垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)研究

劉羽耀

（福州市長(zhǎng)樂區(qū)建筑工程公司，福建 福州 350001）

0 引言

目前人們對(duì)生活環(huán)境的要求不斷提升，環(huán)保項(xiàng)目發(fā)展迅速，垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站項(xiàng)目是重要的環(huán)保類建筑工程之一。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站建設(shè)規(guī)模普遍偏大，且主要集中在城區(qū)范圍，再加上其特殊性，導(dǎo)致該類工程的選址難度較高。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站一般是半地下式與全地下式的結(jié)構(gòu)，這使得垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站項(xiàng)目不得不涉及深基坑施工。因此，對(duì)深基坑施工的關(guān)鍵技術(shù)開展研究，是確保該類工程施工安全的必要手段。

1 工程概況

某垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站建筑項(xiàng)目，擬建高度是11.15m，包含地上2 層與地下1 層。該建筑工程的基本情況如表1所示。

2 深基坑施工中存在主要問題

2.1 實(shí)際施工和項(xiàng)目設(shè)計(jì)不符

深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目施工有關(guān)鍵性的意義，但實(shí)際工程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)際施工與設(shè)計(jì)不符的情況。出現(xiàn)該類問題的原因是相關(guān)施工單位沒有深入細(xì)致地了解工程設(shè)計(jì)意圖，或者是由于工程設(shè)計(jì)人員沒有結(jié)合規(guī)劃場(chǎng)地實(shí)際條件，僅憑借少量材料就完成設(shè)計(jì)工作，加之缺乏深層次現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)數(shù)據(jù)，不清楚周圍水文地質(zhì)情況，最終導(dǎo)致項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)作業(yè)不符，從而造成安全隱患[1]。此外，深基坑支護(hù)施工時(shí)，施工人員使用與設(shè)計(jì)參數(shù)有出入的材料，或者是個(gè)別建設(shè)方偷工減料，實(shí)際使用的材料不能滿足施工作業(yè)需求，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)支撐能力變?nèi)?，整體支護(hù)結(jié)構(gòu)就可能出現(xiàn)嚴(yán)重變形與開裂等病害，這也會(huì)給深基坑工程施工帶來嚴(yán)重的安全隱患。

2.2 基坑土方開挖不當(dāng)

深基坑土方開挖是深基坑工程施工中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，但在土方開挖施工中，因?yàn)槟承┦┕し讲恢匾曂练介_挖，將該環(huán)節(jié)視為低技術(shù)含量的工作，導(dǎo)致施工期間引發(fā)許多問題。不同施工階段的土方開挖隨意開展，而各個(gè)專業(yè)班組之間未能提前協(xié)調(diào)好時(shí)間以及其他施工內(nèi)容，造成深基坑施工作業(yè)經(jīng)常受阻，不能正常進(jìn)行，并導(dǎo)致部分深基坑施工作業(yè)延期。無序的土方開挖，不僅給深基坑作業(yè)帶來嚴(yán)重的安全隱患問題，還導(dǎo)致項(xiàng)目整體施工進(jìn)度受阻。

3 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站深基坑設(shè)計(jì)方案比選

3.1 圍護(hù)方案的選擇

該深基坑項(xiàng)目開挖深度范圍內(nèi)的土層的土質(zhì)條件一般，還涉及到地下水問題，基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，有建筑物、河道以及各類構(gòu)筑物等，為保護(hù)基坑施工安全以及周圍建筑的結(jié)構(gòu)安全，需要進(jìn)行基坑支護(hù)。根據(jù)類似工程綜合來看，該深基坑圍護(hù)體系能夠選擇的圍護(hù)形式有：鉆孔灌注樁與水泥土攪拌樁止水帷幕組合；地下連續(xù)墻圍護(hù)；SMW工法樁圍護(hù)。

