關(guān)于建筑工程基坑施工的探析

摘要：本文主要是結(jié)合筆者在工作中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)瓏昕澤第基坑圍護(hù)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了探析，內(nèi)容涉及：圍護(hù)體系方案選擇、圍護(hù)體系具體做法、基坑開挖的施工及要求、基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及應(yīng)急措施、圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算說明、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖等。

關(guān)鍵詞：基坑施工；概況；方案

一、工程概況

場(chǎng)地位于杭州市余杭區(qū)臨平南苑街道，場(chǎng)地北側(cè)為下塘河，南側(cè)為東大街延伸段和上塘河，西側(cè)為正在擬建的臨平大東安社區(qū)綜合改造工程居民安置地塊。

工程由10幢12～18層高層住宅樓、沿街3層物業(yè)經(jīng)營(yíng)用房及1F的會(huì)所組成，基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。地下室平面呈不規(guī)則形狀，地下室面積約20419.005m2，基坑總周長(zhǎng)844m。

二、圍護(hù)體系方案選擇

根據(jù)基坑工程的開挖深度、地質(zhì)條件和環(huán)境條件，可以考慮的圍護(hù)方案包括：（1）放坡開挖；（2）水泥攪拌樁重力式擋墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（3）復(fù)合土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（4）內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

放坡開挖是最為經(jīng)濟(jì)的圍護(hù)形式，具有施工速度快、土方開挖方便等優(yōu)點(diǎn)，在條件許可的情況下應(yīng)優(yōu)先采用。但本工程局部開挖范圍為淤泥質(zhì)粘土，邊坡穩(wěn)定性較差，尤其雨季時(shí)在滲流力作用下易產(chǎn)生整體失穩(wěn)。放坡需較緩的坡度和較寬的放坡平臺(tái)，需占用較大的場(chǎng)地，土方開挖量大。另外，在地下室施工完畢后填土方密實(shí)度差，易產(chǎn)沉降和建筑物周圍散水和地面開裂。

水泥土重力式擋墻也具有施工速度較快，土方開挖方便等優(yōu)點(diǎn)。但在軟土中應(yīng)用時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移偏大。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度較大，需占用一定場(chǎng)地，同時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)并不低。

內(nèi)撐式排樁墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有受力合理、變形易控制、可靠性、對(duì)周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，但圍護(hù)造價(jià)相對(duì)較高。

土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有經(jīng)濟(jì)性好、施工方便、施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，目前在軟土地基的基坑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)坑底處于軟弱土層中時(shí)，為防止在基坑開挖過程中出現(xiàn)隆起破壞和整體滑移，可在坡腳打入水泥攪拌樁以形成復(fù)合土釘墻，有利于提高坡腳土體的承載力和基坑的整體穩(wěn)定性，并減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移。

根據(jù)本工程實(shí)際情況，在基坑西側(cè)考慮存在土釘障礙物，因此采用咬合樁圍護(hù)，其余三側(cè)采用水泥攪拌樁復(fù)合土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

三、圍護(hù)體系具體做法

1、鉆孔灌注樁做法

鉆孔灌注樁樁徑800mm，樁長(zhǎng)為12.0～13.0m，樁身混凝土強(qiáng)度為C25，內(nèi)配14Φ22主筋，樁底以上2.0～3.0m主筋減半，箍筋為φ8@200螺旋筋，每隔2.0m設(shè)Φ14加強(qiáng)筋一道。樁頂上設(shè)壓頂梁一道，尺寸為1000*700。

2、水泥攪拌樁做法

水泥攪拌樁樁徑為600mm，主動(dòng)區(qū)樁身搭接為150mm，樁長(zhǎng)詳見各剖面圖，水泥攪拌樁水泥摻入量為被加固土重的15%，外加SN201（液體添加劑）0.15%，也可根據(jù)施工需要在水泥中摻入適量的外摻劑，攪拌樁頂連接鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土。

