一、前言
土方开挖是基坑施工的重点,也是关键。土方开挖施工质量的好坏直接关系到整个基坑施工的效果,需要引起施工单位的高度重视。
二、基坑支护起到的作用
市政建设是市政活动的重要内容,是规划设计的执行阶段,是城市政府根据市政规划的总体部署所主办的各种公共性设施和事业的建设,如道路、排水、桥梁等,目的在于繁荣城市经济、方便市民生产生活环境,促进城市的物质文明和精神文明的发展。市政建设的内容范围是动态发展的,市政工程建设只是市政建设的传统概念,属于其重要内容。现在很多的市政建设都有层数高、施工工期长、施工工序十分复杂且结构较为复杂等常见特点。随着对市政建筑要求被不断提高,新结构和新工业的产生也提高了对建筑的要求,不断发展的市政建筑不在被传统建筑技术所满足,进而现代市政建筑迫切需要解决的问题就是发展深基坑支护的新技术,为市长建筑提供保障。
三、土方开挖重点与难点分析及主要应对措施
1、土方开挖深度大,最深达20.25m,需要降低地下水位的幅度较大。场区内第一承压含水层埋深较浅,承压水层隔水顶板底标高约为-23.95m,第一承压含水层距离坑底2.75m,同时地下连续墙未将第二承压含水层完全隔断,基底隆起、突涌的风险较大。
2、填土以建筑垃圾、混凝土块为主,根据前期地下连续墙、桩基施工经验,破旧桩头、临近基坑的护坡、三轴搅拌桩均在场地内出现,给后续的土方开挖造成很大的难度。
3、必须最大程度降低基坑开挖过程对周边环境的影响。
四、土方开挖施工方法
1、压顶圈梁施工。先将内侧导墙挖除并沿基坑周边开挖至-3.35m.。压顶圈梁模板支设完成后,进行压顶圈梁混凝土浇筑。
2、第1步土方开挖与第1道水平支撑施工。第1道对撑养护期间,开挖第1道环撑上土方并施作第1道环撑。由于土方开挖时,栈桥及第1道支撑可能尚未达到设计强度,因此需在栈桥边预留临时出土坡道,此时以栈桥为分隔,形成2个半圆形中心岛,直径约45m,中心周边按照1∶1.5进行放坡,坡脚与环梁内皮之间留出1.5~2.0m的作业空间,然后从基坑周边向中心岛退挖第1道支撑以上的土体。
3、第2步土方开挖与第2道水平支撑施工。开挖环撑内侧3m宽的水平作业面,开挖足够深度时,侧向掏挖第1道环撑下的土体。在土坡上-7.85m标高处修一停机平台,负责将第1道撑下的土方通过-3.35m停机平台装车运走。在完成第2道环撑位置下的土方后,即开始环撑梁的施工。完成第2道环撑梁施工后,对中心岛土方开挖,同时掏挖第1道对撑下的土方,通过栈桥两侧的2个堆土点进行外运。
4、第3步土方开挖。基坑内的挖掘机将土方倒运到栈桥两侧的堆土点,每个堆土点设置1台长臂挖掘机装车运土。
五、土方开挖质量控制要点
1、基坑开挖以履带式液压挖掘机挖土为主,人工修挖为辅,开挖顺序、方法必须与设计工况一致并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。
2、土方开挖前应将分层层厚、位置、分段长度、作业面开挖顺序向施工人员做书面技术交底,现场做出明显标记,以控制挖土深度、长度,严禁超挖。
3、基坑土方开挖施工必须遵循分区、分层开挖。挖每一层土,土层底面保持大致平整,以利于流水施工展开。
4、机械开挖禁止碰撞工程桩、已施工好的深井管等设施,在上述设施附近的土方采用人工翻挖,配合挖掘机。
5、基坑随深度的加深,应密切注意观察所有降水设备的运行情况,及时排除故障,确保基坑呈现无水状态下作业,若有局部湿土或地面水及排出水局部影响,采用设置400mm×300mm排水明沟及集水坑并应迅速用泵排除积水,使基坑始终处于无水状态。
6、在最后一层开挖中应特别注意,当机械挖土离坑底标高30cm左右时,一律改用人工修整坑底,确保混凝土垫层能铺在原状土层上。
