某工程软土地基深基坑开挖施工技术分析

建材发展导向２０１１年０１月　施工技术　某工程软土地基深基坑开挖施工技术分析　郑建福　摘要：结合项目实际对某工程典型的软土地基深基坑土方开挖的施工难点，提出解决该问题的”分步、分区、分层”措施方法，并详细　阐述挖土施工顺序和施工方法。同时指出了软土地基条件下深基坑开挖的主要施工技术措施和要求，确保了该工程按预定计划顺利完成　土方开挖。　关键词：软土地基；深基坑；土层开挖；施工技术　１工程概况　１．１工程简介　某软土地基深基坑工程分为东西二区．西区地下２层，平均　挖深为８．４０ｍ。开挖最大深度达１０．３０ｍ，属Ｉ类基坑标准；东区地　下１层，平均挖深４．６５ｍ：基坑开挖面积２９７００ｍ２，其中东区约　１２５００ｍ２．西区约１７２００ｍ２。该工程基坑围护西区北侧、西侧均采　用长１８ｍ的￣ｂ８００ｍｍ钻孔灌注桩，南侧及西北角采用长１９ｍ的　￣ｂ９００ｍｍ钻孔灌注桩．围护桩内侧与圆环支撑结合部位的基坑底　部布设宽１．２ｍ、￣ｂ１２００ｍｍ＠１０００ｍｍ、长４．５ｍ格栅形密排高压旋　喷桩加固基底土体．围护桩外侧采用单重管￣ｂ５００ｍｍ高压旋喷　嵌缝桩作止水：东区主要采用长１４ｍ的￣ｂ６００ｍｍ钻孔灌注桩。±　０．００相当于黄海高程７．８５ｍ．现有自然地坪相对标高一０．６ｍ。　１．２支护结构形式　地下室支护结构西区主要采用排桩＋单道钢筋混凝土水平　内支撑。支撑体系主要采用圆环结合桁架，整体刚度较大：东区除　东北角相同的结构形式外。其余区域采用排桩＋钻孔式锚杆的支　护结构　局部结合双排桩门架式结构。支撑体系采用角撑的形式。　ｌ＿３周边环境特点　（１）基坑东侧地下室侧壁距离规划道路最近距离约９ｍ，为　本工程的主要施工道路。　（２）基坑南侧场地较为空旷　２０ｍ范围内均为空地，已经在　此东南侧建有现场办公等临时设施。　（３）基坑西侧为多层住宅楼，地下室外壁距离该楼约１２ｍ。　（４）基坑北侧为城市主干道，最近距离为１０ｍ，该侧市政及　其它埋地管线较为密集。　１．４工程场地地基土特征　根据工程勘察报告（详勘），本工程主要土层自上而下分布　为：①层素填土场内全址分布，层厚０．４～１．３ｍ。主要由块石、碎石、　粘土组成；②层粘土场内全址分布，层厚０．５～１．３ｍ，土质具有高　压缩性，韧性较好，干强度高，含水量３５．１％；③层淤泥质粘土场　内全址分布，层厚１．７　３．８ｍ，土体含较多有机质，流塑状　高压缩　性，韧性中等，干强度中等，含水量４４．５％；④层淤泥场内全址分　布，层厚５．８一ｌ１．３ｍ，土体内含有贝壳碎屑，流塑状，具有高压缩　性，韧性中等，干强度中等，含水量５３．５％。　２施工难点　（１）土质差，淤泥层分布广而厚，含水量高。开挖过程中，土　体极易产生坍塌、基底隆起等事故。　（２）基坑占地面积大，深度深，土方施工周期长。施工过程容　易产生围护结构位移、变形，坑外地基沉陷直至工程桩破坏等质　量安全事故。　（３）东西区地下室相差１层，东西区交接处土方留置方式、　运输通道加固及施工作业顺序等必须作出合理安排，否则极易　产生各类事故。　３施工安排　按照‘分步、分区、分层”的原则安排土方开挖。　３．１挖土分区　根据本基坑围护设计要求，先施工西区到地下１层顶板后　再开挖东区，按先西区后东区来划分本基坑挖土作业区域与挖　土标高、层次。　根据本工程基坑的特点，拟将西区按后浇带划分为Ａ、Ｂ、ｃ、　Ｄ四个区，东区划分为Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ四个区。