3、土釘墻

土釘墻采用C20噴射砼，面板厚度100mm，分二層施工：噴射第一層混凝土厚度為30～40mm，然后成孔、安裝土釘、綁扎鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土第二層混凝土至設(shè)計(jì)厚度；所有土釘墻面層均配Φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)。

鋼管土釘全部為Φ48×3.0焊接鋼管，鋼管制作見“基護(hù)-08”圖中詳圖，施工時(shí)鋼管端部應(yīng)作封閉狀，鋼管離基坑壁2.5m沿長(zhǎng)度方向開始設(shè)置滲漿孔，滲漿孔每隔0.5m旋轉(zhuǎn)90度設(shè)置一個(gè)，梅花型布置，并在滲漿孔上焊倒置管片。（如在軟土層施工時(shí)鋼管頭要擴(kuò)大至89mm。）

土釘注漿材料采用純水泥漿，水泥采用32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，水灰比為0.5。注漿終了壓力不小于0.3～0.5MPa，注漿須慢速進(jìn)行，注漿前應(yīng)用清水進(jìn)行洗孔。

4、基坑止（排）水系統(tǒng)做法

基坑坡頂外四周挖設(shè)400（b）×400（H）mm截、排水溝，同時(shí)在上部填土層中設(shè)置泄水管，排除地表水，將地面雨水、施工廢水集中后，排入周邊已建道路。排水溝也可考慮用φ300mm波紋管替代，間隔30m設(shè)一集水井，集水井挖設(shè)800（b）×800（H）mm。在基坑開挖過程中，需要時(shí)可邊開挖邊設(shè)置臨時(shí)性盲溝和集水井，及時(shí)排除坑內(nèi)積水，直至開挖到坑底，當(dāng)局部存在粉土層中含水量較高時(shí)，明溝無法排除坑內(nèi)積水時(shí)，可考慮臨時(shí)增設(shè)自吸泵降水，一般10m2設(shè)一臺(tái)即可。坑內(nèi)排水溝應(yīng)離開坡腳0.50～1.00m，嚴(yán)禁沖刷坡腳。

四、基坑開挖及施工要求

1、施工前應(yīng)復(fù)核場(chǎng)地內(nèi)外標(biāo)高，如與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)進(jìn)行修整，如果場(chǎng)地標(biāo)高相差過大，基底標(biāo)高調(diào)整較大或其它異常情況應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)聯(lián)系。

2、土釘墻施工前應(yīng)摸清周邊管線，土釘應(yīng)避開管線和工程樁施工。

3、圍護(hù)樁的施工

圍護(hù)樁樁身配筋應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙制作，施工時(shí)應(yīng)確保圍護(hù)樁質(zhì)量，特別是樁身垂直度的控制平面定位。圍護(hù)樁養(yǎng)護(hù)，設(shè)置好各有關(guān)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

4、為了減少因土體開挖而產(chǎn)生的土側(cè)壓力（擠土效應(yīng)）對(duì)物業(yè)經(jīng)營(yíng)用房建筑基礎(chǔ)的影響，基坑開挖時(shí)物的工程樁和基礎(chǔ)應(yīng)在基坑開挖前完成。

5、開挖至冠梁頂標(biāo)高后，開挖溝槽，鑿樁頭，澆注冠梁，養(yǎng)護(hù)。

6、水泥攪拌樁復(fù)合土釘開挖要求：

水泥攪拌樁施工：

結(jié)合土方開挖順序，合理組織施工水泥攪拌樁，施工時(shí)應(yīng)確保樁身質(zhì)量，特別是樁身垂直度的控制和平面定位，水泥攪拌樁確保樁間搭接寬度，嚴(yán)格控制攪拌頭提升速度，確保攪拌質(zhì)量。

