某工程土方開挖施工方法

張 偉

(山西誠智永道工程項目管理咨詢有限公司，山西長治 046000)

1 工程概況

某工程為框架剪力墻結構，地下1層為車庫，地上1層為商業，2層～14層為辦公，總建筑面積21 500 m2，其中地下車庫3 500 m2，主樓18 000 m2。工程所在位置場地狹窄，根據巖土工程勘察報告，本工程地質常年穩定地下水位在－5 m，抗浮設防水位－4 m。而基礎墊層底標高為－7．5 m，擬將地下水位降至基礎墊層下500，即－8 m。故土方開挖施工難度較大，無法實現放坡自然開挖，須進行有效支護，方可進行土方開挖作業。

2 施工方法

1)根據本工程特點和周邊環境的局限性，為確保安全和達到有關要求，本工程土方開挖時不對周邊產生不良影響，在本工程基坑四周采用土釘墻對坑壁進行支護，與基坑土方開挖同步施工，基坑放坡系數1∶0．1。2)工藝流程。打降水井→降水→土方開挖(同時做土釘墻鋼筋網噴射混凝土護壁)→清底→挖樁間土→鑿樁頭→清底修邊。3)降水方案選擇及井點布置。根據本地址土質情況，井點降水可以避免大量涌水，冒泥，翻漿，而且在砂礫地層中開挖基坑時，可防止流砂現象發生，滲流向下改善土的性質，使基底土質更加密實，所以采用深井井點降水。本工程基坑面積較大，故采用沿建筑物環狀布置井點，井點管布置距坑壁的距離為1 m，井點間距為13 m，基坑外共設18個降水井，基坑內設4個，并利用降水井作水位觀測井。井點管采用φ300無砂混凝土管(外徑φ400)，埋設深度為12 m。排水總管采用φ200 UPVC管排入市政下水道。基槽開挖時如有水出現進行明溝排水，基槽邊四周設4個1 m×1 m集水井，基槽四周設250 mm×250 mm排水溝，用潛水泵及時將明水排出，以保證坑內無積水。水泵采用QY-25型潛水泵，帶φ48高壓鋼絲襯里軟塑料管，長度為16 m，并配控制井內水位的自動開關。4)降水施工方法。a．井點測量定位。b．清孔:用污水泵反復清洗取出泥漿直到水清為止。c．井管下設。d．降水結束后用級配砂石將降水井及回灌井填實。5)降水期間保證工程質量的技術措施。a．井點管理設位置、間距、深度應符合設計要求，垂直度應小于井深的1/100。b．井點埋設井底沉渣厚度應小于80 mm，應無嚴重淤塞，沒有出水不暢或死井等情況。c．最低降水深度應符合設計要求，現場應配有備用泵，隨時監測降水情況，保證降水效果。d．井點降水設備正常工作后，應設置專人24 h不間隔值班，白天施工員對現場排水情況不間斷的進行檢查，電工對每臺水泵工作情況和電源進行檢查，盡力使問題排除在發生前。夜間有專職人員值班，值班人員不間斷的對現場情況進行檢查，有問題及時處理。e．在臨近本工程的建筑物上設置沉降觀測點;開始降水時，應緩慢進行，防止降水速度過快，隨時觀察原有建筑沉降情況，控制降水速度。f．降水開始7 d后根據觀測井觀測結果，如達到降水效果則進行土方開挖施工，降水的持續時間一直到±0．000以下完成。之后隨著級配砂石墊層、混凝土墊層、防水、混凝土基礎等的施工，及時提高降水水位，并及時回填土，以地下水不影響施工為準，盡量少抽水，并加強對周邊環境的觀測。

3 土方開挖

1)由于本工程開挖深度較大，故開挖時第一階段分三步進行，第一步:從自然土( －0．9 m)挖至 －3．5 m，在 －2．9 m 位置做第一排土釘，基坑上部2 m范圍做鋼筋網噴射混凝土護壁。第二步:從－3．5 m挖至－5 m。在－4．4 m位置做第二排土釘，基坑上部1．5 m范圍做鋼筋網噴射混凝土護壁。第三步:從－5 m挖至－6．96 m。在－5．9 m位置做第三排土釘，基坑上部1．8 m范圍做鋼筋噴射的混凝土護壁。第二階段:用一臺WY60小型反鏟挖掘機開挖樁間土(－6 m～－6．76 m)，用切割機配鋼釬破掉樁頭后，派專人剔鑿整平。第三階段:人工清底，修整槽邊。在基坑上部2 m范圍不打土釘，做鋼筋網噴射混凝土護壁，往下開挖每1 m～1．5 m打土釘墻，做鋼筋網噴射混凝土護壁。

