【摘要】 本文結(jié)合工程實例，結(jié)合實地地質(zhì)情況，淺談深基坑土方開挖的施工工藝及控制要點，以及安全施工問題。希望能夠為同類工程提供一些可借鑒的施工經(jīng)驗。
【關(guān)鍵詞】 深基坑；基坑開挖；安全施工
【中圖分類號】 TU753.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1727-5123（2012）05-025-02
土方開挖是深基坑工程施工的重要工序，合理選擇基坑開挖方案，對工程順利進(jìn)行，縮短工期，具有重要的意義。深基坑土方開挖施工應(yīng)嚴(yán)格遵循安全技術(shù)規(guī)范和專項方案規(guī)定，嚴(yán)密組織，責(zé)任落實，確保施工過程的安全。
1 工程概況
某工程占地總面積5078m2，總建筑面積43374m2，其中地上建筑面積30800m2，地下建筑面積12573m2。擬建建筑物主樓、裙樓及地下樓組成。其中主樓高26層框架核心筒結(jié)構(gòu)，預(yù)估柱底最大軸力為25000KN；裙樓高5層框架結(jié)構(gòu)，預(yù)估柱底最大軸力為11000KN。主樓與裙樓結(jié)構(gòu)連體；擬建物地下2層地下室，地下室開挖深度11.6～13.50m。擬建建筑物±0.00設(shè)計標(biāo)高為9.80m�；用娣e為：4600m2，周長為269m。
2 地質(zhì)情況
2.1 地形地貌。擬建場地為老居民區(qū)，已拆遷整平，現(xiàn)為預(yù)留建設(shè)用地。場地吳淞高程8.866m～10.03m，最大高差1.17m。
2.2 工程地質(zhì)概況。按揭露的先后順序?qū)⒏鞣謱拥鼗翈r性特征及分布規(guī)律自上而下分述如下：
1-1雜填土（Q4ML）；灰色，灰黃、雜色，很濕-飽和，結(jié)構(gòu)松散。主要有軟塑-可塑粉質(zhì)粘土夾較多的碎石、磚瓦碎礫及生活垃圾組成，硬物質(zhì)大小不等，一般2～8cm，少量大于20cm，分布不均，含量25～35，局部大于40%，成分復(fù)雜，土質(zhì)不均勻。填齡大于10年。分布普遍，層厚1.00～4.600m。
1-2素填土（Q4ML）：黃色、褐黃色、灰色，很濕-飽和，結(jié)構(gòu)松散。主要由粉質(zhì)粘土為主，局部夾含塊石、磚瓦碎礫，含量5～15%土質(zhì)不均勻，填齡大于十年。分布較普遍，局部缺失。頂板埋深1.00～3.50m，層頂標(biāo)高6.14～8.02m，層厚1.00～3.50m。
2-1粉質(zhì)粘土（Q4AL）：灰褐色、灰色，飽和，軟～可塑，中偏高壓縮性，無搖震反應(yīng)，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中等。土質(zhì)不均，為新近沉積土。該層分布普遍。頂板埋深3.00～4.80m，層頂標(biāo)高4.52～6.79m層厚0.50～3.00m。
2-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土（Q4AL）：灰色，飽和，流塑，局部軟塑高壓縮性。搖震反應(yīng)微弱，刀切面收有光澤，干強度、韌性中等偏低。夾稍密狀薄層粉土，單層厚1.00～2mm，分布不均，具水平層理，局部見白色螺殼碎片。無側(cè)限抗壓強度原狀土為22.05Kpa，重塑土為5.82Kpa，靈敏度為3.92，屬中高靈敏土。局部夾軟塑狀粉質(zhì)粘土。土質(zhì)不均，為新近沉積土。該層分布普遍，厚度大。頂板埋深4.50～7.50m，層頂標(biāo)高1.52～5.29m，層厚33.70～38.30m。
2-3粉質(zhì)粘土（Q4al）：灰、青灰色，飽和，軟塑，中高壓縮性。搖震反應(yīng)微弱，刀切面稍有光澤，干強韌性中等偏低。局部夾薄層粉土、粉砂，土質(zhì)不均，為過渡相土層。該土層分布普遍。頂板埋深41.00～43.80m，層頂標(biāo)高-34.29～31.21m，層厚11.10～15.30m。
