深基坑土方開(kāi)挖工程施工技術(shù)分析

張 少 鋒

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024； 2.太原國(guó)投房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，山西 太原 030001)

深基坑土方開(kāi)挖工程施工技術(shù)分析

張 少 鋒1,2

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024； 2.太原國(guó)投房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，山西 太原 030001)

根據(jù)某工程實(shí)際概況，介紹了該工程土方開(kāi)挖的施工工藝，從土方開(kāi)挖措施、支撐結(jié)構(gòu)施工、基坑監(jiān)測(cè)等方面，闡述了深基坑土方開(kāi)挖的技術(shù)措施，并探討了土方開(kāi)挖的施工要點(diǎn)，有利于保證深基坑土方開(kāi)挖工程的質(zhì)量。

深基坑，土方開(kāi)挖，支撐結(jié)構(gòu)

1 工程概況

某廣場(chǎng)的總建筑面積約為59 912 m2，結(jié)構(gòu)形式采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下2層作為車(chē)庫(kù)，建筑面積約為15 562 m2，地下1層的標(biāo)高為-5.2 m，底板的定標(biāo)高為-8.8 m，基坑長(zhǎng)約為100 m，寬約為75 m，土方的開(kāi)挖方量經(jīng)過(guò)計(jì)算約為68 000 m3，根據(jù)不同的開(kāi)挖區(qū)段，基坑的土方開(kāi)挖深度約為8.5 m～9.8 m。基坑的安全等級(jí)為一級(jí)，支護(hù)采用鉆孔灌注樁加三軸深層攪拌樁作為止水帷幕，部分?jǐn)嚢铇稛o(wú)法施工的區(qū)域采用高壓旋噴樁?；拥闹ёo(hù)采用兩道鋼筋混凝土水平支撐，上部采用鋼格構(gòu)，在施工過(guò)程中采用管井進(jìn)行基坑降水。根據(jù)地下水的賦存、埋藏條件，勘察揭示的地下水類(lèi)型為孔隙潛水、微承壓水和基巖裂隙水。

2 本工程擬采用的施工工藝

本工程的施工工藝：將土方開(kāi)挖分為三層。首先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行排水控制地下水位的深度，同時(shí)對(duì)施工場(chǎng)地的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，在地下水位穩(wěn)定以后進(jìn)行第一層場(chǎng)地的道路鋪設(shè)，同時(shí)對(duì)第一層土方進(jìn)行挖運(yùn)，設(shè)置相關(guān)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)第一層基坑開(kāi)挖進(jìn)行監(jiān)測(cè)；第一層開(kāi)挖后進(jìn)行第一層支撐結(jié)構(gòu)的施工，同時(shí)進(jìn)行第二層基坑道路的鋪設(shè)，等到支撐結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上，開(kāi)始對(duì)第二層土方進(jìn)行挖運(yùn)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)基坑安全的監(jiān)測(cè)；第三層基坑開(kāi)挖工序與第二層相同，也是先做支撐，等支撐混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的80%以后進(jìn)行第三層土方的挖運(yùn)，最終完成深基坑土方的開(kāi)挖工作。

同時(shí)做好深基坑的降水工作。在基坑施工場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置12個(gè)深度約為21 m的管井，在管井施工完成后進(jìn)行試抽水，保證管井的正常工作性能，查看管井的網(wǎng)眼是否被泥漿堵塞，影響排水效果，在基坑開(kāi)挖后，施工人員應(yīng)當(dāng)保證管井抽水工作24 h不間斷，并隨時(shí)觀(guān)察地下水位的情況，保證地下水位的穩(wěn)定。

3 土方開(kāi)挖的技術(shù)措施

1)土方開(kāi)挖措施。由于該工程面積較大，分為三次進(jìn)行基坑開(kāi)挖，故開(kāi)挖方案如下：第一層基坑開(kāi)挖深度大約為1.5 m～1.8 m，這樣的深度有利于后續(xù)的支撐梁體施工，因此第一次出土的方量大約為12 000 m3，開(kāi)挖工作可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況一次性完成，做好支護(hù)樁進(jìn)行第一層土體開(kāi)挖，開(kāi)挖完以后將支護(hù)樁的樁頭挖出并進(jìn)行破碎，隨后用混凝土澆筑支護(hù)的冠梁與支撐梁體。