7、土方开挖的同时,应加强对基坑支撑体系水平位移、坑底回弹和隆起量、支撑体系裂缝变形、工程桩移位的监测,确保基坑及周边环境的稳定与安全。
8、尽量缩短围护结构暴露时间,采取措施加快地下结构部分施工速度。土方开挖满足混凝土结构施作条件后,即展开混凝土工程的施工,尽量缩短基坑晾槽时间。
9、合理安排开挖时间及顺序,确保按照分段分层一个作业面要么不开挖,一旦开挖确保一个工作面完整,不影响下道工序的施工。
六、围护和挖土工程施工过程中的监理控制
1、监督施工单位严格按批复的施工组织
设计和各专项施工方案实施,按施工规范和设计图纸严格施工;特别是支撑梁是整个基坑稳定的关键构件,不能受任何损伤,故应严禁挖土机直接停在支撑梁上作业,除设计加固的运土位置,严禁挖土机、运土车辆直接在支撑梁上行走碾压,更不允许任何形式下的在梁下土方被掏空的情况下在梁上行车或站机作业。
2、当挖机不可避免在支撑梁上挖梁面土时,应首采用小挖机,尽量停放在立柱支撑节点上挖土,严禁大型挖机停放在任何支撑结构上进行土方操作;挖机在梁上挖土时应在梁两侧对称挖土,挖斗要离开梁边80cm以上下斗,严禁挖斗将梁面梁角损坏,更不允许操作失误直接挖碰撞击支撑梁;挖机严禁在已架空的支撑梁上行走。钢管脚手架、彩条布标识运土通道位置,梁面翻运的土方,应堆放在离梁外包线5m以上的范围外,堆放高度不得超过1.5m,并按1:1.5-2.0放坡堆放;已挖出支承梁上严禁堆载多余土量。
3、当基坑四周地面由于变形出现裂缝时,应及时用水泥浆灌缝封闭,对周围边坡的砼护面应经常检查,若出现破损或裂缝应及时修补。基坑开挖如出现局部渗水,首先采用压力注浆,待渗水停止后将积水排除;周边建筑物、构筑物的保护措施:在基坑土体开挖至地下室施工结束期间10m范围内堆载不得超过10KPA(按设计说明)。如果基坑靠近城市道路,有较多重要管线,及时设置监测观测点。
4、基坑开挖一般按几个阶段进行,基坑土体开挖要求分层开挖,每层厚度不宜大于1.5m,必须遵循分层开挖、严禁超挖的原则;机械挖土至设计标高后,立即进行人工修土和设垫层,并必须在6~8小时内完成;一般坑边9m范围内垫层采用300厚C25砼,并在4小时内浇筑完毕;在用机械挖土时必须注意,挖土深度严禁超过设计标高,不得损坏工程桩、支护桩、围梁、支撑及立柱;避免扰动开挖面以下的坑内土体;基坑内挖出的土方及时外运,基坑四周卸土范围内不得堆载,否则会使支护结构变形过大,危及基坑安全;基坑挖土施工应做到五边施工,即:边挖、边凿、边铺、边浇、边砌保证基坑土体不长期暴露确保基坑稳定;坑内土体开挖时不得留陡坡,以免基坑内土体滑移而引起工程桩偏位。
5、挖土过程中,督促施工单位测量员全程跟踪测量,对开挖标高严格控制,严禁超挖。将要到开挖最终标高时,可先挖小一块至设计标高,然后以此为参照继续开挖,以保证的开挖的均匀性、正确性。土方开挖中严禁超挖,一旦有超挖的情况,禁止用原土回填,应用性质良好的粘土或砂石料(细塘渣)回填;开挖至设计标高后基底的松土应及时清理干净,监理马上组织基坑验槽。
七、结束语
总之,随着大型建筑的数量增加,基坑土方施工技术已经成为建筑
工程的重要组成部分,土方开挖对建筑施工质量起到关键作用,也是促进建筑施工发展的关键技术。
参考文献:
[1]彭波,寇洪祥,戚庆学.内支撑支护的深基坑土方开挖[J].施工技术,2011,25(1):112-113.
[2]徐辉,刘洪刚,袁伟林.和合国际中心基坑支护工程实例[J].山西建筑,2013,39(13):79-82.
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