3粉砂（Q4al）：青灰色，飽和，中密，局部密實，中偏低壓縮性。礦物成分以石英、長石、云母等，顆粒級配不良。具水平沉積層理。該層分布普遍。頂板埋深54.50～57.20m，層頂標(biāo)高-47.51～44.71m，層厚1.00～4.00m。
4含砂粉細(xì)砂（Q3al）：青灰色，飽和，中密，中等偏低壓縮性。礦物成分以長石、石英、云母組成。顆粒級配不均。局部夾礫石，礫徑1～2cm，少量3～5cm，成分為石英質(zhì)、硅質(zhì)，呈次圓狀～次棱角狀，含量<10～20%，分布不均勻。該層分布普遍。頂板埋深57.00～59.30m，層頂標(biāo)高-49.66～47.68m，層厚1.10～3.50m。
5-1強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（K2P）：紫紅色、灰黃色，巖石結(jié)構(gòu)大部被破壞，上部巖芯呈堅硬土夾碎屑狀、碎塊狀，部分殘塊手捏易碎，巖石強度往下逐漸提高，浸水易軟化，全場區(qū)分布。頂板埋深59.50～61.80m，層頂標(biāo)高-52.13～49.68m，層厚2.70～4.00m。
5-2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（K2P）：紫紅色、灰黃色，巖石結(jié)構(gòu)較好，分化較弱，局部夾薄層細(xì)砂巖或粉砂質(zhì)泥巖。巖芯呈短柱～中柱狀，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，多呈閉合狀，由方解石細(xì)脈充填。錘擊巖芯聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎，巖石天然抗壓強度平均值frk=10.34Mpa，屬軟巖，巖體完整性指數(shù)為0.65，顯示巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級Ⅳ級。全場區(qū)分布。頂板埋深63.10～64.80m，層頂標(biāo)高-55.18～53.80m，最大揭露厚度10.90m。
2.3 水文地質(zhì)條件。擬建場地位于長江高漫灘，地下水埋藏條件如下：表層1-1、1-2層填土累計厚度3.00～4.80m，勘察期間實測地下水初見水位埋設(shè)1.8～2.10m左右，穩(wěn)定水位埋深2.60～3.00m，為孔隙潛水，主要賦存于1填土、2-1粉質(zhì)粘土和2-2淤泥質(zhì)粘土夾粉土中，為統(tǒng)一含水層。該含水層富水性一般，透水性較弱（其中1填土透水性較強），主要受大氣降水及地表水給影響，補給緩慢，水位呈季節(jié)性變化，年升降變化幅度約1.20～1.6m，下部承壓含水層，主要賦予3粉砂和4含礫粉細(xì)砂層中，該含水層透水性與富水性較好，勘察期間實測承壓含水水位埋深約為35.00m左右，水量豐富，水位主要受地下水的側(cè)向徑流補給影響。下伏基巖含風(fēng)化裂隙水，富水不均，水量較小。其余巖土層透水性差，富水性弱，可視為相對隔水層。據(jù)調(diào)查近三年場地最高地下水水位埋設(shè)同初見水位大致持平。 3 深基坑土方開挖
3.1 土方開挖豎向共分二次。第一皮挖土從（自然地坪相對標(biāo)高-0.600m）挖至標(biāo)高-4.40m，挖深3.8m挖土方量約7.3萬立方米；第二皮挖土從標(biāo)高-4.40m挖至基坑底標(biāo)高，挖深2.00m，局部挖深2.60m，挖土方量約4.0萬m3。
3.2 基坑開挖總的原則是“先遠(yuǎn)后近，先撐后挖，分層分塊、盆式開挖，抽條支撐” 開挖支撐施工。遵循時空效應(yīng)的原理。
