摘要:近年來,城市建筑向高空發(fā)展,高層或超高層建筑鱗次櫛比,隨之而來,深大基坑施工越來越多,周圍環(huán)境越來越復雜,深基坑施工難度也越來越大。本文對深基坑土方開挖施工技術作一些探討。 

  關鍵字:深基坑 土方開挖施工   

   近年來,城市建筑向高空發(fā)展,高層或超高層建筑鱗次櫛比,隨之而來,深大基坑施工越來越多,周圍環(huán)境越來越復雜,深基坑施工難度也越來越大。各個城市的大型和超高層建筑大量涌現(xiàn),基坑工程呈現(xiàn)出“緊”(場地緊湊)、“近”(工程距離近)、“深”(開挖深度大)、“大”(規(guī)模和尺寸大)等特點。深基礎施工是大型和高層建筑施工中極其重要的環(huán)節(jié)。本文對深基坑土方開挖施工技術作一些探討。 

   一、深基坑土方開挖施工技術 

   1、施工準備 

  深基坑一般指開挖深度大于5m的基坑。深基坑施工前,應了解建筑場地及周邊、地表至支護結構底面下一定深度范圍內地層結構、巖土性狀、含水層性質、地下水位、滲透系數(shù)等;了解建筑場地及其附近的地下管線、地下埋設物的位置、深度、結構形式及埋設時間等。對已有鄰近建筑的深基坑施工,應熟悉已存鄰近建筑的位置、層數(shù)、高度、結構類型、基礎類型,此外,也應掌握深基坑施工的其他條件,如基坑周圍的地面排水情況,地面雨水、流水、上下水管線排人或漏人基坑的可能性以及基坑附近的地面堆載及大型車輛的動、靜荷載。 

  2、深基坑施工方案 

  施工方案(或施工組織設計)是搞好一切工程的先決條件,它包括深基坑工程設計,主要有支護設計、降水或截水設計、土方開挖設計和監(jiān)測設計。支護設計主要滿足邊坡和支護結構穩(wěn)定的要求,既不產(chǎn)生傾覆、滑移、整體或局部失穩(wěn),基坑底部不產(chǎn)生隆起、管涌,錨桿部位不致抗拔失效,同時必須滿足水平位移和地基沉降不超過允許值,支護結構構件本身受荷后不致彎曲折斷,剪斷和壓彎。基坑支護常用的幾種方法有坡率法、排樁支護、鋼板樁支護、地下連墻支護、土釘墻支護、深層攪拌支護等。降水設計應控制由降水引起的地基沉降不致對鄰近的重要管線產(chǎn)生過量沉降,影響其正常使用或危及其安全;地下水控制常用的幾種方法有明溝排水、電滲降水、輕型井點降水、管井降水等。截水帷幕應控制不致因滲漏而引起水土流失和過大的變形。常用的方法主要有高壓噴射注漿、深層攪拌;土方開挖設計應滿足分層、分段、對稱、平衡、適時的原則,確保土方開挖安全、運輸合理;根據(jù)施工方案,施工前應作好設計交底,針對深基坑施工的施工工藝和作業(yè)條件,制定措施得力、針對性強、合理全面的施工方案。施工方案應充分認識深基坑施工的難點、重點和施工工藝的特點,質量安全控制目標恰當,保證措施到位,施工組織合理,檢驗監(jiān)測嚴謹。對不同的基坑支護方式,施工的難點和要點有所不同,但總體要求基本一致。一是對施工工藝要熟悉,掌握基本的施工參數(shù);二是要掌握主要施工機械及配套設備的技術性能;三是對水泥、砂石、鋼筋、錨桿、鋼板樁等原材料及其制品進行質量檢驗,并保證施工質量。四是根據(jù)場地特點和不同的施工階段,采取合適的降水或截水措施。五是土方開挖應分層分段進行,控制挖土進度;六是對雨季施工既要注意排除地面雨水倒流人基坑,又要注意雨季水的滲入,土體強度降低,土壓力加大造成基坑邊坡坍塌事故。 

   3、基坑開挖時的主要技術措施 

   (1)提出合理的開挖程序及開挖施工參數(shù)。這是確;臃(wěn)定和控制基坑變形符合設計要求的關鍵,其基本要求為:①有支護(錨拉)的基坑要分層開挖,分層數(shù)為基坑所設支撐道數(shù)加一。每挖一層及時加好一道支撐或設好一道錨桿。當采用土釘墻或噴錨網(wǎng)支擴方案時,應按設計每挖一層土做一層支護、隨挖隨支護;②有內支撐的基坑,每層土的開挖,對同時開挖的部分,其位置和深度,以保持對稱為原則,防止基坑支護結構承受偏載;③保證支撐、圍檁或拉錨的施工質量,科學組織、精心施工;④規(guī)定施工場地、土方、材料、設備的堆放場地及數(shù)量,限定基坑旁邊的超載;⑤確保排水、堵水及降水的措施,嚴防圍護墻體發(fā)生水土流失而導致基坑失穩(wěn);⑥合理確定地基加固的范圍、質量要求及檢驗方法⑧提出監(jiān)測設計,落實按監(jiān)測信息指導施工防止事故的方案。 

 。2)考慮時空效應的開挖及支撐施工。基坑開挖的幾何尺寸(長、寬、高)和擋墻開挖部分的無支撐暴露時間,對基坑圍護墻體和坑周地層位移有明顯的相關性。這里反映了基坑開挖的時空效應的規(guī)律?紤]時空效應的開挖及支撐施工應根據(jù)下述諸因素進行:①基坑規(guī)模、幾何尺寸、圍護墻體及支撐結構體系的布置;②基坑地基加固和施工條件;③選擇基坑分層、分塊、對稱、平衡限時開挖和支撐的順序,并確定各工序的時限。 

