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结合工程案例探索建筑基坑土方开挖技术

来源:未知
 

 

  摘要:在本文中,笔者主要针对南宁市某建筑工程的基坑土方开挖技术进行详细的分析,以供相关技术人员参考。
  关键词:土方开挖;方法;测量
  作者:梁碧波
  
  
  工程概况本工程位于南宁市某大道延长线南侧,场地地貌单元属丘陵地貌,经人工挖填后,现场地地势较平坦,地形北低南高,地面高程94.54~96.07m,相对高差1.53m。地面标高为94.54-96.07m,在场地南面是人工挖土形成的近于直立的山体边坡,坡壁高约15~20m,已建抗滑挡土护坡;场地西侧为某多层住宅群,北侧为已经启用的二期业务办公大楼,东侧为市政公共停车场,南侧也是小区住宅群。
  1 土方开挖原则
  本工程土石方开挖遵循基坑支护设计要求和周转房设计图纸进行,土方开挖和基坑支护施工密切配合,施工时应均衡开挖,在平面上分段、竖向分层进行流水作业,每段开挖长度原则上不超过20m;严禁超挖及大锅底式开挖,开挖后应及时支护。上一层内支撑梁混凝土强度达到75%以上后,方可进行下一层土方开挖。
  为确保施工安全,本工程的土方开挖必须与支护分项工程施工进行密切配合,尤其在基坑边线部分的土方开挖上要服从支护施工安排。同时土方开挖应严格遵循分区分层分段,兼顾综合平衡的原则,根据开挖情况进行土方开挖的进度及节奏控制。基坑施工应根据基坑变形控制要求,制定挖土方案控制挖土进程,严格按照基坑支护设计要求垂直进行开挖,开挖过程中,明确开挖控制线,分层(层高不宜过大)、分区(按设计内支撑平面布置形式划分)进行开挖支护施工。
  在浅层基础土方开挖过程中,结合土方施工的时空效应理论选择“分层、分块、限时”的指导思想,指导边坡支护施工。具体就是在大开挖的基础上适当减小每步开挖土方的空间尺寸,并减少每步开挖所暴露部分基坑未成形支护坡面及挡墙的暴露时间,科学地利用土体自身控制地层位移的潜力,利用土体塑性区发展的时间量,以解决基坑稳定和土体变形的基本方法。
  在深层基础土方开挖过程中,根据分层开挖的原则,结合基坑特点,将整个基坑土方开挖立面分层为6层土方,每层层底标高为:一2.5m(冠梁)、一6.0m(腰梁1)、一11.0m(腰梁2)、一14.5m(腰梁3)、一18.5m(腰梁4)、一23.0m(基底),每层挖土均相对独立。土方开挖施工过程中将基坑划分为①、②、③、④四个区域进行开挖,基坑土方开挖落差不宜过大,在场地西南侧南北向布置临时施工出土坡道,借助地下车库永久车道位置,构成整个场地出土通道。
  2 土方开挖方法
  次土方开挖拟采取如下方式:
  (1)第一层土方开挖,开挖厚度为2.5m(场地标高为一0.5m),主要为杂填土。
  ①挖土顺序按照顺序依次进行,拟进场两台挖掘机,自基坑北部开挖,自北向南退挖。在西南侧预留基坑土方出土通道。
  ②第一层土方开挖前必须完成基坑边设排水沟,并设置安全围栏等安全维护措施。由于第一层土质为杂填土压实度较好,因此部分开挖土方可放置在不影响施工范围区域的基坑西南侧以外,作为第二次开挖土方坡道使用。挖土时采用2台PC200型挖机,15辆载重量为15立方的自卸泥土车。
  (2)第二层土方开挖标高为一6.Om,开挖厚度3.5m,本层土方主要为杂填土和强风化粉砂质泥岩,该层土方开挖,需在挡土桩冠梁及预应力锚索施工完成后方可进行,并依次完成第一层基坑边进行混凝土喷护工作。本层土方开挖依然按照自北向南退挖的原则进行,预留出土通道,同时交叉施工。