2)土方開挖施工方法。a．降水達到效果后開始基坑開挖。b．土釘墻支護，放坡系數為1∶0．1。c．在基坑北側設置臨時施工坡道。坡度約為45°，臨時道路及坡道需做20 cm～30 cm厚的碎石三合土硬化基層。現場大門口至街道要做混凝土硬化路面處理，配置沖洗車輛的設施，由專人負責對污染車輛進行清洗。d．開挖順序:自西向東開挖。e．土方外運:因場地限制，現場無法存土，挖出的土方直接裝車運往建筑垃圾填埋場，現場不存土。用一臺50型裝載機清土修路，20輛自卸式汽車外運土方。

3)土方開挖期間保證工程質量的技術措施。a．嚴格控制好挖土深度，嚴禁超挖或欠挖。b．嚴格控制開挖深度，使開挖與修邊清底的速度相一致，避免基坑暴曬時間過長。土方開挖設專人指揮，測量跟蹤基坑尺寸及位置，防止超挖或少挖。c．土方開槽后，要請勘察單位、設計單位、監理單位及建設單位有關人員驗槽，驗槽合格后再進行下一道工序施工。

4 土釘墻支護

4．1 土釘墻支護工藝流程

修坡→定孔位→成孔→插筋→堵孔注漿→綁扎、固定鋼筋網→壓筋→釘端焊接→噴射混凝土面層→混凝土面層養護→循環下一層土釘施工。

4．2 土釘墻支護方法

1)造孔:采用人工洛陽鏟成孔，成孔直徑80 cm，錨孔水平傾斜度20°。2)綁扎鋼筋網:修坡后按順序綁扎鋼筋網，采用Φ6@200雙向布置，局部采用Φ12加強筋，鋼筋接頭采用焊接。3)土釘制作與安放:第一排設置的Φ20鋼筋，長度為6 m，沿坑壁橫向設置，間距1．5 m;第二排設置的Φ20鋼筋，長度為9 m，沿坑壁橫向設置，間距1．5 m;第三排設置的Φ20鋼筋，長度為6 m，沿坑壁橫向設置，間距1．5 m;三排錨桿互成梅花形布置。4)第一次噴射:在修坡后及時噴射第一層混凝土，厚度50 mm。第二次噴射:完全覆蓋鋼筋網，厚度50 mm。5)養護:噴射混凝土終凝2 h后，采取連續噴水養護5 d～7 d。6)排水:土釘墻坡頂、坡腳均采用明溝排水。

4．3 土釘墻支護應注意的質量問題

1)土釘墻支護面層應至坡頂，并向外延伸不小于1 m，向坑外留置坡度，防止坑外水流入基坑。2)為了加快噴射混凝土強度的提升速度，在混凝土中加入早強劑，早強劑的摻量應通過試驗確定，同時考慮運輸距離的影響。3)對土釘主體用材和掛網用材，要有廠家質保書。

4．4 土釘墻支護的質量驗收

1)成孔:孔的水平垂直間距，誤差不超過±80 mm，孔徑誤差不超過±5 mm，孔深誤差不超過±50 mm。2)掛鋼筋網:網格誤差不超過±20 mm。3)土釘的允許偏差:錨桿土釘長度為±20 mm，錨桿土釘位置為 ±100 mm，鉆孔傾斜度為 ±1°，土釘墻面厚度±10 mm。4)土釘安裝:檢驗徑、長度和保護角鐵要符合本孔要求，對號入孔。5)攪拌漿液:嚴格按設計要求0．5的水灰比配料，攪拌均勻。6)注漿作業:注漿采用孔底注漿法，即將注漿管插入孔底，邊注邊向外拔注漿管，保證注漿深入漿面以下，注漿至漿液流出孔口時，孔口放置止漿閥，采用壓力注漿，注漿壓力為0．2 MPa。7)噴射混凝土:嚴格按設計要求比例配料，攪拌均勻，噴射混凝土時噴漿手要將噴頭垂直于噴射面，注意調整水量(不得有干料現象)和回彈情況，及時調整噴漿水量和距離，噴射時要留取混凝土制作試塊做同條件標養。嚴格掌握噴層厚度，表面平整要求±20 mm。噴射混凝土前，由專人負責檢查土釘制作、注漿、掛網等施工環節質量是否符合設計要求。8)為保證土釘有較高的抗拔力，土釘采用抗拉試驗檢測承載力，數量不少于土釘總數的1%，且不應少于3根。墻面噴射混凝土強度應采用鉆孔檢測，數量為每100 m2墻面積一組，每組不少于3點。

