浅议房屋建筑基坑开挖

摘要:建设高楼是从基础开始的,根基非常重要。随着社会的进步,城市高楼林立,楼层越来越高,根基由几米变成了几十米。文章阐述了在深基坑开挖过程中,如何采取措施确保基坑开挖在安全、质量、工期得到保证的前提下进行施工。

关键词:房建工程;基坑开挖;施工方案;水文地质

中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0125-02

一、工程概况

本工程支护周长约150m,面积约1250m2,采用防坡明挖法施工,基坑开挖深度11～13.5m,均为垂直开挖,边坡采用锚杆+喷射混凝土支护;土石方开挖总量约17000m3。土方开挖与喷锚和锚杆施工分层交叉进行。

二、施工部署与施工安排

(一)施工部署

为加快土方开挖速度,土方开挖总体上分两部分进行:第一部分基坑中部(离基坑顶边线8000mm),按照1∶1.5的放坡,分两个作业区,由南北两个出入口分三层开挖到基坑地下室首层标高(外挖);第二部分基坑修坡由一个出土口分数次开挖至基坑底部,在预留的边坡土台上,用挖掘机结合喷锚、锚杆施工进度分层修坡,剩余土方转移到基坑底,转移到第一部分的作业部位装车外运;最后的尾土由于挖机无法施工,将考虑采用人工挖掘及设置塔吊或井架作为垂直运输处理。留南面的车道直到最后的土方完成。

(二)施工安排

第一部分土方,每个工作面往两端分层退挖。每一工作面安排两组挖掘机同时作业出土。每组用1台挖掘机挖土并以“接力退挖”形式转运至地面装入自卸汽车运走。

根据现场施工条件,土方外运实行一班作业,加快出土速度。前期施工时日平均出土量为1400m3/天;后期日平均出土量为600m3/天。前期投入16台15t自卸汽车,一班出土,可满足计划要求。后期外运压力稍小,投入8台15t自卸汽车可以达到计划要求。

第二部分土方安排一台挖掘机随锚杆和喷锚施工进行,开挖一层安装一道,每层土方开挖至设计锚杆底500mm处,严禁超挖。

认真安排交叉作业,保证锚杆和喷锚施工与土方开挖形成流水作业。

三、基坑开挖前的准备工作

(一)了解深基坑开挖的设计方案

深基坑开挖的重要依据就是设计方案。可以说设计方案是施工安全的重要技术保证。设计方案是深基坑技术专家根据实现情况而制定的,有很高的技术含量。不论是从强度控制设计到变形控制设计,还是从基坑围护结构设计,其目的:一是保证基坑稳定,二是减少对周围环境的影响,三是确保施工安全可靠。要实现这些目的就要吃透设计方案,做到心中有数。分析出设计方案的重点和难点,把握在施工中的关键部位和环节。

(二)了解和掌握深基坑的水文地质特性

对深基坑水文地质的了解和掌握,不单是设计人员的事,作为施工单位的领导和员工都应掌握。因为水文影响施工的质量和效率影响施工组织和管理,影响施工技术的运用和事故预防。

(三)要了解深基坑的环境状况

深基坑开挖的事故中,除了施工单位内部因组织、技术和管理不力造成的事故外,主要是深基坑开挖时对周围环境缺乏了解研究而造成的事故,要杜绝对这种深小基坑抱着一种侥幸心理的做法。

(四)施工现场布置

施工现场设置两个供车辆及施工人员出入的大门,做好土方开挖前的道路设置,根据开挖及出土工作面的安排相应设置路口,安排截、排水系统,并在出口处设置洗车槽。落实好弃土场地。沿基坑四周设(截)排水沟,保证顶面的水不流入基坑。按工程监测要求,开挖前先布置各种类型的观测点,并测定初始数据。

四、基坑土方开挖施工方法

(一)土石方开挖方法和外运

1.土方开挖至中、微风化岩,挖土机无法挖掘时,采用人工配合凿岩机施工,进入微风化岩层时,在人工打凿极其困难或无法施工时,采用无声爆破施工(另请有专业资质的队伍施工)。

2.基坑土方开挖针对该地区软土的流变特性应用“时空效应”理论,严格实行限时开挖支撑要求。土方开挖施工采用盆式开挖,严格按照“分层、分段、分块、留土护壁、限时对称平衡开挖支撑”的原则,做到开挖过程中随挖随撑。

3.挖土流程、顺序及方式应严格按施T组织设计进行,不得超挖.开挖面的高差应控制在3m以内,并宜按不大于l∶1.5放坡:挖土机械如需在支撑上运作,必须覆土高于支撑顶面30cm及铺设走道板,另外严禁在底部掏空的支撑构件上行走与操作。在距每层土开挖而标高300mm时,采取人工修土至设计标高。其他在机械施T无法作业的部位和在修整边坡坡度时,均应配备人工进行。