具体划分位置及估算　面积如图ｌ所示。　图１挖土分区示意图　３．２挖土分层　根据冠梁及支撑位置，在本基坑立面上划分为：①西区３个　层次，第１层为冠梁底标高以上，第２层为支撑梁底以上到冠梁　底以下，第３层为支撑梁底到基础底板垫层底以上部分。②东区　分２个层次，第１层为围梁底以上，第２层为围梁底至基础底板　垫层底以上。具体分层安排如图２所示。　图２挖土分层示意图　‘　３．３挖土顺序　总体平面由西向东、由南往北逐步退挖，即：Ｂ—Ｃ—Ａ—Ｄ区　和Ｅ—Ｆ—Ｇ—Ｈ区，西区在开挖第３层时，圆环四周土体应均匀　・９７・　施工技术　建材发展导向２０１１年Ｏ１月　开挖，先挖去角部土体，再开挖围梁与圆环结合部位土体，应逐　ｌ步留出平台作搭接。　（３）西区在第２层土方开挖时，中一ｔＳ，岛留设在一４．４５ｍ的目　的：①本层出土通道比下一层更为顺畅和平整，原有道路地表更　为坚实，加之第２层土方量不是特别大，先行降低中心岛可减少　最后一层出土工程量所带来的压力：②降到一４．４５ｍ可以减少最　后一层土方接力式台阶数，进而减少挖机传递次数。　４挖土方法　４．１挖土原则　按“人基坑小开挖”和“先支撑后开挖，分步、分区段、分层进　行”的原则实施。本次挖土中，西区第２层土方按２层分台阶放　（４）底层土方开挖每级挖机作业宽度约为ｌＯｍ。西区基坑底　四周有高压旋喷桩作土体加固，由于其强度较高，挖机难以挖　坡开挖，第３层土方按３层分台阶放坡开挖，平均每层厚约　１．６５～１．８５ｍ；东区第２层土方按２层分台阶开挖，第１层１．５ｍ，第　２层０．９ｍ，其它均为一次性挖到计划标高。　４．２挖土方法（仅以西区为例）　（１）第１层上方（一２．５５～０．８ｍ）深约１．７５ｍ，采用敞开式挖土，　一次性挖到底标高，直接装车外运。挖此层土方时留出中心岛，　中心岛外边线距圆环内侧约３０ｍ。待冠梁土方全部挖完时，将中　心岛环岛乍道予以修整，采用塘渣掺杂的瓦砾作道路的面层。　（２）第２层土方（一４．４５—２．５５ｍ）需要等到冠梁混凝土强度　达到设计要求后才能开挖。在西区与东区交界处，由于此时东（一　０．８ｍ）、两区（一４．４５ｍ）上方高差达３．６５ｍ，为保证交界处东区土　方边坡稳定及安拿施工，需要对交界处以东进行卸载。　第２层土　需要将中心岛及道路标高一同降到一４．４５ｍ．为　第３层上方开挖作好道路准备，环岛道路外边线离圆环支撑梁　外ｆｌＩ！Ｊｌ约２０ｍ。　在挖完此层上方并完成支撑梁混凝土浇捣后，必须立即修　复好东、西区交界处的出土通道。　（３）第３层挖土须等到单层支撑粱全部施工完毕且混凝土　达剑设计要求强度标准值的９０％后方可开挖。　最后一层土方开挖应严格按照设计要求进行，圆环周边均　匀开挖，先挖去支撑梁下的角部土方，然后再挖圆环与围梁相切　部位上方。支撑梁角部土方开挖，采用支撑梁上部站立挖机与支　撑梁底进入挖机相结合的办法进行。挖机在梁上挖土时，必须要　确保支撑梁的安全并落实对支撑梁的保护措施。　征角部士方已经基本挖出的情况下，剩余部分为尢支撑区　域，无支撑　域范围内随着挖土进度，需要将中心岛逐步后退，　为ｒ使Ａ．Ｂ．Ｃ区范围内不囚挖土没有到位而影响后续工序的全　向展丌，拟将中心岛周边朝Ｄ区方向逐渐缩小，最终缩至Ｄ区　Ｌ｝Ｊ土通道附近。挖到收尾时，采用长臂挖机挖完最后剩余土方。　５主要施工技术措施　５．１挖土控制措施　（１）西区第１层土方开挖时，南侧可以用挖机站在基坑外侧　直接装车运走，而北侧则全在基坑内装车外运，此次挖土时应从　自然地坪面挖到冠梁底标高后立即修凿围护桩桩头和浇混凝土　垫层。东西区围护冠梁外侧在挖土时应先留１：１左右的斜坡，并　留出５０。　