5 施工安全保證措施

5．1 組織保障

本工程采用項目經理負責制，工程開工前，項目經理、項目負責人、安全員、質量員等管理人員必須到位，各負其責。

5．2 安全管理措施

1)安全目標指標。a．因工傷亡，重傷事故頻率:0;輕傷事故頻率:＜12‰。b．職業病患病率:＜10‰。c．重大機械設備事故:0。d．火災事故:0。

2)嚴把進場教育關，建立事故人員“三級安全教育”檔案。確保各進場施工人員經過上崗培訓及進場教育，機械操作員必須持證上崗，并向項目部提供相應證件的復印件。

3)明確現場管理人員各自的安全職責，即“管生產必須管安全”，工長對本工種的安全生產負直接責任，安全監督員對現場安全生產負監督責任。

4)根據各單項工程特點，作針對性的安全教育，制定詳細的安全防范措施。

5)施工過程中應經常進行安全檢查，對危險性較大的施工部位作重點檢查。發現問題必須暫停施工，并在得到妥善處理后再行施工。

6)施工過程中發現存在對自己有危害的不安全因素，任何人均有權拒絕繼續作業。

7)堅持班前安全活動制。班前安全活動要力求結合實際，“重實效，輕形式”，主要是總結前段時間班組安全生產情況及進行針對性的提醒。活動要有書面記錄，便于查閱。

8)土方施工分包方需向項目部提供施工協議、施工資質證、機械設備合格證及相關手續;進入施工現場嚴格按安全文明施工標準進行施工，并隨時接受行業安全檢查人員依法實施的監督檢查，采取必要的安全防護措施，消除事故隱患。

5．3 安全技術措施

5．3．1 基坑、臨時道路周邊安全防護措施

根據基礎開挖平面圖需對基坑四周和預留施工臨時主道路兩側進行安全防護。

1)防護欄桿材料選用φ48×3．5 mm的鋼管架。2)基坑邊搭設防護欄桿，刷黑黃相間安全色，防護欄桿距坑邊0．5 m。3)預留施工臨時主道路南北兩側搭設防護欄桿，刷黑黃相間安全色，防護欄桿距坡邊0．5 m。4)防護欄桿應由上下三道橫杠、欄桿柱組成，上平桿距離地1．2 m，中間桿離地0．6 m，底層設一道掃地桿離地0．1 m，掃地桿位置設有踢腳板寬200，黑黃漆相間150 mm。同時欄桿應自上而下用密目網封閉。

5．3．2 基坑開挖安全措施

1)在開挖過程中，隨時對基坑邊坡和周邊建筑物進行穩定性監測，并隨時觀察基坑周邊土質變動情況作好觀察記錄，發現安全隱患及時報告項目經理，同時，撤離有關作業面施工人員，并采取相應的安全措施。

2)設專職安全員在基坑內、基坑邊指揮，閑雜人員嚴禁在基坑邊逗留或休息。

3)開挖過程中，如發現古井、墓穴等應及時向建設單位項目負責人、現場監理匯報，并保護好現場。

4)基坑開挖后，應沿基坑邊外1 000 mm做好基坑防護，并做好防雨措施，找好排水坡度。

5)做好道路維護，派專人進行道路的清理泥土工作，保證土方外運的道路干凈，暢通。

6)加強施工管理，防止邊坡坍方及機械劃傷人等各種事故的發生。

7)基坑開挖完后應及時進行檢查驗收，并做好記錄，驗收人員簽章齊全。