建筑工程深基坑土護(hù)坡施工對策思考

發(fā)布日期：2015-06-23來源：本站編輯：張瑞晨

[摘要]有道是，萬丈高樓從地起。近年來，伴隨建筑業(yè)的不斷發(fā)育和成熟，各種高層超高層建筑如雨后春筍般的迅猛崛起，各種工程的基礎(chǔ)問題早已擺上了“百年大計(jì)、質(zhì)量第一”的重要議程。然而，面對復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和施工作業(yè)環(huán)境，要在保證安全的前提下搞好建筑工程深基坑土護(hù)坡施工又何談容易。

　　有道是，萬丈高樓從地起。近年來，伴隨建筑業(yè)的不斷發(fā)育和成熟，各種高層超高層建筑如雨后春筍般的迅猛崛起，各種工程的基礎(chǔ)問題早已擺上了“百年大計(jì)、質(zhì)量第一”的重要議程。然而，面對復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和施工作業(yè)環(huán)境，要在保證安全的前提下搞好建筑工程深基坑土護(hù)坡施工又何談容易。在此，筆者就自己多年從事和負(fù)責(zé)建筑工程施工的實(shí)際出發(fā)談?wù)勂淙绾吻袑?shí)有效地搞好深基坑土護(hù)坡施工的一些深淺見，以期能對同行起到拋磚引玉的效果。

　　一、深基坑工程的定義及其范圍

　　深基坑工程在國外稱為“深開挖工程”(DeepExcavation)，其意思是為了設(shè)置建筑物的地下室需開挖深基坑，這只是深基坑開挖的一種類型。這與我國對 “深基坑”的定義來說顯得更為廣義。在我國，根據(jù)建設(shè)部建質(zhì)[2009]87號文關(guān)于印發(fā)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法的通知》規(guī)定：所謂深基坑工程，一般是指開挖深度超過5米(含5米)或地下室三層以上(含三層)，或深度雖未超過5米，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的工程。同時(shí)，根據(jù)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》建質(zhì)[2009]87號“附件二”規(guī)定：超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程范圍包括：(一)開挖深度超過5m(含5m)的基坑(槽)的土方開挖、支護(hù)、降水工程;(二)開挖深度雖未超過5m，但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜，或影響毗鄰建筑(構(gòu)筑)物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護(hù)、降水工程。反之則為淺基坑。從實(shí)踐看，大多將底面積在27平方米以內(nèi)，且底長邊小于三倍短邊的稱為基坑，將寬度在3米以內(nèi)，且槽長大于3倍槽寬的稱為基槽?；雍突鄱际怯脕斫ㄖㄖ锏幕A(chǔ)的,只是平面形狀不同而已。如基坑通常都是方形或者比較接近方形，而基槽大多是長條形狀的，而且有時(shí)候其長度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)長形的長度。

　　二、深基坑土護(hù)坡施工理論探索

　　基礎(chǔ)不牢，地動山搖。由于深基坑土護(hù)坡施工的作業(yè)環(huán)境處于一定地表或基礎(chǔ)之下，其開挖方式和施工工藝的選擇既關(guān)系到作業(yè)人員的人身安全，也維系基礎(chǔ)工程及其之上的建構(gòu)筑物的質(zhì)量和壽命，因此，在各類工程建造過程中大多把基礎(chǔ)工程的施工作為整個工程建設(shè)的重中之重。尤其是在城市公用設(shè)施工程和住宅工程建設(shè)中，由于城市中深基坑工程施工時(shí)常處于密集的既有建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程的近旁進(jìn)行，雖屬臨時(shí)性工程，其技術(shù)的復(fù)雜性和施工的難度又遠(yuǎn)高于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部工程的施工。可以說，一旦稍有不慎，不僅將危及施工作業(yè)人員和基坑本身的安全，而且還會殃及臨近的建構(gòu)筑物、道路橋梁和各種地下設(shè)施，其造成的損失通常不可估量。更何況，深基坑工程設(shè)計(jì)需以開挖施工時(shí)的諸多技術(shù)參數(shù)為依據(jù)，而開挖施工過程中又往往會引起支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移以及基坑內(nèi)外土體變形發(fā)生種種意外變化，這本身就決定了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法難以事先設(shè)定或事后處理。對此，為有效解決施工中的難題，近年來伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，為減輕勞動強(qiáng)度、降低用工成本、加快工程進(jìn)度、保證安全質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益，不少施工單位在不斷淘汰落后設(shè)備和施工工藝的同時(shí)，加快了諸如機(jī)械鉆孔、機(jī)械懸挖等新設(shè)備新工藝在深基坑土護(hù)坡工程施工中的推廣和應(yīng)用，由此為我們建筑施工企業(yè)施工類似工程提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)和作法。