  (3)第三层土方开挖,开挖标高一11.0m,开挖厚度为5m,主要为强风化粉砂质泥岩层。开挖完成后即行施工第二道支护腰梁。
  (4)第四层土方开挖,开挖标高一14.5m,开挖厚度为4.5m,主要为中风化泥岩及部分煤层,该土层须配合2部炮机进行破除施工。由于基坑深度已达一11m,坑内出土通道放坡坡度已无法满足载重汽车爬坡能力要求,故利用南侧支护体系采取在1轴外永久车道位置东西向开挖临时出土通道作为延伸坡道,以满足正常出土坡度要求。
  (5)第五层土方开挖,开挖标高一18.5m,土层主要以中风化泥岩和中风化砂岩为主,需配合2部炮机对基坑内进行破除施工,一台挖机配合装土。
  (6)第六层土方开挖,本层开挖标高一23m,土层主要以中风化泥岩及砂岩为主,基坑内需配合2部炮机对基坑内进行破除施工,一台挖机一23m高程基坑内配合倒土至A~C轴问18.5m高程的预留倒土平台上,在该平台上另布设一台330C挖机将土方装至基坑南侧一1lm高程延伸坡道上的载重汽车上,最后基坑内的挖机逐个沿一18.5m平台及一11m辅助坡道平台自修坡道退出基坑,基坑内西南侧一18.5m高程残留土方,改用50t汽车吊将小型带风炮挖机吊至坑内挖除余土,配合基坑清底,并承担后浇带、筏板梁槽、集水坑、电梯井等局部沟槽的开挖工作,坑内土方则由南侧配置的30t汽车吊及已安装调试投入运行的塔吊吊至坑外运出。
  3 土方开挖测量
  (1)测量控制系统:本次土石方开挖量大,工期较长,开挖难度大。拟以业主提交的测量控制基准点为基础,建立闭合导线控制网,再根据施工控制网测设各个细部。土方开挖前测量准备工作包括:检查和复核测量基准点,增设控制点和水准点、建立控制网、复测原地形。测量结果形成书面报告。
  (2)土石方施工测量:根据基坑支护特点,土石方将采取分层开挖,严禁超挖,因此施工测量控制非常重要。
  ① 现场根据格构柱布置情况,进行测量控制,测量过程中,将在支护桩上标出土方开挖距离,每层开挖的高差。
  ②支护桩作为测设放线的测点,做出明显标志。
  ③施工过程中,应对支护桩控制点进行保护,并经常进行复测,做到准确无误,具体测量控制程序按照工程测量要求进行。
  4 洗车及会车
  4.1洗车措施在南侧青秀路大门口,修筑新的洗车槽及洗车池,布置四个高压水管(采取高压设备提高水管压力)。
  4.2会车说明根据场地情况,第14层土方开挖,空车与重车主要在基坑内会车;第5、6层土方开挖,空车与重车交会改为在场地与青秀路的交叉口,严禁在施工坡道会车。
  5 基坑周边安全围护设施
  基坑周边必须设置防护栏杆。防护栏杆采用钢管、扣件搭设,由上、中、下三道横杆及栏杆柱组成,上杆离地高度为1.0~1.2m,下杆离地高度为0.5~0.6m,栏杆柱打入地面50 70cm深,钢管离基坑边不小于50cm,栏杆柱间距不能大于2m,防护栏杆外侧必须自上而下加挂密目安全网进行封闭。
  6 雨季降排水措施
  (1)基坑外排水措施在土方施工开始前,在施工现场周边做好施工排水措施调查,在基坑的周边布置好现场的施工排水系统。按照施工现场具体情况,施工现场拟采用的施工排水井共计六个包括:基坑内四个大角各一个,东西侧基坑边缘中部各一个;另外,基坑内电梯井及永久集水井作为应急排水集水坑使用。
  (2)本次土石方开挖阶段施工正值雨季,在基坑外侧四周砌筑300-500排水沟,排水坡度为1%,在转角部位间隔30m设置800mmx8OOmm,深度为1.2m的集水井,排水通道埋设暗管流入城市下水道管网中。排水沟及集水井做法为素土夯实、100厚C15垫层、240厚砖砌明沟,内侧1:3水泥砂浆粉刷。