3.3 土方開挖是本工程重要的施工工序，對工期、質(zhì)量、安全具有重大的影響，土方開挖嚴(yán)格按時空效應(yīng)進(jìn)行，采用分層、分塊確定各工序的時限。
4 施工技術(shù)措施
4.1 本基坑工程由于開挖比較深，為進(jìn)一步控制基坑開挖過程的水平位移，施工中應(yīng)有效運用監(jiān)測的規(guī)律，土方開挖和支撐的施工工序根據(jù)分區(qū)、分塊、的原則制定。
4.2 基坑開挖前圍護結(jié)構(gòu)、坑內(nèi)加固與降水達(dá)到設(shè)計要求。
4.3 土方開挖的順序、方法嚴(yán)格按照設(shè)計工況。施工順序嚴(yán)格按照遵循先撐后挖的原則。每一施工塊開挖均盆式開挖先中間，后兩邊，以在施工過程中盡可能縮短圍護結(jié)構(gòu)的無支撐暴露時間、寬度和深度。沿地鐵側(cè)留土寬度不小于4倍的單層開挖高度，且最后挖土，以控制圍護結(jié)構(gòu)的位移。加強設(shè)備投入和現(xiàn)場施工組織，基坑的日出土量不少于3000m3，挖好一塊隨即把墊層澆完，分塊形成底板，在土體開挖結(jié)束一周內(nèi)形成底板。
4.4 挖土操作分層分段的分層厚度控制在2～3.5m，施工中嚴(yán)格控制開挖標(biāo)準(zhǔn)，坑底應(yīng)保留0.2m后基土，采用人工挖土整平，并防止坑底擾動。
4.5 挖土運土機械間接壓過支撐桿件，必須跨越支撐時采取覆硬質(zhì)土300mm并鋪設(shè)走道板架空。作為棧橋，最后場地中央的行車道路挖土邊挖邊退。棧橋下方的余土采用長臂挖機進(jìn)行開挖。開挖過程中嚴(yán)禁挖機碰撞圍護墻、工程樁、支撐、立柱和井點。挖土?xí)r先掏空立柱四周土，以避免立柱承受不均勻的側(cè)向土壓力。
4.6 在基坑開挖過程中，混凝土支撐底部的混凝土墊層應(yīng)在每層大面積開挖前及時清除干凈；工程樁破樁工作應(yīng)分段及時完成，每段高度不應(yīng)大于1.0m，并及時運出，現(xiàn)場組織專業(yè)截樁隊伍，備足勞動力及設(shè)備，并加強現(xiàn)場管理確保截樁緊跟挖土作業(yè)同步進(jìn)行。
4.7 在基坑開挖階段基坑邊嚴(yán)禁大量堆載，地面超載應(yīng)控制在20KN/m2以內(nèi)，并嚴(yán)格控制不均勻堆載。在機械進(jìn)出口通道鋪設(shè)路基箱擴散壓力。
4.8 挖土標(biāo)高控制。機械挖土標(biāo)高控制在設(shè)計標(biāo)高以上200～300mm處，余下土方用人工扦平至坑底標(biāo)高，標(biāo)高誤差和平整度均嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。機械挖土接近坑底時，由現(xiàn)場專職測量員用水平儀將水準(zhǔn)標(biāo)高引測至坑底。然后隨著挖機逐步向前推進(jìn)，將水平儀置于坑底，每隔4～6m設(shè)置一標(biāo)高控制點，縱橫向組成標(biāo)高控制網(wǎng)，以準(zhǔn)確控制基坑標(biāo)高。
4.9 挖土機械。1.6m3挖機兩臺，0.25m3挖機4臺。1.6m3挖機限在車行道及第一層挖土面上使用，進(jìn)入第二層挖土面用0.25m3挖機。小型挖機退出基坑用汽車吊吊出。
4.10 基坑排水�；觾�(nèi)外設(shè)置由排水明溝、集水井構(gòu)成的集水明排系統(tǒng)，確保能將雨水及污水及時排出坑外。沿圍護樁頂四周設(shè)置排水明溝，排水溝為400×400，每隔50m設(shè)置一個集水井（800×800×800），采用磚砌，砂漿抹面。
基坑開挖后在基坑四周及基坑中挖設(shè)400×400臨時排水溝，排水溝間距為40m，在四周角點處挖設(shè)800×800×800集水井�？觾�(nèi)積水及井點降水抽出的水可排至集水井內(nèi)，再由潛水泵強排至圍護樁頂排水溝內(nèi)，再經(jīng)沉淀后排入周邊道路的雨水井及污水井內(nèi)。