第一層支護(hù)結(jié)構(gòu)梁體的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以后，開(kāi)始第二層土方的開(kāi)挖，開(kāi)挖標(biāo)高大約為-6.4 m，開(kāi)挖深度約為4.2 m，開(kāi)挖的土體方量約為32 000 m3，在土方開(kāi)挖之前應(yīng)當(dāng)設(shè)置保護(hù)措施對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的冠梁與支護(hù)樁進(jìn)行保護(hù)，防止施工器械直接碾壓支護(hù)結(jié)構(gòu)，在基坑的土體上面鋪設(shè)鋼板或者路基箱，形成車(chē)輛的循環(huán)進(jìn)出道路，并在空地上預(yù)留車(chē)輛轉(zhuǎn)彎或者掉頭的空間，方便汽車(chē)進(jìn)行土方的外運(yùn)，這里需要注意的是，基坑土方開(kāi)挖的方向應(yīng)當(dāng)與第一層土方的開(kāi)挖方向相反，先進(jìn)行清底，隨后在中間進(jìn)行挖土，然后在上部進(jìn)行裝車(chē)，一般現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛的臨時(shí)道路坡度設(shè)置為大約1∶4，挖土放坡的坡度約為1∶2，挖土的速度應(yīng)當(dāng)進(jìn)行控制，不宜過(guò)快，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，隨時(shí)防止基坑發(fā)生任何情況。開(kāi)挖施工過(guò)程應(yīng)當(dāng)盡量壓縮工期，同時(shí)安排工人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)24 h輪班作業(yè)，在最短時(shí)間內(nèi)完成圍檁、支撐的施工，保證現(xiàn)場(chǎng)基坑的作業(yè)安全。

第三層土方的開(kāi)挖在第二層支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%進(jìn)行，開(kāi)挖的深度大約為4.0 m，土方的開(kāi)挖方量大約為24 000 m3，由于距離地面較遠(yuǎn)，因此本次土方的開(kāi)挖難度是最大的，土體的開(kāi)挖方向應(yīng)當(dāng)與第二層土體的開(kāi)挖方向相同，同時(shí)，如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的坡度較陡，車(chē)輛運(yùn)輸困難，可以增加放坡系數(shù)，使得車(chē)輛可以直接進(jìn)入第三層開(kāi)挖作業(yè)面進(jìn)行土方挖運(yùn)工作，開(kāi)挖的時(shí)候也要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，做好基坑的維護(hù)，隨時(shí)調(diào)整。

2)支撐結(jié)構(gòu)的施工措施。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)兩道支撐，第一道支撐設(shè)置在水平標(biāo)高約為2.00 m處，第二道支撐設(shè)置在水平標(biāo)高6.00 m處，設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)圈梁的截面為800×1 200，圍檁的截面為900×1 300，支撐截面的尺寸為650×700，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30。現(xiàn)場(chǎng)支撐采用流水施工，將施工縫留置在圈梁的位置，施工應(yīng)結(jié)合圖紙，在角支撐與橫撐互相連接的地方做成一個(gè)整體，進(jìn)行混凝土的連續(xù)澆筑，保證支撐結(jié)構(gòu)的整體性。

3)現(xiàn)場(chǎng)降水措施?；娱_(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)的降水工作應(yīng)當(dāng)提前開(kāi)挖工作一周進(jìn)行，降水的速度不要太快，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際施工速度進(jìn)行控制，只有控制好降水速度才能夠控制土方開(kāi)挖的速度，現(xiàn)場(chǎng)基坑的水位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證管井內(nèi)的水位高度低于施工面大約50 cm～100 cm，以免影響基坑周邊環(huán)境的安全，也可以保證工期的適當(dāng)進(jìn)行。在施工期間應(yīng)當(dāng)做好對(duì)管井的保護(hù)，每一個(gè)管井都做好標(biāo)志，防止土方運(yùn)輸車(chē)輛對(duì)管井造成破壞，對(duì)于一些不能避開(kāi)的管井則做好地上管線(xiàn)以及設(shè)施的保護(hù)，或者在車(chē)輛經(jīng)過(guò)的時(shí)候停止降水，在車(chē)輛過(guò)去以后再恢復(fù)降水，或者開(kāi)挖明溝等等。

4)基坑監(jiān)測(cè)措施。在現(xiàn)場(chǎng)基坑開(kāi)挖之前，施工單位應(yīng)當(dāng)在基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)或者冠梁上設(shè)置沉降及水平位移觀(guān)測(cè)點(diǎn)，并進(jìn)行原始觀(guān)測(cè)，記錄下原始數(shù)據(jù)，在土方開(kāi)始開(kāi)挖以后每天的觀(guān)測(cè)次數(shù)應(yīng)當(dāng)不少于一次，如果遇到異常情況則應(yīng)當(dāng)增加觀(guān)測(cè)次數(shù)，保證基坑的安全。在一些人流量大或者荷載較大的部位還應(yīng)當(dāng)加大觀(guān)測(cè)的力度。

4 土方開(kāi)挖的要點(diǎn)