   (3)逆作法施工的措施。 

   照明、通風:采用有效方法滿足施工需要。 

   挖土:周邊底板逆作挖土時,按20m~30m抽條間隔挖土,挖土時先挖預留洞以下的土方,再間隔抽條挖洞口兩側的土方。每一分塊逆作挖土時,采用分皮分層挖土,分層厚度不大于2.5m,每一施工段與未開挖部位之間邊界采用臨時邊坡,臨時邊坡為1:1.5,平臺寬度為2m。 

   (4)基坑降水技術措施。為確保地下水位始終在基坑最低開挖面以下0.5m或1m處,疏干井應始終抽水,而減壓井則為控制⑤2層微承壓水水位的水頭標高,適時抽水,降低承壓水頭標高。為確;娱_挖過程中的抗承壓水穩(wěn)定性,在基坑周邊設置承壓水位觀測井,對承壓水的水位進行密切監(jiān)測;根據(jù)有關部門提供的承壓水水文特性,通過驗算確定設置承壓水抽水井的口數(shù)、抽水時間及抽水量,掌握“適時、適量抽取”的原則,避免由于過度抽取帶來的對周邊環(huán)境的不利影響。 

   (5)基坑內外排水與坡面保護。由于基坑面積龐大,相應形成較大集雨面積,為防止基坑內積水,基坑內設置由明溝、集水井點構成的排水體系,確保能將雨水及時排出坑外。為減少坑外坡面滲流量,在卸土留坡的第二級平臺處打設復合土工膜防滲墻。在挖土過程中凡需長時期暴露的開挖坡面,均需采取保護措施,坑內的留土平臺及坡面在保護面鋪設φ16@200×200鋼筋網(wǎng),并上覆50mm厚細石混凝土,在坑外卸土坡面上鋪設一層無紡土工布,然后鋪設φ16@200×200鋼筋網(wǎng),并上覆50mm厚細石混凝土,坡面留泄水孔。 

   二、施工質量控制要點 

  1、易出現(xiàn)的問題及應變處置措施 

   (1)圍護結構出現(xiàn)滲水、漏泥或開挖面以下出現(xiàn)冒水,應變處置措施:①采取止水堵漏措施;②發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),及時采取加固措施。 

 。2)土方開挖不均衡,支撐施工不及時致使支護系統(tǒng)受力和變化速率過大,應變處置措施:①加快開挖和支撐的施工進度,增加支撐預加軸力的次數(shù);②調整開挖及支撐施工次序,減小每步開挖的空間尺寸,使基坑受載均衡。 

  (3)圍護結構剛度、強度不足,變形過大,應變處置措施:①增加臨時斜撐、角撐;②對支撐加設預緊力;③加強支撐的豎向間距;④在坑內堆載或坑周卸載。 

  (4)基坑隆起過大,應變處置措施:①在最下層開挖時,采取分塊挖、分塊澆筑墊層混凝土,以控制墻體位移;②采用中心島法挖土;③超前在坑底進行塊凝壓力注漿;④壓載。 

  (5)支撐支柱樁不均勻沉降或上浮,應變處置措施:①在支撐上加載或卸載;②設置臨時拉系構件,以使支撐穩(wěn)定;③設立豎向十字撐;④調整立柱上支托支撐的支托構件標高。 

  (6)支撐因截面不足,有壓損可能,應變處置措施:①在豎向及水平向增設支撐;②加固支撐。 

  (7)支撐下垂、撓曲變形,應變處置措施:①對桿件進行加固,設置臨時拉系構件,以縮短構件的長細比;②必要時增設水平向和豎向支撐;⑧地面上對稱卸載,坑內堆載。 

  (8)支護體系及土體變化速率突增,基坑有失穩(wěn)可能,應變處置措施:①放水回灌;②對基坑進行局部乃至全部回填;⑧在采取以上措施,土體得到臨時穩(wěn)定后;著即進行地基或支撐加固。 

  2、必須建立和完善應急救援預案 

  深基坑施工具有一定的危險性,針對深基坑施工的特點,施工單位應當建立和完善應急救援預案,防止突發(fā)事故的發(fā)生,做到有所防備,有所準備。 

 。1)堅持常備不懈的原則。安全生產(chǎn)事故救援必須堅持預防為主。常備不懈是事故應急救援工作的基礎。在深基坑施工時,應根據(jù)深基坑作業(yè)的特點及可能發(fā)生的事故,做好事故的預防工作,避免或減少事故的發(fā)生外,落實好救援工作的各項準備措施,做好預防準備,一旦發(fā)生事故就能及時實施救援。 

 。2)堅持統(tǒng)一指揮、分級負責的原則。施工單位應建立從公司(企業(yè))到項目部再到作業(yè)班組的應急救援體制,從人、財、物上全面落實,充分發(fā)揮事故單位及施工所在地的優(yōu)勢作用。深基坑施工是一項專業(yè)性很強的工作,應當根據(jù)施工的各工種、各工序,有針對性地作好事故防范及應急救援準備。必須充分發(fā)揮各方面的主動性和力量,形成統(tǒng)一的、高效的救援指揮部。一旦有事故發(fā)生,能立即啟動救援機制,迅速、有效地組織實施應急救援,盡可能避免和減少損失。 

  三、結束語 

   深基坑施工具有一定的難度和危險性,但只要我們從思想上、組織上高度重視,在方案措施上細致可靠,就能減少和避免安全事故的發(fā)生。 

  參考文獻: 

  [1]宋子福,朱偉峰,馬金純.談談土方工程施工的方案設計[J].黑龍江水利科技,2000,(03) 

  [2]趙乃志,劉丹,武明宇.長春明珠會所基坑工程實例分析[J].工程建設與設計,2007,(11).