的熏陶，這讓我受益終生。值此論文完成之際，謹(jǐn)向恩師致以最誠(chéng)摯的謝意！感謝宿舍的兄弟們，和他們的友好相處使我在單調(diào)的學(xué)習(xí)生活中保持愉快心情，更不會(huì)忘記在論文的完成過程中他們給予的熱情鼓勵(lì)！感謝在本文撰寫過程中為我提供幫助和支持的所有同學(xué)和朋友！衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位教授！ 2010.5