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        復(fù)雜環(huán)境下深基坑土方開(kāi)挖施工方法

        2021-09-01 06:45:46曾金聰福建建工集團(tuán)有限責(zé)任公司福建福州350000
        安徽建筑 2021年8期
        關(guān)鍵詞:施工設(shè)計(jì)

        曾金聰 (福建建工集團(tuán)有限責(zé)任公司,福建 福州 350000)

        0 引言

        近幾年,盡管在復(fù)雜環(huán)境下深基坑的施工技術(shù)得到了一定程度的發(fā)展,積累了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn),但是在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中仍然存在著一些問(wèn)題,本文具體地探討了在復(fù)雜環(huán)境下深基坑土方開(kāi)挖施工特點(diǎn)、施工方法和保障措施。

        1 工程概況

        1.1 設(shè)計(jì)概況

        本工程位于某市區(qū)中心繁華地段的院區(qū)內(nèi),地上22層,地下2層,地下室基坑面積約 5730.1m,周長(zhǎng)約 332.5m。土方約78000m,石方6000m。地下室基坑開(kāi)挖深度按筏板墊層底標(biāo)高-13.20~-14.40 控制,基坑周邊場(chǎng)地標(biāo)高 為 19.00~21.00,基 坑 開(kāi) 挖 深 度12.20~15.40m,其 坑 中 坑 開(kāi) 挖 深 度18.10m?;咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用排樁+2道內(nèi)支撐支護(hù)。在±0.000、-3.0m標(biāo)高處圍護(hù)樁頂設(shè)一冠梁,-3.0m、-8.0m標(biāo)高處各設(shè)一道腰梁及內(nèi)支撐,冠梁以上坡面及基坑開(kāi)挖面(圍護(hù)樁表面)做掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù),水平內(nèi)支撐設(shè)有26根型鋼格構(gòu)柱(600×600mm)。

        1.2 降水措施設(shè)計(jì)概況

        為防止透水層中地下水位對(duì)基坑開(kāi)挖產(chǎn)生影響,本設(shè)計(jì)于基坑周邊設(shè)置止水帷幕,基坑底設(shè)置19口降水井(疏干井),降水井與回灌井(12口)。

        2 施工難點(diǎn)

        2.1 場(chǎng)地狹小

        場(chǎng)地南側(cè)及東側(cè)紅線(xiàn)(即現(xiàn)有的醫(yī)院圍墻)均與城市主干道相鄰,西側(cè)紅線(xiàn)與居民樓(2~3F)相距約3m,場(chǎng)地南臨鶴山西路,東臨世紀(jì)大道及第一住院樓(22F,樁基礎(chǔ)),世紀(jì)大道東側(cè)為秦溪,距離本工程場(chǎng)地最近約60m,溪寬約25m~30m,兩側(cè)采用條石砌筑擋墻,高約5m~8m,目前溪水深約20~30cm,溪水自北東向南西流向。其中地下室外墻線(xiàn)東面距離第一住院樓最近約38m,北面距3#門(mén)診急診樓(8F)最近約4m,北面距離6#第二住院樓最近約10m,西側(cè)距離居民樓約17.5m。