　　三、深基坑土護(hù)坡施工實(shí)踐嘗試

　　在近年的施工過程中，本人曾獨(dú)立負(fù)責(zé)過一項(xiàng)以D1、D2命名的帶有深基坑土護(hù)坡施工的住宅樓工程施工，該工程位于某市一近郊區(qū)的住宅小區(qū)內(nèi)，兩幢住宅樓均為地上十八層地下一層，總建筑面積為32000m2，其中裙樓兩層。D1、D2的地下車庫和裙樓并聯(lián)為一體，每一層建筑面積為2600 m2。地下一層為車庫，平街層和二層為商業(yè)用房，三層為轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層以上為兩個獨(dú)立的塔樓。建筑總高度為58m，整個結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為人工挖孔樁，地下一層長為58m，寬為35m的多邊形?？傉嫉孛娣e約2600m2。挖孔樁根據(jù)地勘資料最深約為±0.000以下接近40m。

　　(一)大開挖深坑的原因

　　該工程全部位于原某鋼廠煉鋼后的廢鋼渣場下，正常施工應(yīng)把整個廢鋼渣挖至地下室地面，然后進(jìn)行挖孔樁施工。但當(dāng)土方挖至地下室地面，然后把挖孔樁定位線放好，并做好定位孔圈，作業(yè)人員按定位孔圈人工開挖至300-1000深時(shí)發(fā)現(xiàn)樁內(nèi)多數(shù)有大小不等的廢棄鋼渣。此鋼渣大的比樁孔大、厚度不等，用風(fēng)鎬和人工根本無法施工。根據(jù)此實(shí)際情況推測，以下應(yīng)還有大量的廢鋼渣。由于廢鋼渣用普通方法無法施工，而用氣焊切割的速度比切割鋼板還慢，加之厚度較厚，如果用此方法施工，施工速度會很慢，加之孔深對孔內(nèi)送風(fēng)也有難度。基于前述客觀存在的一系列施工困難，我們對此部分鋼渣最后采用了用機(jī)械進(jìn)行大開挖。同時(shí)，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告和現(xiàn)場實(shí)測情況，我們把開挖深度定為至±0.000以下15m，從自然地面下大約13.5m。

　　(二)周邊施工環(huán)境情況

　　該工程的東面南北方向距建筑物地下室外墻邊約3m的地方有一個市政排水溝，此溝上口距自然地面下大約1.5m、深1.5、寬2m，且溝上有進(jìn)入其他工地的主要施工道路，道路外邊有已建好的小區(qū)一期工程。如果對市政排水溝進(jìn)行改道，施工中此市政管溝會被挖斷，由此將造成整個片區(qū)排污系統(tǒng)不暢或中斷等嚴(yán)重后果。當(dāng)時(shí)，如何在施工中保護(hù)好此市政排水溝成了我們在施工中面對的一大亟待解決的難題。對此，經(jīng)與建設(shè)單位協(xié)商，我們決定對與建筑物相鄰的一段大約25m長的市政排水溝進(jìn)行保證性施工。施工過程中，經(jīng)對排水主溝進(jìn)行局部開挖勘察，排溝墻和溝底為鋼筋混凝土，整體性較好。經(jīng)實(shí)測，溝底距設(shè)計(jì)開挖的坑底高差約10.5m，距需開挖樁邊緣約2.3m。這樣即使從溝底開挖放坡，放坡系數(shù)也只有0.2，小于所需放坡系數(shù)0.5。同時(shí)，經(jīng)過對現(xiàn)場鋼渣試挖，因回填鋼渣時(shí)間較長，土質(zhì)相對密實(shí)，且上部無地下水，土質(zhì)的自身飽水性差，所以自身穩(wěn)定性好。后經(jīng)有針對性地同相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)真研究，最后選擇了對排水溝范圍內(nèi)的施工采用打抗滑樁的方法保護(hù)該市政排水溝的施工方案。

　　(三)保護(hù)排水方案選擇

　　經(jīng)對排水溝進(jìn)行開挖實(shí)測和對基坑進(jìn)行試驗(yàn)性開挖，為保證水溝的抗滑，我們選擇了間距為5 m一根(一共6根)，樁直徑為1.2m，深度至坑底下2m，配筋力18根下直徑16的二級鋼，混凝土為C20，且位置與基礎(chǔ)挖孔樁錯開的設(shè)計(jì)方案。在施工抗滑樁時(shí)，在樁中預(yù)留直徑10的一級圓鋼短筋，間距200mm，分別留出護(hù)壁內(nèi)和護(hù)壁外。護(hù)壁內(nèi)的鋼筋在澆樁芯混凝土?xí)r剔出錨入樁內(nèi)，護(hù)壁外的短筋在土方開挖中剔出每挖3m高用相同直徑的鋼筋和樁與樁之間的連接，形成鋼筋網(wǎng)。同時(shí)，為有效阻止基坑土的滑落，我們同步采取了用200厚的鋼筋混凝土作臨時(shí)護(hù)坡，以保證該段土方不至垮塌，由此保證了排水溝的安全暢通。

