天津某項目深基坑土方開挖實踐

****工程深基坑土方開挖的實踐摘要:深基坑挖土方案的制訂對深基坑施工安全和施工工期的有效保證都起著至關重要的作用,尤其是在深基坑附近有需要保護的建筑物和其他設施的情況下,制訂科學的深基坑挖土方案則顯得更為重要.****工程基坑深12.4～14.4m,基坑設計采用的是深層攪拌樁防水與鉆孔灌注樁相結(jié)合的深基坑支護方法,且所處地下水位較高,毗鄰建筑物基礎淺于深基坑,靠近城市干道.在這種特殊的情況下,通過科學安排挖土順序和對挖土過程實施有效監(jiān)控,確保了深基坑施工和毗鄰建筑物的安全,使臨近城市設施不會遭受破壞,并通過采取在基坑留置機械設備的方法有效地加快了施工進度.關鍵詞:深基坑土方開挖安全措施工期控制1、工程概況1.1工程概況天津****房地產(chǎn)開發(fā)有限公司擬建的****工程位于天津市**區(qū)，由**道、**道、***路和***圍成的地塊內(nèi)。場地緊湊，周圍均為居民區(qū)。本工程為5棟高層建筑，其中1號樓，地上46層，高147.4米，剪力墻結(jié)構(gòu)；2、3號樓，地上31層，高97.6米，剪力墻結(jié)構(gòu)；4號樓，地上30層，高94.6米，剪力墻結(jié)構(gòu)；5號樓，地上31層，高93.0米，剪力墻結(jié)構(gòu)；裙房為2層商業(yè)用房，框架結(jié)構(gòu)；地下均為2層連通式地下車庫。公寓樓和住宅樓均采用樁筏基礎，其余為柱下承臺布樁的常規(guī)樁基礎。1.2基礎及圍護設計概況根據(jù)天津市建筑設計院《2007－007基坑支護》設計方案，本方案共有環(huán)梁兩道，帽粱一道。帽粱頂標高為－0.95、－1.95米，帽梁的截面尺寸為1000*500，鋼筋直徑為Φ20、Φ16，?8箍筋，混凝土強度為C35；環(huán)梁截面尺寸有2000*800、1500*800、1200*800等，鋼筋直徑為Φ25、Φ22、Φ20、Φ16，?10、?8箍筋等，混凝土強度為C35。第一道環(huán)梁頂標高為－3.40米，第二道環(huán)梁頂標高為－8.30米。腰梁為1200*800，鋼筋直徑為Φ25、Φ20，?8、?10箍筋，混凝土強度為C35。支撐結(jié)構(gòu)采用450*450格構(gòu)柱，鋼型號4x∠140x12，綴板4x-400x300x10@800；同環(huán)梁連接采用托板和加勁肋，型號不等。5Φ20開口箍筋置于托板內(nèi),且與托板焊接hf=10mm。腰梁同圍護樁連接處采用4Φ14開口箍筋和圍護樁中的-10鋼板箍焊接連接。本工程基坑深12.25～13.55m，平面不規(guī)則呈“L”型，最長邊162*70m，四面環(huán)路，場地緊湊，地質(zhì)較均勻，透水性較強，微承壓水較淺。地下水分為潛水（埋深15米）和微水承壓水（埋深18～20米）兩個含水組?；又ёo方案采用Φ900@1000mm連排灌注樁擋土，Φ850@600mm深層攪拌樁做止水帷幕,水泥土無側(cè)限抗壓強度fcu,k≥1200kPa，其滲透系數(shù)≤3.5×10-7cm/s。切斷承壓水層。基坑內(nèi)設降水井，采用φ500mm無砂水泥管，外圍棕皮及等粒徑碎石，其透水直徑不小于700mm。降水井1深19m，降水井2深24m，將坑內(nèi)地下水降至坑底標高500mm以下。布置降水井數(shù)量為43口，其中27口深度19米，16口深度24米，觀察井14口深度為16米（從室外地坪算起）?；又ёo方案1.3土方開挖特點本工程周圍僅靠居民區(qū)，基地周邊環(huán)境復雜，地下管線密集，基坑挖深12.4、12.85、14.25m三種標高，最深處19.23m，屬深基坑施工，周邊建筑保護要求高，工期緊，施工難度大。工程于2008年3月1日開工，施工目標為6月15日出土完畢，總計土方量約20萬m3，每天平均出土量需確保2200m3左右方能滿足進度要求。