  (3)基坑内采用明沟与集水井相结合进行降水。在第一层土方开挖后,可在预应力锚索及腰梁施工间隙先行间隔20m开挖3mx3m,深度为4m(约为每层开挖深度)的积水坑,如遇下雨即用大功率潜水泵不问断抽水。每层土方开挖均采用相同的办法处理。在降雨后对施工坡道修筑的时间内,必须抽干现场降雨地表全部积水。
  (4)雨季施工措施在雨季,由于经常的降雨会给施工带来诸多不便。其最突出的问题是土方被雨水浸泡,使土的含水量增大,极易造成翻浆,作业面也无法展开;施工道路难以通行,工效也低,还可能遭洪水淹没造成更大的危害,以致贻误工期,影响工程质量。为此,雨季施工必须采取一些有效的技术措施。
  ① 雨期前,应对场区内的防洪排水设施进行检查、疏通或加固,保证雨水能及时排出。受洪水威胁的地段,应设值班人员,随时掌握周围水情和汛情情况,并配备必要的防洪抢险物资及抽、排水设备(水泵、发电机、电缆等)。
  ② 及时了解天气预报,观察天气变化情况,合理规划作业区间及机动工程。重要部位的土石方尽可能安排在晴天作业。
  ③场区的运输道路,应视情况加铺砂砾或其它防滑材料,保证道路畅通。
  ④ 作业段不宜过长,施工中的挖土、运土等工序应连接紧密。
  ⑤应及时组织做好雨中及雨后的现场排水工作。
  ⑥ 雨期施工过程中,应加强对供、配电设施及用电器具等的维护管理,防止因雷击、漏电而发生人员伤亡或设备损坏等事故。
  7 夜间施工
  (1)必须在尽可能降低施工机械噪声扰民的前提下进行施工,并按照南宁市建设行政主管部门要求办理相关夜问施工手续。
  (2)保证夜间施工期间的照明,防止挖机碰到已经施工完成的支护桩及腰梁。
  (3)需对施工作业人员进行日、夜班分班,并适当缩短夜间作业班组的作业时问,安排夜间作业人员适当的休息时间,并提供夜餐,减轻夜间作业人员的劳动强度。
  (4)本工程采用镝灯作为主要照明灯具,固定布置在场地适当位置,保证整个施工场地均有较好的照明。
  (5)采用可移动式安全碘钨灯作为临时可移动照明灯具,用于重要施工部位,作为对固定式照明的补充。
  (6)充分考虑施工安全问题,不能安排交叉施工的工序同时在夜间进行。
  (7)夜间施工时,各项工序或作业区的结合部位在夜间施工时要有明显的发光标志,各道工序夜间施工除当班的安全员、质检员必须到位外,还要建立质安主管人员巡查制度。
  8 安全监测措施
  施工之前测量二次初始值,计2次。基坑施工过程中一般1d监测一次,具体可根据施工进度确定每一施工阶段的检测密度。当结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时,应加密观测。当出现危险事故征兆时,应连续监测。当监控项目超过其警戒值时,必须停止开挖,查明原因,对支护方案进行修改,待加固处理后方能进行下一步开挖。同时,对地面有裂缝时,必须及时用粘土或水泥砂浆封堵。
  9 结束语
  建筑基坑土方开挖工程施工技术措施科学、合理与否,直接影响到工程本身的质量与进度,并对工程经济效益提高与人身安全的保证起到关键性作用。通过多方分析、周密安排、合理部署,并采取了一系列的行之有效的措施,确保了基坑开挖的顺利进行,未发生一起碰坏支撑,造成基坑安全失控的现象。
  参考文献【1]徐诗琪.论建筑工程深基坑施工中存在的问题与对策[J】.建筑与装饰2013(27):60—61.[2]吴山峰.建筑工程深基坑施工需要注意的几个问题叨.现代交际,2013,4(21):32 33.
 

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