        2.2 周邊環(huán)境復(fù)雜

        工程地處市中心,緊對(duì)十字交叉路口,周邊環(huán)境極其復(fù)雜,示意圖詳見(jiàn)圖1。

        圖1 基坑與周邊相對(duì)位置示意圖

        場(chǎng)地大致呈北高南低之勢(shì),地下室基坑北側(cè)圍護(hù)樁距3號(hào)樓(8層,局部10層,±0.00=22.6m,筏 板 基 礎(chǔ),埋 深 約1.7m,該建筑將在本門(mén)急診病房綜合樓驗(yàn)收后拆除)約4.15m~ 10.40;距6號(hào)樓(7層,局部8層,±0.00=20.6m,筏板基礎(chǔ),埋深約2.0m)約6.29m;地下室基坑西側(cè)圍護(hù)樁約15.0m外為1~3層民房;地下室基坑南側(cè)圍護(hù)樁約5.0~12.8m外為鶴山西路(該側(cè)車(chē)道部分圍護(hù)樁需占用紅線(xiàn));地下室基坑?xùn)|南側(cè)圍護(hù)樁約11.7m外為世紀(jì)大道人行道,東側(cè)為第一住院樓(22層、樁基礎(chǔ))。場(chǎng)地除道路一側(cè)分布有少量地下管網(wǎng)外,其余地段均未發(fā)現(xiàn)。即周邊建筑及道路距離地下室開(kāi)挖邊線(xiàn)相對(duì)較近?;舆吰驴傮w穩(wěn)定性差,基坑開(kāi)挖會(huì)對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)一定的不利影響,需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)基坑支護(hù)施工設(shè)計(jì)。

        3 土方開(kāi)挖

        3.1 選擇比較施工便道方案

        由于該項(xiàng)目為公開(kāi)招投標(biāo)公建項(xiàng)目,標(biāo)書(shū)中包含了深基坑施工支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙的造價(jià),但是圖紙中沒(méi)有設(shè)計(jì)棧橋,根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況我司提出要求甲方增設(shè)施工棧橋,甲方不同意。我司相對(duì)設(shè)計(jì)棧橋的位置需加設(shè)格構(gòu)柱樁基、加板等費(fèi)用預(yù)算要100萬(wàn)元左右,對(duì)施工成本控制提出挑戰(zhàn),并且施工后拆除也需要一定的時(shí)間和費(fèi)用,故對(duì)此施工方案組織項(xiàng)目部相關(guān)人員進(jìn)行深入的研究和探討,一致認(rèn)為該方案費(fèi)工費(fèi)時(shí)不采用。

        相對(duì)本工程的實(shí)際情況,結(jié)合大型深基坑工程常用的土方開(kāi)挖形式,本著方案科學(xué)、技術(shù)先進(jìn)可行、工藝簡(jiǎn)單適用、措施保障得力、組織管理嚴(yán)密、計(jì)劃詳細(xì)實(shí)用的原則下,為了確保工程質(zhì)量、進(jìn)度、安全及投資節(jié)省率,經(jīng)過(guò)討論施工可行性和成本計(jì)算,決定采用留設(shè)坡道加鋼板焊接棍肋防滑,在兩側(cè)安裝防護(hù)欄桿彩布條加壓砂袋防雨、防撞等措施,其施工方便、成本低、拆除簡(jiǎn)單比設(shè)計(jì)棧橋投資節(jié)約成本70%,工期確保。

        3.2 挖土方案的選擇

        基坑設(shè)置二道內(nèi)支撐,土方開(kāi)挖分三層進(jìn)行。開(kāi)挖順序整體上由兩端向中間,無(wú)支撐梁的區(qū)段內(nèi)由中部往四周,如圖2所示,圖中A、B、C、D、E、F六個(gè)區(qū)域同時(shí)開(kāi)挖,并逐步向四周擴(kuò)大開(kāi)挖,開(kāi)挖過(guò)程注意分層、分段和相鄰高差的關(guān)系。

        根據(jù)基坑的特點(diǎn)、周邊環(huán)境情況、考慮到臨時(shí)坡道放坡的角度控制和車(chē)輛的爬坡性能,基坑的前二層土方挖掘,由出土車(chē)通冠梁及內(nèi)支撐梁拆模后,與基坑預(yù)留坡道位置相遇的內(nèi)支撐梁,其上方500mm范圍及兩側(cè)應(yīng)回填土方,并夯實(shí),滿(mǎn)鋪鋼板以避免車(chē)輛行走對(duì)內(nèi)支撐梁造成損傷。

        3.2.1 第一層土方開(kāi)挖

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖壓頂梁及第一道混凝土支撐墊層以上土方(±0.0~-4.0m)。該層土厚4.0m.按二層開(kāi)挖,此層土方開(kāi)挖約18000m。在坑內(nèi)外排水達(dá)到設(shè)計(jì)要求,圍護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后,即可進(jìn)行大面積開(kāi)挖。按照?qǐng)D2所示布置挖土。圖中A、B、C、D、E、F分六個(gè)區(qū)域,退土方向整體由西向東,由北向南。

