1工程概況及工程難點(diǎn)
該下穿隧道工程采用箱形框架與U型槽相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，中間箱型框架結(jié)構(gòu)段120m，兩端的U型槽結(jié)構(gòu)段分別180m、170m，項(xiàng)板最大埋深約2m，基坑最深處距現(xiàn)狀地表約7.3m。
根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，基坑工程有關(guān)的主要土層有，回填時(shí)間不超過三個(gè)月的碎石填土和砂性填土，平均厚2.95m；近期人工圍海吹填經(jīng)真空預(yù)壓后形成的淤泥質(zhì)土，平均厚3.92m；平均厚16.76m的淤泥。
本工程施工場(chǎng)地屬于近期人工圍海吹填及回填形成，其中淤泥及沖填土層較厚，平均深度20m，具有高含水率、高液限、高孔隙率、流變性的特點(diǎn)，基坑開挖階段需要開挖及外運(yùn)土方58000m3，工程量大，根據(jù)整體工期安排，基坑開挖須在一個(gè)月內(nèi)完成，更增加了施工難度。
2基坑支護(hù)設(shè)計(jì)
進(jìn)行基坑支護(hù)目的是防止基坑變形，基坑變形控制主要從引起基坑變形的原因、阻止基坑變形的方法兩方面著手。前者是以主動(dòng)的方式阻止基坑發(fā)生變形，如開基坑挖深度、施工順序等。而后者是以被動(dòng)的方式抵抗基坑的變形，如支撐體系、土體加固等。
2.1基坑開挖設(shè)計(jì)
場(chǎng)地緊臨大海，周邊較空曠，基坑壁均為軟弱土層，受潮汐影響很大，不利于基坑開挖。隧道施工采用直壁式支護(hù)大開挖方法，基坑開挖寬度29m，基坑最深處距現(xiàn)狀地表7.5m。
2.2基坑加固方法
?。?）基坑加固方案比選
國(guó)內(nèi)沿海地區(qū)主要常見的軟土地基基坑加固方案有CFG樁、預(yù)應(yīng)力砼管樁、擠密碎石樁、擠密砂樁、水泥攪拌樁等，各種加固方案的取舍主要取決于基坑所處地區(qū)、地質(zhì)水文情況、以及處理方案的經(jīng)濟(jì)性。CFG樁樁體模量較大，承載力高，適用于橋頭路基，但其施工工藝相對(duì)復(fù)雜，單樁工程費(fèi)用較高；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁復(fù)合地基具有較大的承載力，適用于橋頭路基，常用于處理深厚軟土地基，但是單樁工程費(fèi)用較高；擠密碎石樁特別適用于處理液化土夾軟土，較水泥攪拌樁更具優(yōu)勢(shì)，但其不適合處理本地淤泥質(zhì)土；擠密砂樁排水效果明顯，容易成樁，適用于液化土或液化土夾軟土地基，有利于加快地基的固結(jié)沉降速率，但處理后的地基，承載力和抗剪強(qiáng)度較低，不滿足隧道基坑的承載力要求；水泥攪拌樁適用于淤泥質(zhì)土及含水量30-75%的軟弱土，加固深度在一般在18米以內(nèi)，施工速度相對(duì)較快，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，處理效果好，造價(jià)低，故本工程采用此方法進(jìn)行基坑加固。
?。?）基坑邊圍護(hù)樁設(shè)計(jì)
本工程基坑變形控制保護(hù)等級(jí)為二級(jí)，基坑外地面最大沉降量≤lOOmm，圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移≤lOOmm?；又苓呡^空曠，基坑壁均為軟弱土層，基坑開挖時(shí)采用排樁加內(nèi)支撐支護(hù)，四周用水泥土攪拌樁止水?；觾蓚?cè)為φ800mm灌注樁，樁長(zhǎng)20m，樁間距1m，樁頂澆筑鋼筋混凝土壓項(xiàng)梁。灌注樁外側(cè)施工雙排φ650mm水泥攪拌樁，樁間搭接150mm，加固深度4m。
坑底止水及抗浮樁采用水泥攪拌樁抽條加固，抽條寬度3m。該種坑底加固方式增加了坑底土體的整體性，很大程度上阻止了坑底淤泥的隆起，避免了深基坑因開挖卸載而引起的坑底回彈，同時(shí)減少了土體的壓縮變形和圍護(hù)樁的水平位移。
3施工技術(shù)措施
3.1土體加固注意事項(xiàng)
本工程基坑變形控制等級(jí)較高，在加固施工前需進(jìn)行加固工藝的適宜性試驗(yàn)，通過試樁確定該場(chǎng)地條件下水泥摻量及操作技術(shù)參數(shù)。
坑底攪拌樁加固必須在基坑開挖前一段時(shí)間進(jìn)行，施工中精確控制水泥摻量及施工速度，保證樁間咬合寬度，保證樁體質(zhì)量和土體加固質(zhì)量。加固后土體養(yǎng)護(hù)齡期不小于28天，保證在開挖時(shí)攪拌樁強(qiáng)度已滿足要求。
3.2基坑土體開挖
?。?）土方開挖
施工前整平場(chǎng)地，提前兩個(gè)月進(jìn)行地面排水和降低地下水位?；娱_挖時(shí)采用排樁加內(nèi)支撐支護(hù)。在軟土深基坑的開挖中，隨著基坑挖深的增加，基坑周圍土體塑性區(qū)的發(fā)展，基坑變形速率也會(huì)相應(yīng)增加。進(jìn)行分段階梯分層開挖，減少每步開挖所暴露的基坑支護(hù)樁的無支撐時(shí)間，基坑排水采用明排的方式設(shè)置排水溝和積水井，保證基坑內(nèi)排水暢通。
