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談深基坑工程項(xiàng)目土方開挖技術(shù)

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談深基坑工程項(xiàng)目土方開挖技術(shù)

摘要:本文結(jié)合實(shí)際案例對(duì)深基坑工程土方開挖技術(shù)展開詳細(xì)分析和探討,對(duì)土方開挖中可能出現(xiàn)的問題及需要注意的要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)說明,以期為深基坑工程施工質(zhì)量提供堅(jiān)實(shí)保障,加大工程的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞:深基坑工程;土方開挖技術(shù);施工技術(shù)

土方開挖是深基坑工程項(xiàng)目中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),同時(shí)也是非常重要的環(huán)節(jié),土方開挖質(zhì)量決定了建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。為此,應(yīng)對(duì)其加大研究力度,對(duì)施工場地進(jìn)行詳細(xì)勘查,科學(xué)規(guī)劃方案內(nèi)容,準(zhǔn)確掌握工藝技術(shù)要點(diǎn),從而強(qiáng)化土方開挖整體效果,以達(dá)到工程的建設(shè)目標(biāo)。

1項(xiàng)目情況

該工程項(xiàng)目南北兩側(cè)靠近城市公路,西側(cè)靠近地鐵口,與地鐵盾構(gòu)通道距離在5.1m左右?;訃L在575m以上,開挖深度7m~14.8m,屬于深基坑施工,需要合理設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)了解可知,電梯井位置的開挖深度可達(dá)到17m??偼练介_挖量約在18.4萬m3。為確?;拥姆€(wěn)定性,設(shè)置了四道支撐結(jié)構(gòu),并在支護(hù)外圍以帷幕管樁的方式增強(qiáng)保護(hù)效果,以減少施工變形等問題的產(chǎn)生。

2場地情況

2.1地形地貌特征

場地屬于空地,已經(jīng)做好整平處理,整體地勢較為平坦,地面高度在6.89m~8.84m之間。

2.2巖土層分布特征

根據(jù)對(duì)場地的勘查了解到,場地巖土層分布復(fù)雜,包括淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土、雜填土等多種類型。下面就將概括巖土層基本情況:(1)雜填土和素填土。呈灰褐色且混有其他雜色,以粉質(zhì)黏土與碎石構(gòu)成。雜填土的松散度高,厚度在2.3m~7m之間。(2)淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和粉質(zhì)黏土。其中的粉質(zhì)黏土土質(zhì)松軟,強(qiáng)度中等,掩埋在地層3m~5.6m的區(qū)域內(nèi),厚度約0.3m~2m;淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土流塑性強(qiáng),埋深區(qū)域在4.2m~7m之間,厚度較大,約8.9m~15.7m。(3)粉土、粉砂夾細(xì)砂。整體埋深深度在4.9m~20.8m,厚度約0.5m~4.2m。(4)粉細(xì)砂。含有適量的云母片,厚度約9m~14.4m,埋深在17m~23m范圍內(nèi)。(5)粉質(zhì)黏土混合中粗砂和卵礫石。松軟度較高,呈流塑性,內(nèi)部卵礫石含量及尺寸不均,多以石英質(zhì)為主,埋深在51m~55m,厚度3.4m~6.8m。(6)強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。風(fēng)化影響較大,破壞嚴(yán)重。埋深在56.7m~59m,厚度約2.4m~8m。(7)中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。部分區(qū)域存在裂隙發(fā)育情況,層頂埋深在60m左右。