        圖2 ±0.0~-4.0m基坑退土路線(xiàn)圖

        3.2.2 第二層土方開(kāi)挖

        當(dāng)壓頂梁及第一道混凝土支撐強(qiáng)度達(dá)到80%后,土方開(kāi)挖至第二道混凝土支撐墊層底(-4.0~-9.0m),該層土厚5.0m,按每層2.5m、2.5m分兩層挖土,此層土方開(kāi)挖約31000m。順序整體上由兩端向中間,無(wú)支撐梁的區(qū)段內(nèi)由中部往四周,如圖3所示退土方向整體由西向東,由北向南并逐步向四周擴(kuò)大開(kāi)挖。

        圖3 -4.0~-9.0m基坑退土路線(xiàn)圖

        3.2.3 第三層土方開(kāi)挖

        因基坑深度較深,無(wú)法滿(mǎn)足放坡要求,第三、四層土方開(kāi)挖只能采用在第一層支撐上填土修坡鋪設(shè)鋼板便道采用盆式、逆式、中心島(墩)式挖土,且挖土方式一致,通過(guò)PC120、PC60小挖機(jī)在基坑下將土翻駁至便道周邊,再用PC360挖機(jī)挖除基坑內(nèi)土方。

        第三層土方開(kāi)挖至第二道混凝土支撐下方開(kāi)挖至底板墊層底(-9.0~-14.6m),該 層 土 厚 5.6m,按 2.0m、2.0m、1.6m分三層挖土,此層土方開(kāi)挖約 35000m(其中石方 6000m)。如圖3所示退土方向整體由西向東,由北向南,并逐步向東頭擴(kuò)大開(kāi)挖。

        第三層土方收挖到東邊時(shí)利用墩臺(tái)和PC360長(zhǎng)臂鉤機(jī)挖運(yùn)。如圖4、圖5所示。土方機(jī)械開(kāi)挖至地下室底板底標(biāo)高后,剩余300mm土方用人工開(kāi)挖,保證基底土質(zhì)不被擾動(dòng)。

        圖4 -9.0~-14.6m基坑西部退土路線(xiàn)圖

        圖5 -9.0~-14.6m基坑?xùn)|部退土路線(xiàn)圖

        3.2.4 坑中坑開(kāi)挖

        進(jìn)行坑中坑(電梯井、集水井等標(biāo)高在-18.1m)及基礎(chǔ)梁土方開(kāi)挖至墊層底標(biāo)高,砌筑磚模及封底,注意承臺(tái)土方應(yīng)采取跳挖方式。內(nèi)支撐梁下與底板底的凈距約5.4m,可以修施工鋼板便道到坑底供運(yùn)輸車(chē)輛下至內(nèi)支撐梁下方直接運(yùn)土,提高開(kāi)挖出土效率。

        4 基坑監(jiān)測(cè)

        為保證施工的安全和開(kāi)挖的順利進(jìn)行,減少基坑開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境的影響,在整個(gè)施工過(guò)程中委托第三方“廈門(mén)地質(zhì)工程勘測(cè)院”進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè),實(shí)行動(dòng)態(tài)管理和信息化施工。土方開(kāi)挖至坑底過(guò)程中,周邊建筑物、道路等沉降量均在設(shè)計(jì)報(bào)警值范圍以?xún)?nèi),證明土方開(kāi)挖方法是行之有效的,能有效控制基坑的變形。

        5 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)上面實(shí)例進(jìn)行分析,復(fù)雜環(huán)境下的基坑施工需要全面考慮可能影響的要素,本項(xiàng)目土方已經(jīng)開(kāi)挖完成,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)已通過(guò)驗(yàn)收、底板混凝土已經(jīng)澆倒完成,施工過(guò)程基坑未出現(xiàn)滲水、管涌、流沙、隆起等現(xiàn)象,本項(xiàng)目在復(fù)雜情況下深基坑土方開(kāi)挖方法以及過(guò)程控制的成功經(jīng)驗(yàn)可以為以后類(lèi)似工程提供借鑒。

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