淺析垃圾貯坑的開挖與防護

鄭立耘

1 工程概況

莆田市城市生活垃圾焚燒發電廠位于莆田市秀嶼區東莊鎮勝利圍墾內。該工程是由綜合樓和主廠房及附屬配套工程組成。主廠房是由垃圾接收跨、垃圾貯存跨、垃圾焚燒跨、除塵器及發電機房組成，均為現澆鋼筋混凝土框架結構，基礎采用柱下獨立基礎。垃圾坑跨為深基坑，廠房總建筑面積為14 876 m2，建筑高度為38 m。垃圾基坑支護采用內撐式排樁支護結構，圍護樁采用預應力管樁灌芯，樁直徑500，樁中心距 800，樁長12 m，樁芯需灌注C40微膨脹混凝土，并配筋6φ 16;采用預應力錨索拉桿與管樁成20°夾角與土體拉結。

2 垃圾基坑地質情況

根據場地巖土工程勘察報告，場地上部土層依次為:①素填土，②淤泥質土，③粉質黏土，④殘積砂質黏性土。

本場地對基坑有影響的地下水為殘積土及風化巖中的地下水，水位埋深0.2 m～0.95 m，主要接受大氣降水、地表水和側向含水層的補給，向鄰區排泄，水量小，根據勘察報告，細砂夾淤泥質土中的地下水對基坑影響不大。

3 施工順序

1)為了減少對周邊的影響，場地平整后，先進行圍護樁施工，周邊形成防擠土屏障，然后進行工程樁施工。2)圍護樁采用DF62柴油錘擊樁機施工，并間隔(1根樁或1根樁以上)跳打。3)表層土方(或在圈梁所在位置的土方)開挖至-2.65 m，并清除樁孔雜物。4)在樁孔內放入鋼筋籠，12 m樁長鋼筋籠長度為4 m，9 m樁長為3.5 m，并預留0.6 m錨固長度，然后采用C40微膨脹混凝土灌芯。5)排樁樁頂圈梁C25混凝土施工。6)圈梁混凝土達到80%設計強度后，方可進行土方開挖，要求分層均衡開挖至錨桿位置標高。淤泥分層開挖深度不宜超過1 m。樁間若發生淤泥擠出，采用M7.5砂漿磚砌支擋。7)土方開挖至-3.5 m時進行第一道錨索施工。施工工藝:錨索定位→成孔→錨索制作→清孔灌漿→安放錨索→一次注漿→初凝后二次注漿→錨固體達到設計強度80%以上后安裝槽鋼并預張拉鎖定。8)第一道錨索鎖定后繼續分層開挖，分層施工并鎖定第二道(-5.5 m)、第三道(-7.5 m)錨索，最后開挖至設計標高，隨即施工混凝土墊層，周邊應緊抵圍護樁。9)樁承臺土方用人工(局部)開挖至設計標高，嚴禁機械開挖承臺，樁承臺施工應間隔進行。10)基坑底板(鋼筋、模板、承臺磚臺模、混凝土)工程施工。11)完成基坑底板混凝土施工后，基坑底板與圍護樁之間澆筑C20素混凝土(橫撐板)，緊抵圍護樁。12)進行基坑剪力墻、暗柱、剪力墻護壁的施工。13)基坑剪力墻外墻防水層及外墻與圍護樁之間土方回填、夯實(分層)。

4 土方開挖

1)待圈梁混凝土強度達到80%設計強度后，方可進行土方開挖，要求分層均衡開挖至錨桿位置的標高。2)分層開挖深度不宜超過1 m，邊挖邊觀察，若發現管樁間有淤泥擠出，應采用M7.5砂漿磚砌支擋，適當間距留設排水管，排除積水。3)應及時施工錨桿，注漿達強度后及時鎖定錨桿。4)土方開挖時應按順序施工，碰到的樁應先砍掉(人工、風炮配合)。5)運土車無法行走時可采用先回填干質雜土置換，淤泥挖掉后再次挖除。6)挖出的土方應及時當班運走，當班不能運走時應停止開挖，嚴禁將土方堆積置放于基坑附近四周造成圍護樁負荷的增加。7)機械開挖不得碰撞圍護樁，設備必須順著一邊走，不許來回碾壓將工程樁壓偏，用人工開挖承臺土方，嚴禁用機械開挖承臺土方。