工作面利于冠梁施工，待冠梁完成混凝土浇捣并达到　定强度后，开始机械回填到设计标高，然后再铺筑表层混凝　。尔区第１层上方开挖需在西区地下２层顶板完成并拆除支　撑后方可实施。　（２）第１次中心岛留坡坡顶按距围护圆环支撑内侧２０ｍ考　虑，中心岛周边环形临时车道宽度按１５ｍ考虑。　・９８・　掘，拟采用ＰＣ２００型镐头冲击机进行破碎后用挖机翻出转运。东　区底层挖土分２种情况，东北角有内支撑下的上方开挖时，用挖　机站到支撑梁上掏梁下土方，剩余部分土方用人工配合挖机修　土：在无支撑区域，开挖方法与西区一样。对于坑中坑部何，　力　在机械挖土时每边挖去一斗，以减少人工挖土量，加快修土进　度。　底层部位挖土后，为使坑底土面的暴露时问尽量缩短，应　备足够的凿桩人员及设备、足够的清理基坑余土人员以及机械　不能开挖的坑中坑挖土、修土人员，并尽快抢浇坑底垫层和抢做　砖胎模。另外施工测量员要在挖土至设计坑底标高约１．Ｏｒｎ左右　时，及时设置控制标高标识，并随时告诉挖机操作手还应开挖的　深度，严防超挖，破坏原土性质。现场施工员应按测量标高标识　组织好坑底清理、修土、找平等工作。　对拟采用挖机开挖的坑中坑，要及时将坑的开挖边线放出，　并随时复核，确保标高和轴线的正确。底层开挖上方应做到“五　边”，即边挖土、边凿桩、边做排水沟和集水井、边浇筑混凝土垫　层和边做砖胎模。　为确保基坑的安全，要求本层土方开挖速度用垫层浇捣速　度来控制与调节，当垫层跟不上挖土速度时，必须停下来等待浇　垫层，避免发生挖土越快、基坑越危险的不利局面。　５．２接力式挖土要求　（１）第１台挖机位置在基坑内原自然地面上，配置相应运输　车辆，负责开挖原自然地面以下约一级以内厚的上体，待第１台　挖机开挖长度大于ｌＯｒｅ形成第１个台阶后，第２台挖机进场在　第１台阶上接着向下挖土（深度在一级厚度以内）将挖出的上翻　给第１台挖机装车运走。若还需向下挖土时，以同上方式进入第　３台挖机挖下一级或下一层土体，并将土体接力传递到地面，由　第一台挖机装车运走。　（２）分级接力挖土时，挖机应停放在台阶上，台阶的前后坡　脚水平距离一般在ｌＯｍ左右，边坡坡度约为１：２，不允许留陡　坡。因为台阶水平距离小于ｌＯｍ时没有充分发挥其挖土半径的　作用，且由于水平距离越小，台阶落差就越大，土压力释放太快　而造成台阶失稳，以致对支护结构或坑内工程桩、柱等造成不利　影响。　５．３对支撑梁的保护措施　（１）严禁挖机直接站在支撑梁上作业，严禁挖机、运土车辆　直接在支撑梁上碾压和行走。当挖机需在支撑梁上掏梁问上或　需在梁上行车时，必须先支撑两侧填上，梁面上覆盖６０ｃｍ以Ｌ，　并在其上铺设路基箱后方可站机挖土。　（２）在支撑梁处开挖土方时，必须先在梁上方采取对称丌　挖、先外围后中心的方法，使支撑梁缓缓的对称受力，然后用小　挖机进行梁下挖土，逐渐使整个支撑梁全部受力。　（３）所有支撑系统严禁堆载。　建材发展导向２０１１年ｏ１月　施工技术　工民建桩基施工技术探讨　程金斌　（福建省三明市３６５０００）　摘要：桩基工程是隐蔽工程，影响因素很多，稍有不慎就有可能给工程留下隐患。本文就笔者结合多年的工程实践，参考国家最新　施工规范，主要对桩基施工中打（沉）桩机械设备的选用和施工方法进行了探讨。　关键词：桩基工程；施工技术；选用标准　刖昌　１．１落锤　（１）所谓落锤，就是指用人力或卷扬机拉起桩锤，然后自由　下落，利用锤重夯击桩顶使桩入土。这种桩锤主要适用于打木桩　及细长尺寸的混凝土桩，在一般土层及粘土、含有砾石的土层均　可使用。　