在工期緊迫的市中心完成如此體量的挖土作業(yè)，對出土方案及現(xiàn)場管理提出了更高的要求。2、施工方案的考慮及實施2.1開挖原則“分層、先撐后挖、快挖快撐、保持基坑圍護體受力均衡”是基坑開挖施工的原則。2.2第一步土方開挖施工帽梁；開挖至第一道環(huán)梁底部-4.200m，先開挖棧橋部位，使棧橋施工和大面積開挖同時進行，有利于工期順利推進。因棧橋是下層開挖的必然通道，所以用C40早強混凝土澆筑，可縮短工期7天。2.3第二步土方開挖由于工期緊張，同時，四步土方開挖和環(huán)梁施工之間的交叉施工及技術間歇，汽車每一步土方開挖就要回填大量的建筑垃圾鋪設渣土坡道，效率比較低。經(jīng)對方案的優(yōu)化，擬將環(huán)梁以下土方采用一步開挖到位。即先開挖第一道環(huán)梁（底標高-4.200米），環(huán)梁施工完畢，達到設計強度后，進行第二道環(huán)梁（底標高-9.100米）施工。兩道環(huán)梁滿足設計強度100%后，土方一次性向棧橋方向倒退開挖。開挖為中心島式。2.4環(huán)梁處通道加固因土方開挖過程中，只有兩個棧橋作為出入口，運輸車輛勢必要經(jīng)過中間的對撐梁（DCH），給支撐結(jié)構(gòu)帶來不安全因素。針對車輛要經(jīng)過兩個對撐梁上部，分別采取相應加固措施。加固通道1：運輸車輛從1#棧橋經(jīng)過R/7軸處對撐梁，進入B區(qū)挖土挖土。對撐梁1（-3.400m）上部增加4Ф25鋼筋，對撐梁1（-8.300m）下部增加2Ф25鋼筋。同時，兩道對撐梁之間增加四個鋼管（Ф530*12）支撐，鋼管支撐與對撐梁交接處增加加勁勒，焊縫12滿焊處理。兩道環(huán)梁施工完畢，對撐梁周邊范圍（離環(huán)梁結(jié)構(gòu)最近處距離為1000mm）填石硝，鋪設2cm厚鋼板厚方可車輛在上方行駛。加固通道2：棧橋圖紙設計在棧橋3，車輛進入A區(qū)33-39/A-N范圍，經(jīng)過33軸對撐梁。設計為4根800支撐樁，長度20米，已和工程樁一起施工完畢。格構(gòu)柱采用角鋼125*10，深入工程樁2400。格構(gòu)柱和對撐梁交接處按節(jié)點進行施工。對撐梁周邊范圍（離環(huán)梁結(jié)構(gòu)最近處距離為1000mm）填石硝，鋪設2cm厚鋼板厚方可車輛在上方行駛。加固通道3：兩環(huán)梁相切處的加固考慮土方開挖過程中車輛從C區(qū)開往B區(qū)，車輛經(jīng)過兩個環(huán)梁邊線相切處。此處混凝土強度必須達到設計強度100%后，環(huán)梁周邊挖土的溝槽用素土夯實，環(huán)梁上部回填1000mm石硝或建筑垃圾，鋪設20mm厚鋼板厚方可走車。坡道寬度為4000mm。加固通道施工要求1、滿載車輛必須限載40T范圍內(nèi)；2、土方開挖過程中加強對環(huán)梁支撐體系的觀測；3、不允許車輛滿載時停在環(huán)梁上方。3土方開挖階段現(xiàn)場管理3.1組織管理（1）根據(jù)工程的特點，建立以總承包為主導的現(xiàn)場項目部管理體系，最大限度地整合資源，提高工作效率。（2）制定早晚一次土方開挖協(xié)調(diào)會議制度，以“天”為單位，進行施工進度的節(jié)奏控制。（3）建立“現(xiàn)場指揮中心”制度，作為夜間挖土現(xiàn)場指揮部，業(yè)主代表、監(jiān)理部、總包、挖土、降水、監(jiān)測等單位聯(lián)合辦公，提高現(xiàn)場問題處理的效率。（4）加強現(xiàn)場安全措施有效落實，如基坑防護欄、水平安全網(wǎng)、基坑安全馬道、基坑照明、配電箱設置、路面防滑措施等；提前編制詳細的專項方案，審查通過后嚴格執(zhí)行。（5）加快后續(xù)工序搭接施工，如破樁后及時清理，爭取下道工序的作業(yè)面。（6）周密的施工部署，因環(huán)梁支撐系統(tǒng)混凝土澆筑完畢后有一個強度提升的階段，原設計為C35混凝土，我方將混凝土標號提高至C40早強混凝土，15天即達到C35。