5 坑外排水及坑內降水

1)在開挖過程中設置坑外臨時排水溝，并酌情在坑底設置若干明溝及集水井，采用潛水泵抽水，明溝及集水井隨開挖深度加深，抽水排到坑外明溝經集水井沉淀后外排。

2)坑外排水溝:坑外四周設排水溝和集水井，以排除地表滯水。垃圾坑周邊四角設集水井，集水井比溝底深0.5 m。

3)基坑內在開挖過程中設置臨時排水溝(或盲溝)，并酌情在坑底設置若干集水井，采用潛水泵抽水，明溝和集水井隨開挖深度加深，抽水排到坑外明溝，經集水井沉淀后排入市政下水道。

6 土方回填工程

1)基坑底板、剪力墻、后澆帶混凝土施工完成，強度達到設計要求，且確認無雜物后，采用黏土進行回填、夯實，密實度達0.94。

2)每次回填應沿基坑四周均勻回填、分層夯實，每層厚度小于300 mm，回填應與外墻建筑防水施工配合。

7 現場施工監測流程和要求

1)基坑支護結構安危關系到本工程的安全，還關系到已完成工程樁的保護等，因此必須采取信息施工的方法對基坑施工的全過程進行監測，監測未到位不得開挖。具體監測施工流程如圖1所示。2)監測工作的主要內容如下:a.樁身變形(測斜):用測斜管埋入被支護土體中，監測土體變形，共布7個測斜點。b.圈梁與支撐梁鋼筋應力監測各布兩個測試斷面。c.支撐梁立柱沉降觀測:支撐梁立柱位置埋設測點，用精密水準儀監測立柱沉降。d.臨近建筑沉降，傾斜觀測:距基坑邊30 m范圍內建筑，每座建筑設置4個～6個測點。3)現場應做好檢測元件的保護工作。4)開挖前應取得基數，且測試基數不少于2次，在開挖過程中，當測試數據變化較大或開挖后期應加密監測或連續監測，應在測試當天向監理單位及設計單位提供檢測資料。5)監測時間從開挖開始至±0.000標高，封底及底板施工完成后，可加大監測的時間間距。6)監測過程中發現有異常情況應及時采取緊急防患措施，以防發生工程事故。7)樁身水平位移允許值30 mm，周邊建筑允許沉降值15 mm，地面水平位移允許值20 mm。

8 支護變形預警要求及應急預案

1)當出現下列情況之一時，應立即報警，若情況比較嚴重，應立即停止施工，并對基坑支護和周邊已有建筑(或構筑物)采取應急措施:基坑支護結構的最大水平位移大于開挖深度的1/200(1/300)，或水平位移速率已連續3 d大于 3 mm/d。基坑支護結構的支撐體系中有個別的構件出現應力驟增、壓曲、斷裂、松弛等現象。場地周圍建筑不均勻沉降或傾斜大于規范規定的允許值，或建筑的傾斜速率已連續3 d大于0.000 1H mm/d(H為建筑高度)。2)現場應準備足夠的砂和砂袋，若出現緊急情況實施反壓，或用挖土機挖土反壓穩定坑壁。

9 結語

在垃圾貯坑施工過程中，往往會出現圍護梁過大的內傾位移、內撐或錨桿圍護結構失穩發生較大向內變形、邊坡失穩、滲流破壞、坑底突涌、基坑上四周地面沉降等事故。必須依照國家規定，委托具有相應資質等級的單位做好支護工程的勘察、設計和施工，并組織專家評審論證。施工中必須采取足夠的安全措施，建立完整有效的事故預測、預報系統，并建立事故發生應急預案，采取必要的技術手段，完善保障機制，做到能及時預報并預防施工事故的發生，保證施工過程的順利進行。

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[3] 中國巖土錨固工程協會.巖土錨固工程技術[M].北京:人民交通出版社，1996.

[4] JG 79-91，建筑地基處理技術規范[S].

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