　　(四)進(jìn)行基坑開挖施工

　　鑒于該工程基坑的東面有市政排水溝，所以在土方的開挖中，從東面出土不可取。同時(shí)，因在東面開挖中要做護(hù)坡，所以只有考慮將南北兩面分別作為出土方向。開挖過程中，為有利護(hù)坡工作的開展，我們因地制宜地采取了先確定排水溝的位置后再開挖，且每次開挖深度以不超過3 m為限，即每挖足3m左右后，待把抗滑樁間的護(hù)坡施工完后，再進(jìn)行下一階段的土方開挖。由此既加快了整個工程進(jìn)度，又使整個土方開挖工作保持了循環(huán)漸進(jìn)和正常進(jìn)行。

　　主要機(jī)械設(shè)備一覽表

　　(五)塔基及其塔吊安裝

　　由于D1、D2住宅樓工程轉(zhuǎn)換層以上均為兩個獨(dú)立的主樓，根據(jù)該工程進(jìn)度的需要我們采用了在主體施工時(shí)一次配備兩臺QTZ40塔吊作為垂直運(yùn)輸機(jī)械。同時(shí)，因該工程基坑采用的是大開挖，考慮到如果把塔吊安裝在自然地面上，塔吊超高部分會因附著太長而影響使用安全，我們選擇了把塔吊基礎(chǔ)直接放在基坑上，由此避免了塔吊基礎(chǔ)下的土質(zhì)在挖掘機(jī)挖掘時(shí)被擾動。在挖至距坑底3m時(shí)，對塔吊基礎(chǔ)的土方開挖采用人工開挖。塔吊安裝完畢時(shí)，土方施工機(jī)械再退著一次性將坑內(nèi)土方挖出，然后待挖孔樁澆注完畢至承合下時(shí)，在回填土的過程中再對塔吊坑內(nèi)的塔身部分采用砌磚加構(gòu)造柱和圈梁的方式，砌一個保護(hù)井保護(hù)塔吊的塔身，待工程完工后再一并撤除。

　　(六)施工中的注意事項(xiàng)

　　為有效確保深基坑土護(hù)坡施工過程中的作業(yè)人員、施工環(huán)境的安全和工程質(zhì)量，從本人多年負(fù)責(zé)和從事類似工程施工的實(shí)踐看，施工過程中要特別注意以下事項(xiàng)：

　　1、挖土?xí)r要經(jīng)常檢查邊坡坡度，有效確保施坡及修坡始終按照施工方案和技術(shù)交底進(jìn)行施工，盡可能避免因坡度失控而導(dǎo)致挖方量的增加和不能保證坑底的尺寸。

　　2、在開挖過程中要沿基坑上口周圍坑邊3m處挖一臨時(shí)排水溝，并在寬300mm、深300-500mm時(shí)作好找坡，以便能將水排出場外，從而防止下雨時(shí)水灌入坑內(nèi)沖刷邊坡而導(dǎo)致土方坍塌。

　　3、要隨時(shí)注意土壁的穩(wěn)定性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有裂縫及傾坍可能時(shí)，人員要立即離開并及時(shí)處理。開挖中如發(fā)現(xiàn)有不能辨認(rèn)的物品或事先沒有預(yù)見到的地下電纜等，應(yīng)及時(shí)停止操作并報(bào)告上級處理。

　　4、當(dāng)土方挖至坑底時(shí)，最好在坑底周圍做一寬400mm、深300-500mm的排水明溝，同時(shí)在坑底的四個角設(shè)一深1500mm、邊長1000mm的集水井來集中雨水和挖孔樁中抽出的地下水，并安派專人負(fù)責(zé)把水同時(shí)抽出場外。

　　5、牢固樹立“安全第一、質(zhì)量為本、隱患是禍”的思想，堅(jiān)持每天對基坑邊坡進(jìn)行檢查，對有不穩(wěn)定的地方應(yīng)做到及時(shí)采取措施，及時(shí)消除隱患，以此為有效確保施工安全和工程質(zhì)量提供保證。

　　總之，隨著時(shí)代的發(fā)展和人民生活水平的提高，建筑物的重要性和安全等級越來越高，且深基坑的開挖深度也越來越大，合理的基坑支護(hù)技術(shù)既是保障建筑物安全施工的關(guān)鍵，也是深基坑支護(hù)工程施工中較為常見的不足和問題。只有從源頭上加強(qiáng)防范入手，結(jié)合具體實(shí)際編制好施工方案，執(zhí)行好操作規(guī)程，充分調(diào)動建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位和地方政府相關(guān)職能部門的積極性，全程實(shí)施工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)監(jiān)控監(jiān)管，方能有效確保深基坑土護(hù)坡工程施工預(yù)期的進(jìn)度、質(zhì)量和安全，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
作者：重慶巨能建安公司 陳東生 一級建造師、全國優(yōu)秀項(xiàng)目經(jīng)理

【相關(guān)閱讀】

• 項(xiàng)目現(xiàn)場成本的責(zé)任管理
• “工地信息化、智能化產(chǎn)品應(yīng)用案例介紹 及成果展示交
• 工地標(biāo)語217條，收藏備用！
• 夏季施工防火、防雷擊、防毒
• 施工現(xiàn)場10大吐血經(jīng)驗(yàn)全打包
• 雨季施工，你準(zhǔn)備好了嗎？