逆作法施工中,基坑挖土如何在確保安全的前提下,加快進度,保證質(zhì)量,是一個難題。本文依據(jù)本企業(yè)在上海某大廈工程施工的實例,介紹逆作法挖土從施工準備到實際施工的全過程,提出了需著重注意的問題,可供今后承建類似工程參考。
 一、工程概況
  本工程基坑面積約4700平方米,開挖深度主樓區(qū)域為9.45米(包括200毫米厚混凝土墊層),裙樓區(qū)域為8.55米(也包括200毫米厚混凝土墊層),總計開挖土方量約42000立方米。
  地鐵XX線區(qū)間隧道位于基地西側,呈南北走向分布;舆吘鄥^(qū)間隧道凈距約6米,平行距離約80米,地鐵隧道頂部深約11~15米,隧道直徑按6.2米考慮。且基地周邊市政管線和臨近的多層、高層建筑物眾多。
  根據(jù)項目巖土工程勘察報告揭示,本工程場地土砂性較嚴重,自然地面下1.5至14米左右均為砂性土,且含水量豐富,滲透系數(shù)較大。
  本工程基坑圍護及地下結構采用頂板、中樓板兩層結構,平面梁板體系作為臨時支撐體系的半逆作法施工工藝,所以基坑開挖與工程地下結構土建施工穿插進行。只有待上層結構平面梁板體系混凝土強度達到設計要求,且空缺洞口(取土口)鋼支撐架設完成后,方可開挖下層土體。
  由于本工程大部分土方開挖為暗挖法施工,挖機將由取土口吊運至基坑內(nèi),在結構樓板下作業(yè)施工,作業(yè)空間較小,不利挖土作業(yè)正常進行;并且臨時支撐立柱較密集,故挖土難度較大,土方挖運需由多臺挖機在基坑中翻運接力,再由頂板上長臂挖機垂直挖運、裝車,所以土方開挖之施工較為繁瑣,進度亦較為緩慢。
  在基坑土方開挖過程中,由于施工對基坑及周圍環(huán)境變形影響較為敏感,故應密切注意深基坑監(jiān)測報告,根據(jù)設計規(guī)定的警戒值,合理安排施工,切忌強行冒進,心存僥幸。同時應預備多套應急預案,準備好應急物資,一旦險情出現(xiàn),馬上啟動應急預案,進入應急程序。
  二、挖土作業(yè)原則
  地下連續(xù)墻、高壓旋噴樁和深層攪拌樁養(yǎng)護到28天并達到設計強度后,方可進行基坑土方開挖。
  開挖時,基坑邊不得堆放重物及長時間停放重型機械,超載必須小于設計規(guī)定值。
  基坑開挖及支撐、墊層施工要求嚴格按照“分層、分區(qū)、分塊、分段”原則,限時、對稱、平衡開挖及支撐,嚴禁超挖,每土方分塊內(nèi)從開挖至墊層澆搗完畢控制在24小時以內(nèi)(地鐵側16小時)。
  第三層挖土考慮到本工程主樓區(qū)域開挖底標高和裙樓區(qū)域開挖底標高不一致,200毫米厚混凝土墊層難以形成對通支撐,所以分兩次進行。第一次先將基坑中央(裙樓)區(qū)域開挖至設計標高,同時保留兩側土體,增強坑內(nèi)的被動土壓力,減小側向位移和坑底土體回彈;待中央對通混凝土墊層形成后,再開挖南、北兩側(主樓)區(qū)域,最大限度地減少基坑側向變形和坑底回彈。
  三、施工準備
  本工程基坑土方開挖共分三層分別進行,其中第一層為明挖,第二及第三層為暗挖作業(yè)。在第二、第三層挖土作業(yè)時,長臂挖機、吊機及所有土方運輸車輛均需在結構頂板上行走,故重型機械、車輛的行走路線、交通組織是土方開挖工作順利進行的必要保證。
  由于土方開挖作業(yè)對周圍環(huán)境污染較大,所以施工中應重視環(huán)境保護與文明施工工作,并在施工前作必要的規(guī)劃與準備。
  在施工前準備了多套搶險應急預案及搶險物資,一旦險情出現(xiàn),馬上啟動應急預案。
  四、施工方法
  1、第一層挖土。分為三種工況:一種是首先開挖沿XX路一側,至-2.3米,寬度為8米;2臺挖機分別從中央向南、北兩個方向作業(yè)施工;第二種是接著在XX路側保留10米寬硬地坪,1:2留坡,作為施工道路;地鐵側12米寬度內(nèi)開挖至-2.3米,其余開挖至-2.7米;第三種是開挖上述工況保留的10米寬道路,至-2.7米,完成后迅速澆搗100毫米厚C20混凝土墊層。
  2、第二層挖土。分為兩種工況:一種是地鐵側保留12米、其余保留8米土臺,1:1.5放坡盆式開挖至-5.75米。所有暗挖土方原則上均由小機操作,不使用人力挖土;另一種是8臺0.25立方挖機繼續(xù)開挖留置土臺及盆底區(qū)域,統(tǒng)一至-6.25米,隨即澆搗200毫米厚C30早強混凝土墊層。
  3、第三層挖土。分為兩次進行:第一次先開挖基坑中央裙樓區(qū)域,保留南、北兩側土體;第二次待基坑中央200毫米厚混凝土墊層達到設計強度后再開挖兩側主樓區(qū)域。第三層挖土的最后一種工況是坑底井道開挖:待墊層混凝土強度達到設計要求,0.25立方挖機進行作業(yè),開挖落深井區(qū)域,長臂挖機停機頂板裝車外運。
  五、深基坑監(jiān)測、信息化施工與應急預案的啟動
  深基坑開挖施工,基坑及環(huán)境監(jiān)測是保障工程安全性的必要前提,同時也為信息化施工提供必要數(shù)據(jù)。通過應急預案的制定,信息化施工的實質(zhì)就是,利用基坑監(jiān)測的第一手數(shù)據(jù),指導施工的具體組織,控制施工速率的變化,判定目前施工所處的狀態(tài)。根據(jù)設計要求,我們將施工狀態(tài)分為三類,即正常狀態(tài)、警戒狀態(tài)與應急狀態(tài)。
  正常狀態(tài):即指監(jiān)測數(shù)據(jù)均在設計警戒值以內(nèi),處于安全狀態(tài),在滿足設計要求的前提下可加快施工速率。
  警戒狀態(tài):即指監(jiān)測數(shù)據(jù)已超過設計警戒值,施工應合理、謹慎掌握速率,與設計單位保持更密切的聯(lián)系,項目部處高度戒備狀態(tài),主要領導應保持通訊暢通,隨時準備進入應急程序。
  應急狀態(tài):即指工程搶險狀態(tài)。根據(jù)事先制定的應急預案,當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預案啟動設定值,即啟動應急預案。
  由于項目部嚴格按(經(jīng)批準的)施工方案實施作業(yè),該項目的土方開挖工作已優(yōu)質(zhì)提前完成。經(jīng)檢測,圍護體的側向變形成功地控制在1厘米以內(nèi),保證了地鐵隧道和周圍環(huán)境的安全,工程始終處于正常狀態(tài);同時由于挖土機械的正確選擇與大量投入,基本上未采用人力挖土,大大提高了施工速率,比原計劃28天總挖土工期縮短了5天完成。