3開挖施工工藝

3.1施工流程

根據(jù)工程要求,本項(xiàng)目的土方開挖將以分層開挖為主,將整個(gè)場地劃分為四個(gè)區(qū)域,以5次挖土完成開挖作業(yè)。開挖區(qū)域劃分如圖1所示。其具體的施工流程為:開挖作業(yè)前一周時(shí)間實(shí)行基坑降水,將基坑水位線降低到支撐梁以下。第一次開挖深度控制在1.8m,按照由北向南的順序進(jìn)行作業(yè)。土方開挖量約在2.43萬m3,并按照開挖區(qū)域情況設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)。首次開挖時(shí)間控制在23天,開挖時(shí)共使用挖掘設(shè)備4臺(tái)、運(yùn)送車輛60輛。第二次開挖要在一、二區(qū)支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求80%以上才能開展,開挖深度在4.9m,方向則是從北向南逐漸遞進(jìn)。本次開挖土方量在1.6萬m3左右,用時(shí)5天。在開挖中,需做好一、二區(qū)箱梁支撐結(jié)構(gòu),總體工程時(shí)長不得超過10天。上述工作完成后,開始第三區(qū)域的開挖作業(yè),深度仍為4.9m,土方量在5000m3左右。加上支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),總體施工時(shí)間在11天左右。之后開始第四區(qū)域的開挖,深度為7.1m,土方量約6.7萬m3,工期控制在12天內(nèi)。開挖中需合理設(shè)置出土道路及通道口,具體位置如圖2所示。第二次開挖由于穿越區(qū)域較多,使用的設(shè)備數(shù)量較多,挖掘機(jī)大小共16臺(tái),渣土車需要80輛.第三次土方開挖作業(yè)要在一、二區(qū)的二層支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到80%后進(jìn)行。該階段開始一、二區(qū)第三次開挖,深度為7.8m,工期約在6天。同樣要在開挖結(jié)束后,在該區(qū)域設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu),并檢查支護(hù)效果,總體施工工期不得超過10天。三區(qū)的開挖也應(yīng)遵循一、二區(qū)三層開挖要求,加上支撐結(jié)構(gòu),總工期控制在11天以內(nèi)(如圖3所示)。本次開挖由于土方量面積較前兩次小,相應(yīng)的設(shè)備、車輛數(shù)量也有所減少。第四次開挖可在三層支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到60%后進(jìn)行。一區(qū)開挖深度10.8m,工期控制在5天以內(nèi)。該環(huán)節(jié)同樣要求設(shè)置兩個(gè)出土口,位置同第三次開挖時(shí)的一樣。二區(qū)開挖深度在11.69m,工期控制在6天左右。三區(qū)的開挖深度為11.6m,設(shè)置圈梁支護(hù)結(jié)構(gòu),總工期控制在8天以內(nèi)。該區(qū)域的出土口可直接設(shè)置在棧橋板處,便于土方的快速運(yùn)出。第五次開挖作業(yè)要求在二區(qū)第四層支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到80%后進(jìn)行。開挖深度控制在14.8m,開挖過程中設(shè)置混凝土墊層與墊板,工期最好控制在6天。該階段屬于最后一次開挖,只設(shè)一個(gè)出入口2。為減少設(shè)備運(yùn)作帶來的影響,可直接以吊裝的方式將設(shè)備吊出施工范圍。

3.2施工方法

第一層土方開挖按照規(guī)范要求逐步落實(shí)即可,利用大型挖掘機(jī)以由北向南的順序作業(yè),挖出的土方要及時(shí)裝車運(yùn)送出去,待挖到指定位置后,挖土機(jī)撤離現(xiàn)場,實(shí)施支護(hù)處理。在下層開挖作業(yè)時(shí),下層挖土機(jī)進(jìn)入或離開現(xiàn)場,應(yīng)按照上層挖土機(jī)預(yù)留的斜坡路線行進(jìn)。并要鋪設(shè)走道板,以免破壞基坑結(jié)構(gòu)。下層開挖產(chǎn)生的土方量要求傳到上層挖土機(jī)的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi),再裝車運(yùn)送到指定地點(diǎn),裝上運(yùn)土自卸汽車運(yùn)出工地。開挖至設(shè)計(jì)底板標(biāo)高后,基底和基坑邊角等機(jī)械開挖不到之處,要實(shí)施人工清理,將松土清至機(jī)械作業(yè)半徑范圍內(nèi),再用機(jī)械掏取運(yùn)走。挖土結(jié)束后,在基坑內(nèi)的挖土機(jī)用吊車吊出基坑。

3.3施工要點(diǎn)及樁基、基坑保護(hù)