1)在土方開(kāi)挖施工中，應(yīng)當(dāng)保證現(xiàn)場(chǎng)土方開(kāi)挖對(duì)稱(chēng)放坡進(jìn)行，開(kāi)挖分層、分區(qū)，保證每一層土方開(kāi)挖的深度不大于2.0 m，杜絕現(xiàn)場(chǎng)超挖的現(xiàn)象，基坑開(kāi)挖到設(shè)計(jì)高度以上20 cm應(yīng)當(dāng)停止，由人工開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高，防止擾動(dòng)基底。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖速度不要過(guò)快，注意挖掘機(jī)在開(kāi)挖的時(shí)候盡量避開(kāi)周邊的管井、立柱、支護(hù)結(jié)構(gòu)等等，以保證這些結(jié)構(gòu)的施工安全，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)當(dāng)保證在基坑周?chē)?0 m的范圍內(nèi)沒(méi)有堆放荷載超過(guò)20 kN/m的材料，而且設(shè)置警示牌，禁止周邊車(chē)輛的行駛，減輕荷載對(duì)基坑周邊土方的附加荷載作用。如果基坑開(kāi)挖土體局部不對(duì)稱(chēng)，則可以采用基坑外部挖土或者局部堆載的方法對(duì)基坑底部的應(yīng)力進(jìn)行釋放。如果基坑開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)漏水或者管涌現(xiàn)象，則應(yīng)當(dāng)立即停止開(kāi)挖，用混凝土、防水材料封堵等?；娱_(kāi)挖好以后應(yīng)當(dāng)加快施工工序，防止基坑暴露時(shí)間太長(zhǎng)而失穩(wěn)。

2)在土方開(kāi)挖之前，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)委托有資質(zhì)的監(jiān)測(cè)單位對(duì)周邊的建筑物進(jìn)行勘察，對(duì)不同建筑物的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)形式、層數(shù)等等進(jìn)行排查與統(tǒng)計(jì)，對(duì)不同建筑物的沉降差進(jìn)行預(yù)估，基坑施工之前對(duì)建筑物已經(jīng)存在的一些裂縫進(jìn)行登記并加強(qiáng)對(duì)周邊建筑物的觀(guān)測(cè)，同時(shí)對(duì)工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)做好沉降觀(guān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)基坑失穩(wěn)或者沉降超過(guò)警戒值等情況，采取壓密注漿等措施對(duì)工程進(jìn)行加固，防止出現(xiàn)問(wèn)題。

3)出于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)基坑防水的考慮，施工單位可以在基坑的上部邊坡頂部設(shè)置截水溝，并疏排到集水井，防止由于雨水沖刷造成基坑內(nèi)部積水或影響邊坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)在基坑內(nèi)部增設(shè)明溝與集水井，井壁用鋼筋或者尼龍網(wǎng)進(jìn)行加固，這樣如果有積水在基坑內(nèi)，可以通過(guò)明溝排到集水井內(nèi)，然后通過(guò)水泵抽出基坑外。

4)一些工程地質(zhì)容易發(fā)生沉降的問(wèn)題，尤其是軟土區(qū)周邊的建筑更容易發(fā)生沉降，因此基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)當(dāng)在基坑開(kāi)挖之前就制定詳細(xì)的位移、沉降等監(jiān)測(cè)的方案，并嚴(yán)格按照方案的要求做好基坑監(jiān)測(cè)的工作，基坑監(jiān)測(cè)工作應(yīng)當(dāng)由有資質(zhì)的單位按照工程的要求制定好詳細(xì)的方案，并通過(guò)設(shè)計(jì)單位以及政府監(jiān)管部門(mén)的審核。

5 結(jié)語(yǔ)

目前隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑比比皆是，因此深基坑的施工也越來(lái)越多，但是由于深基坑施工的特殊性，如果不對(duì)施工進(jìn)行詳細(xì)的安排并做好控制的相關(guān)措施，則可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，基坑施工涉及到土方開(kāi)挖、基坑支護(hù)、地下水位、基坑監(jiān)測(cè)等幾個(gè)大問(wèn)題，如果有一個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有做好，則可能會(huì)引起基坑失穩(wěn)，發(fā)生較大的安全質(zhì)量事故，因此本文通過(guò)具體案例的開(kāi)挖支護(hù)措施對(duì)深基坑開(kāi)挖的技術(shù)進(jìn)行了闡述，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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Analysis on construction technologies of deep foundation earthwork excavation engineering

Zhang Shaofeng1,2

(1.TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China; 2.TaiyuanNationalInvestmentRealEstateDevelopmentCo.,Ltd,Taiyuan030001,China)

According to the actual engineering conditions, the paper introduces construction technologies of the engineering earthwork excavation, illustrates the deep foundation earthwork excavation technology measures from aspects of earthwork excavation measures, support structure construction and foundation monitoring, and explores the earthwork excavation construction points, which will be good for guaranteeing the deep foundation earthwork excavation engineering quality.

deep foundation, earthwork excavation, support structure

1009-6825(2017)22-0090-03

2017-05-28

張少鋒(1985- ),男，在職工程碩士

TU751.2

A