随着建筑科技的飞速发展和人们对建筑产品质量要求的日　趋提高，对我们从事建筑业的科技人员来说，无疑是一种鞭策，　更是一种激励，尤其是对在施工第一线从事建筑工程项目施工　的技术人员来说，与其在工程质量事故发生后多方查找原因、研　讨并实施事故处理方案，不如防患于未然，在工程项目开工前、　施工中和完成施工过程形成产品后进行认真细致的质量控制。　一（２）落锤的构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落　距，但锤击速度慢（每分钟约２０次），效率低。　项优秀的建筑工程设计，只有通过施工企业在施工过程中采　１．２单动汽锤　（１）指利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加　夯击能量。这种机械适用打各种桩，最适用的是套管法打就地灌　注混凝土桩。　用精湛的施工技术和科学的管理手段。才能最终成为一件精美　的建筑产品；其中，精湛的施工技术固然很重要，而科学的管理　手段更是不可或缺的质量保证条件。　（２）特点：结构简单。落距小。对设备和桩头不易损坏，打桩　速度及冲击力较落锤大，效率高。　ｌ打（沉）桩机械的种类　目前，常用打（沉）桩机械设备主要有落锤、单动汽锤、双动　ｌ＿３双动汽锤　（１）利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举。然后自由下落　冲击桩顶。此种汽锤适用于打种各种桩。可用于打斜桩。使用压　汽锤、柴油桩锤、振动桩锤、射水沉桩和静压力桩七种。这几种打　（沉）机械的适用范围和优劣比较如下：　缩空气时，可用于水下打桩，也可用于拔桩、吊锤打桩。　５．４降排水措施　（１）根据地质勘察报告，地下浅层有地面径流水，为此，必须　重视地表排水系统的修筑。　（２）在围护壁周边的围梁沿周边砌筑挡墙形成积水明沟，以　蓄积坑壁渗水、引流水和大气降水，然后抽排至地面排水系统，　阻止该部分水流入坑内。　采用上述技术措施外，尚应着重注意以下几点：　（１）建立专门的应急救援组织机构　该组织成员职责明确，各成员挖土期间保持２４ｈ通讯联系　畅通，定期召开会议，分析查找工程事故隐患，并负责备足各类　应急材料。　（２）建立信息化施工监测体系　由于软土地基的特殊性，挖土期间的各种不确定因素较多，　要求必须及时掌握土体的变形及支撑内部的受力情况，明确轴　（３）土层滞水、大气降水的排除主要采取在挖土留坡的坡脚　部位设置临时排水沟，在每次接力开挖的最下一个平面随挖土　随布置一些排水沟与集水坑相连，有较多水时采用水泵向基坑　表层排水系统中抽排。　力、位移及沉降等的警戒值，对监测结果统一输入电脑进行统计　分析，发现异常情况，立即启动应急预案，把事故隐患消灭在萌　芽状态。　（４）当土方挖至基坑底时，可在沿坑底周边一跨的基梁槽内　设转通的排水沟，在基坑内部，可根据实况在每数个柱网范围内　设排水盲沟，可利用坑中坑作集水井或另设集水井，通过水泵将　水集中再抽排至排水系统，该类沟应随底板的施工而调整位置。　（３）建立严格的技术交底和专家论证制度　土方开挖前，其专项方案必须经专家论证，在专家论证基础　上加以完善优化，编制成具有可操作性的作业指导书，每次土方　开挖前，项目技术负责人应对相关人员进行层层交底，方可参加　施工，这也是保证深基坑开挖安全的重要制度，必须予以落实执　行。　６结语　工程实践表明，只要精心施工，合理安排，在软土等特殊地　基的深基坑开挖中，仍然能取得预期的满意效果。但在施工中除　（作者单位：福建南荣建筑有限公司）　・９９・