三種圍護(hù)方案的比較分析及選擇：地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)整體變形小，但成本會(huì)相對(duì)偏高，而且還需要設(shè)置兩排水泥混凝土攪拌樁，會(huì)占用一部分建筑面積，在建筑占地面積較為緊張的情況下很難滿足基本建設(shè)的需要。SMW 工法建成的樁體，其側(cè)向剛度水平偏低，在工程建設(shè)期間可能會(huì)出現(xiàn)明顯變形，SMW 工法樁待現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)完成后，需要施工人員將樁體拔出，這對(duì)深基坑工程會(huì)有較大的影響。鉆孔灌注樁與水泥土攪拌樁止水帷幕組合圍護(hù)方案不僅整體結(jié)構(gòu)的剛度表現(xiàn)較好，而且止水性能較強(qiáng)，因此適合于該垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站深基坑工程支護(hù)。

3.2 基坑支撐材料的選擇

該垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站深基坑工程不僅基坑深度較大，而且開挖面積也比較大，平面形狀并不規(guī)則，如果單純使用鋼支撐結(jié)構(gòu)，極易出現(xiàn)失穩(wěn)的情況?；炷两Y(jié)構(gòu)本身剛度較高，并且能根據(jù)建筑物整體設(shè)計(jì)靈活布置支撐形式，后期也能夠控制結(jié)構(gòu)變形的問題，能保障整體質(zhì)量，與單一鋼支撐框架相比，穩(wěn)定性、安全性都更好。因此，最終選定混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行該工程的基坑支護(hù)。

3.3 詳細(xì)支護(hù)方案的制定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定了該垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站深基坑工程如下的具體支護(hù)方案：

（1）東側(cè)、南側(cè)選用鉆孔灌注樁，側(cè)打Φ130預(yù)應(yīng)力錨索，采用Φ400 旋噴擴(kuò)孔，孔深18m，錨固段長(zhǎng)9m，水平間距為2m，內(nèi)置3 根Φ15.2 鋼絞線，與高壓旋噴樁止水帷幕聯(lián)合支護(hù)；

（2）深基坑?xùn)|南角-11.4m處采取被動(dòng)土壓區(qū)加固；

（3）西側(cè)選用豎向Φ48支護(hù)錨管，高壓旋噴樁止水帷幕樁Φ130@1000，L=3000mm，側(cè)打錨桿Φ130@2000，L=6000mm，內(nèi)置Φ22 三級(jí)鋼筋，側(cè)面為Φ6@200×200 單層雙向鋼筋與80mm 厚C20 鋼筋混凝土噴面支護(hù)；

（4）北側(cè)選用自然放坡，距離坑底1m 處豎向施打Φ80@300 松木樁，L=4000mm，側(cè)打Φ22@600 支護(hù)土釘，L=2000mm，側(cè)面Φ6@200×200 單層雙向鋼筋與80mm厚C20鋼筋混凝土噴面支護(hù)。

4 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 土層錨桿作業(yè)

建筑深基坑建設(shè)中，錨桿屬于承拉桿件，其一端插進(jìn)地基巖石里，而另一端與擋土墻相連。基坑開挖施工中，應(yīng)按照基坑深度確認(rèn)錨桿高度。實(shí)際作業(yè)時(shí)，鉆孔直徑與孔深需和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相同，孔應(yīng)為圓柱形，便于布置鋼絞線以及灌注混凝土，這樣有利于與土層融合，保障錨桿拉伸性能。同時(shí)，在鉆孔過程中，施工人員要明確孔壁與深度、樁點(diǎn)之間的聯(lián)系，把控實(shí)際高度，做好清孔處理。安裝錨索期間，需確保錨索表面光滑沒有銹跡。作業(yè)人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況靈活變通，可挑選螺旋鉆桿技術(shù)。

深基坑灌漿料一般由水泥與砂漿拌制，待灌注結(jié)束后便可布置墊板、臺(tái)座、腰梁，并進(jìn)行錨固張拉。此環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，錨桿要經(jīng)過專業(yè)檢測(cè)，確保符合工程要求，倘若有出入需盡快調(diào)整。