在養(yǎng)護期間，施工環(huán)梁外的土方，合理統(tǒng)籌。（7）盡最大努力，解決好施工擾民問題。3.2技術管理（1）要求甲方委托的第三方監(jiān)測單位及時提供關于基坑支護位移、周邊建筑、道路沉降及位移數(shù)據(jù)。（2）降水水位觀測每天一次，密切監(jiān)視地下水位狀況。水位降至開挖面500mm以下方可進行開挖。（3）組織召開深基坑開挖專題會議，對開挖方案進行安全性專家論證，切實落實質(zhì)量安全技術交底手續(xù)。（4）及時完成設備、材料的檢測及報審，及時辦理相關合同、安全協(xié)議及工程保險。（5）棧橋設計荷載要求：施工荷載不超過20kpa，單位施工車輛滿載不超過40T，施工時嚴禁出現(xiàn)兩臺滿載設備位于同一跨度內(nèi)等不利荷載的情況。此外，棧橋的寬度能滿足土方車輛回轉(zhuǎn)半徑；棧橋部位的基樁先行施工，確保在達到設計強度后及時利用，便于土方作業(yè)的隨即開展。（6）提前編制基坑開挖緊急預案、事故處理預案。（7）加強支撐梁混凝土養(yǎng)護工作，要求及時追蹤3d、7d強度試壓報告，為方案實施提供數(shù)據(jù)支持。（8）采用坑中坑中心島式開挖，多機接力，減少運輸車輛通道回填渣土工作量，縮短工期。（9）針對圍護體局部滲漏采取有效補救措施，如使用堵漏劑、坑外補樁、水泵抽水等防排結(jié)合方式進行排水作業(yè)，抽排廢水經(jīng)沉淀處理后充分利用，如養(yǎng)護及場地防塵噴灑等。（10）嚴格按設計要求的基坑外側(cè)堆載限值堆放，注意開挖過程中對支撐系統(tǒng)和降水井的保護，降水井及樁身、格構(gòu)筑300mm范圍內(nèi)人工配合挖土?？拥?00mm范圍內(nèi)人工配合挖除，防止坑底土超挖。（11）監(jiān)測、開挖、降水、環(huán)保節(jié)能等方案編制審批工作提早完成，為開挖創(chuàng)造技術條件。3.3協(xié)調(diào)管理（1）針對擾民及投訴現(xiàn)象建立對外協(xié)調(diào)制度，定期走訪，及時處理居民關注的問題。（2）建立積極配合城管監(jiān)查部門的檢查制度。（3）設立“確保海河杯”的目標，申報“天津市安全文明工地”；爭取區(qū)、市等各政府部門的支持，創(chuàng)建良好的外部環(huán)境。（4）渣土證、夜施證、施工許可證等提早申報和辦理。（5）及時通報重大危險源，夜間施工提前公布安民告示等信息。（6）加強夜間巡查，對噪聲、光污染嚴格監(jiān)控，外出車輛覆蓋、及時清洗、灑土及時清掃。（7）設立節(jié)點目標獎、無安全事故競賽獎等，做好節(jié)前安全施工動員工作。（8）積極籌備大底板澆注計劃，包括圖紙會審、方案確認，盡可能實現(xiàn)工序“無縫對接“；設立”大底板澆注倒計時牌”并實行趕工激勵措施。（9）針對施工方案的調(diào)整，及時與設計溝通，在設計的指導下完成施工技術的變更和改進。4方案實施效果本案以價值工程為導向，項目實施過程中體現(xiàn)的綜合效益有：（1）工期按時完成，因周邊環(huán)境復雜，四周為居民區(qū)，上訪、擾民事件頻頻發(fā)生，影響出土方量，能按時完成實屬不易。（2）提高了開挖作業(yè)期間基坑的安全性能。從2008年3月17日基坑土方開挖到2008年6月15日開挖至設計坑底標高，周邊建筑物累積最大沉降量55.98mm；地表累計最大沉降量15.60mm；圍護結(jié)構(gòu)墻頂水平位移累計最大值25mm；第一道水平結(jié)構(gòu)支撐最大水平位移35mm，第二道水平結(jié)構(gòu)支撐最大水平位移14mm。均在設計和規(guī)范要求的警戒范圍以內(nèi)。（3）講究時空效應，組織科學的流水施工，減少二次翻運土方工作量，提高挖土效率，體現(xiàn)了良好的技術效益。（4）對控制噪聲、揚塵、光污染等現(xiàn)象起到立桿見影的效果