基礎(chǔ)底板土方開挖時，隨墊層修筑排水盲溝，并利用底板內(nèi)的深坑作為集水井，將積水集中至深坑統(tǒng)一由排水泵排放至地表排水溝內(nèi)。為避免加大實際開挖深度，坑內(nèi)排水系統(tǒng)排水溝離開圍護樁邊的距離應(yīng)至少2m。
5 深基坑風(fēng)險分析及應(yīng)對措施
5.1 深基坑風(fēng)險分析防范。①安全巡視。根據(jù)發(fā)生的基坑工程事故案例可知，基坑在危險發(fā)生前都有可辨別的征兆。通過監(jiān)測和安全巡視，可及早采取措施，避免危險的發(fā)生。鑒于以上情況，我們將在本工程施工中設(shè)置常設(shè)的安全巡視人員，將安全巡視作為一項主要的日常性的工作。安全巡視由技術(shù)和安全專業(yè)人員組成，直接對項目經(jīng)理和項目總工負(fù)責(zé)，定期巡視，并向項目總工提交巡視報告 。巡視作業(yè)內(nèi)容包括有：基坑頂：土體塌陷、土體裂縫、滲水、堆截狀況等；基坑圍護止水帷幕：滲漏、裂縫等；基坑底：土體隆起、坡腳流土等狀況；基坑外：周邊道路、地下管線及建筑物的監(jiān)測情況等。②安全救援演習(xí)。項目部進(jìn)場后組織1～2次安全救援演習(xí)。安全救援演習(xí)的重點是指揮、通信系統(tǒng)，人員有組織的疏散等。
5.2 安全網(wǎng)和防護欄桿。安全網(wǎng)和防護欄桿是安全防護的重要措施。①基坑頂部沿基坑周圍設(shè)置一圈安全欄桿，欄桿采用鋼連管，高度1.5m，立桿間距5m，與冠梁上預(yù)埋鐵電焊勞，橫桿設(shè)置2道、掃地桿1道，與立桿由搭扣連接；②行車通道上的欄桿按照基坑周圍的欄桿設(shè)計布置，并涂醒目的油漆標(biāo)志；③行車道上的孔口處全部布設(shè)安全欄桿，立桿焊接在預(yù)留的預(yù)埋件上；④沿基坑周圍一圈布置不窄于5m的安全網(wǎng)，安全網(wǎng)的固定必須牢固；⑤所有洞、孔口中都設(shè)置安全網(wǎng)；⑥嚴(yán)防擅自破壞安全網(wǎng)的行為；⑦嚴(yán)禁在支撐上行走，如因施工需要在梁上行走，須經(jīng)項目部同意，并做好安全護欄。
5.3 夜間施工。①夜間施工必須保持良好的照明；②夜間施工必須有專門的安全檢查人員負(fù)責(zé)安全巡視；③安排夜間施工時，白天預(yù)先了解相應(yīng)的道路情況，安排好安全措施。
5.4 基坑頂荷載控制�；禹斕幒奢d的控制是本方案考慮的要點之一。①為避免基坑頂增加額外的荷載，我們專門設(shè)置了2個塔吊安裝需要的基坑頂作業(yè)點，作業(yè)前做好20cm厚C25混凝土地坪；②設(shè)立專門的巡視小組，檢查基坑頂嚴(yán)禁載；③基坑頂部也設(shè)置硬化場地，并設(shè)置向基坑外側(cè)方向的斜坡，將積水向外排出；④沿基坑頂部一圈設(shè)置排水溝和集水井，將積水排入荊州路、霍山路城市雨水管道。
5.5 土方工程安全要點。①支撐下的鏟運機、反鏟作業(yè)嚴(yán)禁碰撞支撐；②要保證司機人員的注意力充分集中，嚴(yán)禁休息不良好的司機駕駛車輛。
6 結(jié)束語
在深基坑開挖的施工過程中，根據(jù)實際地質(zhì)情況，遵循“先遠(yuǎn)后近，先撐后挖，分層分塊、盆式開挖，抽條支撐”的基坑開挖總的原則；合理選擇土方開挖的順序、方法，并在基坑開挖前做好圍護結(jié)構(gòu)和坑內(nèi)加固工作，進(jìn)行過程標(biāo)高控制；同時進(jìn)行深基坑風(fēng)險分析與防范，包括夜間施工的安全施工措施，以及荷載控制。本文根據(jù)實際工程經(jīng)驗對高大模板的施工過程及注意事項做出了一些淺析與總結(jié)，借以為類似工程提出一些借鑒。
參考文獻(xiàn)
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