開挖時(shí)應(yīng)合理確定開挖順序和分層開挖深度，棄土不得堆放在基坑附近，防止土體失穩(wěn)，接近坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)宜采用人工挖土的方法，基坑開挖后嚴(yán)禁浸泡。
據(jù)地勘報(bào)告，在開挖深度范圍內(nèi)，土體主要為二次沖填土和淤泥，其強(qiáng)度低，工程性質(zhì)差，屬軟弱土。針對(duì)該種軟土地基，在開挖過程中遵循分段、分層開挖，隨挖隨撐的原則，縱向分段、豎向分層。
為確保基坑開挖縱向穩(wěn)定，縱坡控制在1/3-1/4，開挖臺(tái)階高度或?qū)雍癫淮笥?m。
豎向先從原地面開挖至第一道支撐標(biāo)高處，安裝支撐并施加預(yù)應(yīng)力，然后再進(jìn)行土體開挖。開挖至第二道支撐標(biāo)高處時(shí)，安裝第二道支撐并施加預(yù)應(yīng)力完成后方可繼續(xù)開挖。
開挖的層面與支撐的層面相對(duì)應(yīng)，每小段的開挖長(zhǎng)度不應(yīng)超過2道撐的范圍（9m），每小段從開挖土方到架設(shè)支撐施加預(yù)應(yīng)力不超過16個(gè)小時(shí)。
（2）基坑內(nèi)排水
在開挖過程中隨時(shí)設(shè)置排水溝和集水坑，基坑開挖至每一個(gè)工作面都及時(shí)排水，確?；觾?nèi)不積水。根據(jù)開挖進(jìn)度，沿支護(hù)樁內(nèi)側(cè)開挖排水溝，在基坑兩側(cè)設(shè)置集水坑，各安裝一臺(tái)lOkw泥漿泵抽水。
3.3支撐軸力的施加及應(yīng)急措施
支撐軸力的施加可以在不改變最終軸力的基礎(chǔ)上減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。用油壓千斤頂在支撐活絡(luò)頭處施加。預(yù)加力按設(shè)計(jì)軸力50%施加，加至規(guī)定值時(shí)應(yīng)再檢查各節(jié)點(diǎn)連接狀況，并對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固。由于溫度等原因造成預(yù)加軸力損失時(shí)需及時(shí)補(bǔ)加軸力至設(shè)計(jì)值。
隨著基坑開挖的加深，基坑變形速率也會(huì)相應(yīng)增大，當(dāng)基坑變形的速率超過控制范圍，接近警戒值，而支撐軸力未達(dá)到自身的規(guī)定值時(shí)，可增大支撐軸力來控制變形；當(dāng)支撐的軸力接近或超過設(shè)計(jì)值時(shí)，需增加變形監(jiān)測(cè)頻率，時(shí)刻掌握基坑變形情況，必要時(shí)可以通過基坑外側(cè)挖土卸載的方式減小土體對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)壓力。若卸載效果不明顯，還可通過增設(shè)支撐來分解軸力，提高抗變形能力，阻止基坑變形進(jìn)一步增大。
4現(xiàn)場(chǎng)安全管理
基坑安全等級(jí)二級(jí)，基坑開挖施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理在基坑變形控制方面也起到重要作用。現(xiàn)場(chǎng)安全管理主要包含施工材料堆放管理和施工機(jī)械管理。
坑邊堆土或堆放其它重型材料可使坑側(cè)土體產(chǎn)生較大的附加側(cè)壓力。在進(jìn)行基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算中坑外地面超載取值為20KPa，因此，在坑邊累計(jì)施工荷載不得大于20KPa。
緊靠基坑邊緣時(shí)，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)作用的附加土側(cè)壓力最大值于坑外荷載幾乎相等，對(duì)基坑變形影響很大，堆載距離對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)影響十分敏感，因此在施工過程中嚴(yán)禁在基坑邊緣堆放土方等重型材料。
施工機(jī)械在進(jìn)行作業(yè)時(shí)要盡可能的遠(yuǎn)離基坑邊緣，避免產(chǎn)生較大的附加側(cè)向土壓力。大型土方運(yùn)輸車嚴(yán)禁在基坑邊緣形式。隨著基坑的加深，進(jìn)行下層土體開挖時(shí)需換用小型運(yùn)輸車輛運(yùn)土，以減小坑外附加荷載。
當(dāng)天施工結(jié)束，為保護(hù)成品，要把大型施工機(jī)械設(shè)備如挖機(jī)、吊機(jī)?？吭谶h(yuǎn)離基坑且地基條件相對(duì)較好的場(chǎng)地。
5結(jié)語(yǔ)
通過基坑加固方案比選，采取了合理可行的設(shè)計(jì)，在施工過程中從土體加固、土體開挖、支撐軸力等方面控制基坑變形，在施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度等方面取得了平衡，保證了深基坑施工的順利完成。
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