土釘墻支護(hù)施工要求：

開挖土方應(yīng)采用中心島式開挖，分層分段先開挖完成土釘工作面，每層開挖深度不得超過土釘以下0.3m，分段開挖長(zhǎng)度一般不得超過20m，開挖時(shí)應(yīng)采用間隔開挖的方式進(jìn)行。當(dāng)施工至第三排土釘時(shí)必須跳挖，跳挖長(zhǎng)度8～10m。基底最后30cm土方采用人工開挖和機(jī)械清除結(jié)合進(jìn)行，中心島的開挖應(yīng)和墊層施工同時(shí)進(jìn)行，邊開挖邊鋪設(shè)塊石墊層，如果墊層來不及鋪設(shè)則應(yīng)停止中心島的開挖，墊層應(yīng)鋪至支護(hù)結(jié)構(gòu)坡腳。

開挖出工作面后應(yīng)立即施工土釘，土釘施工必須避開臨近待建建筑物的工程樁。挖土應(yīng)密切配合土釘施工，坑壁暴露時(shí)間不得超過12小時(shí)，上層錨管施工完畢至下土方開挖間隔時(shí)間不宜小于48小時(shí)。挖至基底標(biāo)高后應(yīng)立即鋪設(shè)墊層，坑底暴露時(shí)間不宜超過24小時(shí)。

土方回填：

土方按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)回填，可采用基坑開挖出來的粉質(zhì)粘土和粘質(zhì)粉土直接回填，夯實(shí)，不可用軟土回填，回填技術(shù)要求詳見北京聯(lián)華建筑事務(wù)有限公司地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明。

本圍護(hù)體系不允許作塔吊基礎(chǔ)之用，塔吊基礎(chǔ)應(yīng)另行專門設(shè)計(jì)。基坑外場(chǎng)地堆載不得超過設(shè)計(jì)值。泵車位置、出土口位置及施工通道布置，待與施工方協(xié)商確定后，視實(shí)際開挖情況擬作適當(dāng)加固處理，具體加固措施可待挖土方案確定后再定。

五、基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及應(yīng)急措施

本工程建議進(jìn)行如下監(jiān)測(cè)：

1、圍護(hù)土體深層水平位移和豎向位移的監(jiān)測(cè)；

2、基坑坡頂?shù)乃轿灰萍俺两档谋O(jiān)測(cè)；

3、周邊管線、建筑物沉降觀測(cè)。

4、地下水位監(jiān)測(cè)。

在基坑開挖期間，對(duì)上述監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)每天測(cè)試，如遇變化速率較大時(shí)，則應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)并及時(shí)將觀測(cè)資料反饋給建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位，以便及時(shí)分析處理。在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常、位移（速率）較大時(shí)應(yīng)加密監(jiān)測(cè)頻率，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

監(jiān)測(cè)報(bào)警值：

深層土體位移：日位移連續(xù)三天超過3mm，基坑西面圍護(hù)體最大累計(jì)水平位移60mm；其余圍護(hù)體最大累計(jì)水平位移按45m。

水位觀測(cè)：地下水位日變化量超過800mm。

地表水平位移：連續(xù)三天水平位移速率大于3mm/d或累計(jì)大于30mm。

地表沉降：垂直位移大于3mm/日或累計(jì)大于30mm。

當(dāng)日位移一天超過5mm時(shí)，應(yīng)立即停止挖土，視現(xiàn)場(chǎng)情況采取回填土措施，并加密監(jiān)測(cè)頻率。

應(yīng)急措施：

1、開挖過程中邊壁出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)積極采取有效措施堵漏。

2、開挖過程中圍護(hù)體變形過大或變形發(fā)展速率過快，應(yīng)立即停止相應(yīng)范圍內(nèi)的土方開挖，調(diào)整挖土方案，必要時(shí)采取回填措施或設(shè)置應(yīng)急支撐以控制圍護(hù)體的變形發(fā)展。

3、場(chǎng)地內(nèi)保證有一臺(tái)挖土機(jī)可以隨時(shí)調(diào)用，平時(shí)備好一定數(shù)量的編織袋，一旦發(fā)現(xiàn)位移增大不穩(wěn)定，可用砂袋回填反壓。

4、為確保基坑及其周圍建筑物的安全，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備一定的搶險(xiǎn)應(yīng)急設(shè)備及材料，如型鋼、草包、鋼管、水泥、水玻璃等。