在土方開挖過程中,要嚴(yán)格按照規(guī)范要求及流程順序逐步進(jìn)行。在施工期間嚴(yán)格遵守先支撐后開挖的原則,控制開挖深度,禁止出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。由于本項(xiàng)目臨近地鐵,為避免開挖中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形,應(yīng)先開展一區(qū)作業(yè),再開展二區(qū)開挖。在土方開挖過程中,當(dāng)挖掘深度達(dá)到基礎(chǔ)承臺(tái)樁標(biāo)高位置后,更換成小型挖掘機(jī)配合人工挖掘方式,按照承臺(tái)、地梁、水平線位置要求,展開施工檢測,對(duì)于超出標(biāo)線要求的區(qū)域,應(yīng)在每隔2.5m的距離釘入小木橛,在挖至近坑底標(biāo)高時(shí),用標(biāo)尺隨時(shí)以小木橛上平棱校核基底標(biāo)高,如有超挖部分,用碎石填充振實(shí)。對(duì)于場地中的軟土土層,會(huì)借助樁基結(jié)構(gòu)增強(qiáng)其穩(wěn)定性。并且在開挖中要檢測樁基承力情況。另外,挖機(jī)和汽車行走路線盡量避開樁位。對(duì)于工程樁及支護(hù)樁,要事先測量出位置,要求挖機(jī)操作人員小心輕挖,避開支護(hù)樁。土方開挖前需構(gòu)建區(qū)域排水系統(tǒng),以降低開挖中水倒灌對(duì)基坑帶來的影響。對(duì)于特殊區(qū)域,可直接使用潛水泵抽水,控制基坑水位線?,F(xiàn)場工作人員要做好調(diào)度指揮、監(jiān)督管控作業(yè)及樁基、基坑保護(hù)作業(yè),以維護(hù)施工安全。隨著開挖深度的加大,設(shè)置臨時(shí)坡道的重要性進(jìn)一步凸顯。從專業(yè)角度來說,坡值即坡面上升高度與水平距離的比值。一般情況下,坡面垂直高度與水平寬度的比值設(shè)定為1:3,同時(shí),坡面要遠(yuǎn)離降水井和立柱樁,以免對(duì)坡體的安全性造成不利影響。另外,盡可能減少彎道數(shù)量,縮小彎矩。在回駛過程中,對(duì)路面表層實(shí)施平整處理,最大限度保證重載彎道路面的平整性。待混凝土墊層強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開挖深層土體,挖至井底后,澆搗混凝土墊層。支撐結(jié)構(gòu)的主要作用是增強(qiáng)基坑的安全性,確保施工的正常開展。但支撐結(jié)構(gòu)可承載的重力負(fù)擔(dān)有限,再加上機(jī)械設(shè)備的重量較大,所以應(yīng)使機(jī)械設(shè)備行進(jìn)路線遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)。在土方開挖過程中,指派專人深入現(xiàn)場開展旁站監(jiān)督,實(shí)時(shí)觀察坑壁的變動(dòng)情況,并如實(shí)記錄現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)。一旦察覺坑壁位移幅度超過預(yù)期限度,第一時(shí)間暫停施工,通過施工現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的處理,保障基坑的穩(wěn)定性。如果施工場地的土質(zhì)條件較差,則要開展均衡施工,以保障基坑周圍土體受力的均衡性。在基坑周圍布設(shè)排水溝,使用潛水泵抽出多余水分,以免地下水上涌影響基坑的穩(wěn)定性。另外,還要統(tǒng)一安排車輛運(yùn)離現(xiàn)場堆放的土體。需要格外強(qiáng)調(diào)的是,運(yùn)輸車輛不得停放在基坑邊緣,以免造成基坑坍塌。

4結(jié)語

本文通過實(shí)際案例分析,對(duì)土方開挖的流程、施工方法及重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)說明,希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員有所幫助,以此來加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,降低土方開挖復(fù)雜度與危險(xiǎn)性,保證工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

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[3]魏立琴.建筑工程基坑支護(hù)與土方開挖施工技術(shù)要點(diǎn)探析[J].福建建材,2019(1).

作者:施冠洲 單位:江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局805隊(duì)