鬧市區深基坑土方開挖方案的探討

劉艷軍

鬧市區深基坑土方開挖方案的探討

劉艷軍

結合具體工程實例,通過對常見的兩種深基坑土方開挖方案進行比較,闡述了選擇土方開挖方案及土方開挖時應注意的事項,為同類深基坑土方開挖施工提供了指導和經驗。

深基坑,土方開挖,內支撐

1 工程概況

太原市某地下車庫及職工食堂、澡堂工程東西向總寬度為38.7m,南北向長為 80.1m,總建筑面積為 5 567.90m2。

建筑層高為：一層 4.2m,二層 4.5m,地下車庫 8.55m。室內外高差 1.05m,建筑總高度為 10.35m。

結構形式為框架結構,地基采用天然地基,基礎采用梁式筏板基礎,基底標高 -10.170m,基坑開挖深度約為 9.20m。

2 施工現場條件

1)施工現場場地狹小,北側距建筑物 6.0m為 22層高層住宅樓,南側距建筑物 6.2m為 3層磚混結構,西側靠南有一 4層磚混建筑,距離本建筑物 3.0m,東側建筑物 8m為 2層磚混結構,且東面需留設 1.5m的人行道。

2)建筑物位處汾河邊上,地下水位較高,且在 2.7m～2.8m之間。降水采用深井降水。

3)基坑開挖深度約為 9.20m,基坑支護采用鋼筋混凝土灌注樁 +內鋼支撐。冠梁頂標高為 -3.00 m,鋼支撐采用φ610×12的鋼管;基坑角部設斜撐,東西方向設頂撐,頂撐間距約 8m。基坑內壁采用噴錨護壁。

3 土方開挖方案的選擇

1)土方開挖的順序、方法嚴格遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則。

2)土方開挖總的思路采用分層分段開挖。

3)由于基坑內壁采用噴錨護壁,土方開挖應按 1.5m左右為層距,逐層開挖,逐層護壁。

4)開挖方案及方案選擇。

a.開挖方案一：土方開挖分三步開挖,見圖 1。第一步開挖至-5.00m處,開挖時由中間分別向南北兩個方向開挖;第二步開挖至底部,開挖時在東西兩側預留 5m寬土臺,按 1∶1.5放坡,由南向北開挖;第三步開挖土臺,由南向北,每安裝一段支撐,開挖兩段支撐間的距離,開挖要做到隨撐隨挖,先撐后挖。第三步土方開挖時,支撐底部設兩臺小挖機倒土,支撐外邊設一臺 SANY 210C反鏟挖掘機挖土、裝土。

b.開挖方案二：土方開挖分兩步開挖,見圖 2。第一步開挖至-3.05m(即鋼支撐底標高)處,開挖時由中間分別向南北兩個方向開挖;第一步土方開挖后,進行鋼支撐施工,待鋼支撐施工完后,進行第二步土方開挖;第二步土方開挖時由南向北施工,坑上設一臺 SANY210C反鏟挖掘機,-8.0m以上的土由挖機直接開挖,-8.0m以下的土即挖機直接挖不到的土,坑底設兩臺小挖機倒土,倒出后由坑上挖機挖出。

c.方案優缺點：方案一：鋼支撐安裝時,需搭設腳手架,電焊工人在腳手架上焊接。鋼支撐就位、安裝過程中均需用吊車,吊車臺班量較多(施工現場設塔吊,費用不會增加太多)。第一、第二步土方量大,土方開挖方便,開挖速度快,有利于工程進度。第三步土方開挖時約7 200m3,需用小挖機倒土。方案二：鋼支撐直接在地坪上拼裝,無需搭設腳手架,方便工人操作。吊車主要進行鋼支撐就位,安裝時無需吊車,吊車臺班量少。第二步土方開挖時,受鋼支撐影響,挖土速度較慢,且-8m以下的土均需倒土,倒土量約 7 000m3。第二步土方開挖時,挖掘機、汽車要經過鋼支撐,應對鋼支撐采取成品保護措施,目前用的方法是在支撐鋼管兩側設枕木,頂部鋪設鋼板。成品保護費用較高,且施工繁瑣。

d.方案選擇：由于工程項目工期較緊,項目部選擇方案一。

4 施工準備

4.1 機具

1)挖土機械：坑上兩臺 SANY210C反鏟挖掘機(1m3斗),自卸汽車運土,坑底兩臺小型挖掘機倒土,污水泵(用于明溝排水)。2)一般機具：尖、平頭鐵鍬、手推車、尼龍線或 20號鉛絲、鋼卷尺、水準儀、海帶等。

4.2 作業條件

1)土方開挖前,全面清理現場,并初步平整,滿足車輛行駛要求。2)在基坑四周做擋水圍堰和排水溝,防止施工場地的水流入基坑。3)支護樁、帷幕樁、冠梁已施工完,強度滿足設計要求。4)地下水位降至基坑下皮 500mm處。5)夜間施工時,應有足夠的照明設施。6)編制基坑監測方案,設置監測點,委托第三方觀測。

5 施工要點

1)土方開挖過程中,應對鋼支撐、降水井、支撐樁及格構柱、支護樁等采取保護措施,土方開挖過程中應避免挖掘機斗子碰撞。

2)挖出的土及時運走,基坑四周不得隨意堆土。

3)開挖基坑時不得破壞基底土的結構,亦不得挖至設計標高以下。

4)土方開挖過程中,應加強基坑監測,做好監測記錄,發現異常,立即停止挖土,采取應急措施。

5)每開挖 1.5m深,及時做噴射混凝土護壁,護壁成型強度達到要求后,方可進行下一步開挖。

6)土方開挖時,如出現滲水、滲砂時,應用海帶止砂水泥抹面后,滲漏水做好導流工作,同時在坑底挖明溝,設明井,及時抽水。

7)第三步土方開挖時,內部鋼支撐做一段,挖兩段支撐間的土,嚴禁超挖。

8)開挖基坑時,應控制好坑底標高,并在坑底預留不少于300mm厚的余土,最后用人工清理。出現超挖時,應加厚墊層或用砂石夯填至設計標高。已挖好的基坑應及時清邊平底,滿封墊層以保護基底。基坑開挖后,應盡量減少對基土的擾動。

6 安全注意事項

1)非機組人員不得擅自動用機械設備。油罐臨設應有防火、防爆設施。2)夜間施工時,現場應有充分的施工照明。施工通道及基坑應設專人進行監測,發現異常即刻停工。3)挖掘機裝車時,汽車駕駛室內不得坐人,挖掘機作業時,機下施工人員禁止在挖掘機起重臂作業回轉半徑內停站。4)隨時觀察基坑穩定性,如發現塌方跡象,應及時采取有效措施,確保施工安全。5)基坑周邊設防護欄桿,掛設密目式安全網。

[1]張飛進,李旭偉.基坑施工對鄰近建筑影響數值分析[J].山西建筑,2009,35(9)：116-117.

Exploration on earthwork excavation scheme of deep foundation pit in the downtown

LIU Yan-jun

Integrating with engineering case,by comparing two common earthwork excavation schemes of deep foundation pit,it expoundsmatters needingattention in selecting earthwork excavation schemeand earthwork excavating,which has provided guidance and experience forsimilar earthwork excavation construction of deep foundation pit.

deep foundation pit,earthwork excavation,internal support

TU463

B

1009-6825(2011)03-0062-02

2010-10-08

劉艷軍(1979-),男,工程師,山西六建集團山西陸通建筑有限公司,山西 太原 030024