4.土方开挖与排水施工同时进行。挖掘机无法直接转运的土方先进行归堆,装车运走。外运土方的车辆应优先利用场内施工道路行走,以缓解交通疏导的压力。

5.为保证城市道路清洁,防止车辆漏、掉泥土,运输车采用散体物料运输车。

6.泥土、泥浆不得混装,车厢顶用帆布覆盖。车辆出场前,用高压水冲洗,使车辆干净上路,车轮清洁不污染路面。

7.运输车辆进出施工现场路口时,设专人指挥,及时疏导行人及车辆。

(二)基坑开挖的其他事项

1.严格按要求放坡、留设土台,基坑顶边坡上禁止堆土。

2.基坑开挖采用机械纵向分段分层开挖,随挖随修坡。设计基底标高以上20cm的土层,采用人工开挖、清底、平整,严禁超挖,以免扰动基底。开挖至基底后,及时浇筑垫层,避免受积水或雨水影响。

3.基坑开挖过程中,不同土岩面标高须报驻地监理、业主确认并做好记录。当基底土层与设计要求不符合时或地基承载力要求达不到要求时,及时通知设计、监理处理。

4.本工程开挖深度较深,需对基坑围护结构、坑外地表、坑外水位、地下管线、附近建(构)筑物、基坑回弹等内容进行实时监测。现场监测将采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。

五、施工进度计划

施工第一部分(负一层)的大面积土方,开挖土方量约12000m3,需要施工时间9天。施工第二部分(负二层)的土方,开挖土方量约5000m3,需要施工时间9天。合计土方工期:18天。

六、施工保证措施

(一)质量技术保证措施

1.土方开挖标高控制准确,与支撑安装紧密配合,不能随意超挖造成围护桩变形。

2.基坑底部换填土据地质实际情况确定,不符合要求的土要换填,符合要求的地基土不能超挖。

3.基底留0.2m深,由人工修挖至设计标高。

4.喷锚和锚杆要做到随挖随做,要紧紧跟随土方施工的进度。

(二)安全施工保证措施

1.使用时间较长的临时性挖方,土方坡度根据土质和土坡高度,结合同类土体的稳定坡度值确定。

2.土方开挖从上到下分层分段依次进行,并随时做成一定的坡势以利泄水,且不应在影响边坡稳定的范围内积水。

3.开挖过程中,如发现滑坡迹象(如裂缝、滑动等)时,暂停施工,所有人员和机械要撤至安全地点,再挖除滑坡处的土方。

4.用挖土机施工时,挖土机的工作范围内,不进行其他工作。

(三)工期保证措施

1.如出现开挖工期滞后,即采取增加挖运设备措施,确保工期。

2.锚杆和喷锚施工与土方开挖紧密配合,形成流水作业面。

3.依照总体施工进度计划,合理地安排施工顺序,各个工序做到有条不紊。

4.土方和锚杆、喷锚是交叉进行施工,要协调好两个施工班组的配合。

5.要有满足需要的挖掘机,要保证有足够的余泥运输车辆,及时将开挖的土方运走。

七、施工降(排)水施工

(一)基坑外降(排)水井措施

1.在基坑外设置排水(截水)沟和集水井,堵截基坑外地表水流入基坑。基坑顶的排水沟:采用人工挖掘,砖砌断面200×300的排水沟,沟底浇筑100厚的素混凝土,排水沟坡向集水井1%～2%。设置沉砂井和沉淀池:沉砂井尺寸为400×400×800,沉淀池尺寸为2000×3000×1000。沉淀池内的积水经沉淀后排放到市政雨水管道。

2.基坑周边设置砼硬地坪,防止地表水渗入基坑。

3.基坑内的排水布置:土方开挖时,采用局部提前挖深降低本段(层)内的地下水位,使土方开挖顺利进行。

(二)基坑排水处理措施

1.随土方的开挖,在基坑边缘设置一圈300mm×400mm的排水沟。

2.在起挖点挖掘一个1500mm深,1000mm×1000mm的集水井,集水井采用Φ16钢筋制作φ800的钢筋笼,外面采用尼龙网包裹三层滤水。

3.在井管中安放潜水泵降(排)水到基坑外的排水系统。

(三)基坑内排水系统的处理措施

1.土方挖至基底后,视基坑的出水量及土质情况拟在基坑中间部位增加排水沟及集水井,用碎石填充排水沟及集水井改做排水盲沟和暗集水井,基坑周边的排水沟内埋设φ200PVC塑料排水管,管身钻φ10孔间距100均布,上填碎石。

2.基坑中间部位的排水沟和集水井,在回填碎石后,排水盲沟和暗集水井上面铺设二层沥青油毡,同时在暗集水井上设置排水管。

3.浇筑混凝土垫层后,通过暗集水井上设置的排水管继续降低地下水,以确保基底的干燥,方便地下室底板的施工。

总之,土方开挖的顺序、方法必须与设计要求相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。基坑边界周围地面应设排水沟,对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。如何进行深基坑施工,减少事故,确保工程质量,对建筑施工单位是一项挑战。

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作者简介:罗小兵(1973-),湖南常德人,供职于湖南德成建设工程有限公司,研究方向:房屋建筑工程技术。