4.2 土釘支護(hù)處理

土釘支護(hù)可以起到提升支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的作用，能很好地解決很多實(shí)際工程問題?，F(xiàn)場(chǎng)施工中，相關(guān)人員要考慮拉伸強(qiáng)度，土釘品質(zhì)應(yīng)與深基坑作業(yè)要求相適應(yīng)，而且需現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，包括拉拔效果檢測(cè)、強(qiáng)度檢測(cè)等，以確?；又ёo(hù)效果。

對(duì)于開挖面積大、開挖深度深的基坑工程，為了使項(xiàng)目施工有序進(jìn)行并保證工程建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)按照分層分段、對(duì)稱處理的原則進(jìn)行施工。在開挖的過程中采取土釘支護(hù)，可以避免地基土被附近地下水影響以及被日光長(zhǎng)時(shí)間照射等問題，避免地質(zhì)條件出現(xiàn)變化引發(fā)土質(zhì)不均導(dǎo)致工程質(zhì)量降低等問題。

對(duì)于地下水的常規(guī)處理思路是排水與止水兩種，土釘支護(hù)將鋼筋混凝土與素混凝土等樁體當(dāng)成支柱介質(zhì)，代替原本的軟土材料，并實(shí)現(xiàn)良好的止水效果，切實(shí)提升了現(xiàn)場(chǎng)基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4.3 基坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體加固

在基坑開挖施工中，被動(dòng)區(qū)土體加固有利于控制基坑變形、滲漏水、坑底回彈、沉降以及其他環(huán)境效應(yīng)等。加固體的寬度不宜小于基坑開挖深度的0.4倍，并不宜小于4m；加固體的深度不宜小于3m；加固體的平面布置可采用墩式加固、裙邊加固、抽條加固、滿堂加固等形式。該項(xiàng)目采用高壓旋噴樁墩式加固。在進(jìn)行土體加固時(shí)，需要根據(jù)土體沿著假想滑動(dòng)面上的極限平衡條件進(jìn)行分析（一般稱為極限平衡法）。在極限平衡分析中，條分法由于能適應(yīng)復(fù)雜的幾何形狀、各種土質(zhì)和孔隙水壓力，因而成為最常用的方法。

4.4 土方開挖施工

由于該垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站建筑項(xiàng)目的基坑形狀并不規(guī)則，所以把整個(gè)基坑分成若干規(guī)則矩形基坑進(jìn)行施工，一方面可以有效抑制基坑變形，另一方面也能保證施工所需的空間場(chǎng)地。結(jié)合工程場(chǎng)地規(guī)劃與土質(zhì)條件，為確保按期完成，該工程選擇機(jī)械挖掘，并配以人工輔助，由人工協(xié)助修坡和清底。采用反鏟挖掘機(jī)施工，倒退的同時(shí)進(jìn)行挖掘，處理作業(yè)面之下的部分，把挖出土體隨即倒進(jìn)機(jī)械兩旁與后方的自卸車輛上，通過汽車直接運(yùn)到指定堆放位置。

在正式挖掘前，相關(guān)人員根據(jù)具體開挖點(diǎn)、施工方法和運(yùn)輸車輛等條件設(shè)計(jì)好通行路線。并且還繪制出詳細(xì)的土方挖掘圖紙，明確具體的施工順序與范圍、坡度、底部標(biāo)高、排水與給水設(shè)施等。土方挖掘和預(yù)應(yīng)力錨索、土釘支護(hù)存在交叉施工的情況時(shí)，要從上向下逐層分段開展，每段長(zhǎng)度要結(jié)合土質(zhì)條件和土釘作業(yè)進(jìn)行確定。單層高度控制在1.5m 左右，最后1 層施工至距離設(shè)計(jì)基底標(biāo)高300mm以內(nèi)。上一層施工尚未結(jié)束前，不能開展下層施工，相鄰兩層也不可任意合并施工。

4.5 結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)于深基坑施工來說，支護(hù)結(jié)構(gòu)起到保證上層建筑穩(wěn)定與完整、避免土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常的作用。如果基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性不足，會(huì)在后續(xù)的施工作業(yè)中多次反復(fù)加固，從而導(dǎo)致支護(hù)工程造價(jià)過高。為預(yù)防該種情況發(fā)生，相關(guān)技術(shù)員應(yīng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性采取動(dòng)態(tài)化的檢測(cè)評(píng)估，主要通過測(cè)量結(jié)構(gòu)水平位移與豎向位移兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。

在該工程中，土方挖掘期間，每2d 檢測(cè)一次，直至挖到基坑底部并澆筑底板結(jié)束后的7d 內(nèi)，同樣要保持每2d檢測(cè)一次的檢測(cè)頻率。在澆筑底板結(jié)束7d之后，可放寬到每3d 檢測(cè)一次。在土方開挖過程中，相關(guān)技術(shù)員應(yīng)結(jié)合檢測(cè)結(jié)果與開挖施工情況，靈活調(diào)節(jié)測(cè)量頻率。假設(shè)變形程度突然加大，亦或變形速度異常，都需提高測(cè)量頻率，并及時(shí)通知相關(guān)方制定應(yīng)急方案。

5 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站深基坑施工管理的優(yōu)化

5.1 應(yīng)仔細(xì)考察項(xiàng)目地質(zhì)環(huán)境

深基坑建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)體系相對(duì)復(fù)雜，支護(hù)環(huán)節(jié)不能忽略客觀條件。基坑施工方工作人員必須仔細(xì)考察項(xiàng)目地質(zhì)環(huán)境，否則容易弱化支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果。假設(shè)是砂層地質(zhì)條件，施工關(guān)鍵在于樁體長(zhǎng)度；倘若砂層偏厚，需適當(dāng)提升咬合度，其余位置同樣要合理提高樁體送入長(zhǎng)度。

5.2 應(yīng)綜合考慮各項(xiàng)因素

施工方需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件制定詳細(xì)的施工方案，確認(rèn)具體工期進(jìn)度，確保邊坡支護(hù)以及土方挖掘作業(yè)能有序協(xié)調(diào)，以免影響整體施工進(jìn)度。同時(shí)，施工人員還需持續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)土層情況，避免由于變形導(dǎo)致的整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。如果一旦察覺到變形跡象，施工方應(yīng)當(dāng)迅速采取應(yīng)對(duì)方法。在現(xiàn)場(chǎng)開展支護(hù)施工時(shí)，對(duì)于工法的挑選要綜合考慮地理?xiàng)l件、氣候變化等客觀因素。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工會(huì)被諸多因素干擾，如地下管道的分布與作業(yè)時(shí)間等，為了保障施工質(zhì)量，相關(guān)方需統(tǒng)籌協(xié)調(diào)參建部門，優(yōu)化施工工藝體系，確保圖紙內(nèi)容的精準(zhǔn)性與可行性。

5.3 應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管力度

該深基坑項(xiàng)目施工中，施工方需根據(jù)制定的方案內(nèi)容嚴(yán)格開展現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。同時(shí)要注重場(chǎng)地監(jiān)管，規(guī)范人員的作業(yè)行為，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為，必須立刻制止，并監(jiān)督整改。此外，該項(xiàng)目開工前期，施工方需根據(jù)工程要求，組織專項(xiàng)培訓(xùn)活動(dòng)，保障所有入場(chǎng)人員都能勝任相應(yīng)工作。

6 結(jié)束語

城市垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站項(xiàng)目一般多涉及深基坑施工，針對(duì)某垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站項(xiàng)目深基坑開挖的地址水文及周邊環(huán)境情況，經(jīng)過比較分析，選擇了鉆孔灌注樁與水泥土攪拌樁止水帷幕組合圍護(hù)方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定了詳細(xì)的支護(hù)方案，并對(duì)土層錨桿作業(yè)、土釘支護(hù)處理、基坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體加固、土方開挖施工、結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)等該項(xiàng)目相關(guān)的深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。此外，為了切實(shí)保障該項(xiàng)目深基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及施工質(zhì)量，結(jié)合深基坑施工的特點(diǎn)，對(duì)施工管理提出了優(yōu)化措施，以促進(jìn)深基坑施工技術(shù)的進(jìn)步和施工水平的進(jìn)一步提高。