翁明善

(福建地礦建設(shè)集團(tuán)公司 福建福州 350002)

深基坑流塑性淤泥質(zhì)土開(kāi)挖施工技術(shù)

翁明善

(福建地礦建設(shè)集團(tuán)公司 福建福州 350002)

深基坑開(kāi)挖是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)且危險(xiǎn)性較大的基礎(chǔ)施工工程。隨著高層建筑及多層地下室的增多，深基坑施工的質(zhì)量和安全問(wèn)題越來(lái)越受關(guān)注。因該工程施工受到多種因素影響，特別是受地質(zhì)條件影響巨大，要求施工過(guò)程中必須采取合理嚴(yán)謹(jǐn)措施。若由于施工控制不當(dāng)，容易發(fā)生質(zhì)量安全事故，造成重大損失。文章結(jié)合某會(huì)展中心工程案例，分析探討了流塑性淤泥質(zhì)土深基坑的特點(diǎn)，并基此提出了針對(duì)性的開(kāi)挖施工技術(shù)措施。

深基坑；流塑性淤泥質(zhì)土；開(kāi)挖施工技術(shù)

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展，現(xiàn)代建筑的規(guī)模越來(lái)越大，帶有多層地下室的建筑不斷出現(xiàn)，需要進(jìn)行深基坑開(kāi)挖的項(xiàng)目越來(lái)越多，目前深基坑開(kāi)挖的施工工藝較為成熟，但受特定的地質(zhì)條件、施工工期等因素影響，容易出現(xiàn)各種問(wèn)題。尤其是流塑性淤泥質(zhì)土的深基坑開(kāi)挖施工工藝，需要相關(guān)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況，通過(guò)制定嚴(yán)密可行的措施方案，控制施工質(zhì)量，方可確保施工安全[1-2]?；?，本文擬結(jié)合某會(huì)展中心工程案例，探究深基坑流塑性淤泥質(zhì)土開(kāi)挖施工技術(shù)，希望能給同行提供參考。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目情況簡(jiǎn)介

該項(xiàng)目位于福州馬尾區(qū)瑯岐島碼頭邊,主體為鋼結(jié)構(gòu)，總建筑面積52 601m2。地上4層，建筑面積30 911m2；地下1.5層，建筑面積21 690m2，地下室開(kāi)挖深度7m～8m。基礎(chǔ)為管樁基礎(chǔ)，基坑支護(hù)型式為：臺(tái)階式放坡+槽鋼+HN700×300型鋼樁支護(hù)形式，型鋼樁外側(cè)利用Ⅳ型拉森樁擋土止水。

1.2 水文地質(zhì)情況

場(chǎng)地的地下水量豐富，水位變化受閩江水潮汐變化影響較大。根據(jù)工程地質(zhì)勘察鉆探揭示，該場(chǎng)地巖土層主要為淤積、海積、沖洪積成因及風(fēng)化成因。其中，淤泥質(zhì)土層呈深灰色，飽和，流塑，含腐植質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、個(gè)別爛木等，味臭，有光澤，無(wú)搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度較低，韌性低。淤泥層平均厚度7.68m。自上而下的土層及平均厚度如表1所示。

表1 土層及土層平均厚度 m

2 主要難點(diǎn)

根據(jù)地層情況揭示，該項(xiàng)目開(kāi)挖的土主要為流塑性淤泥質(zhì)土，且施工場(chǎng)地緊鄰閩江，多為池塘，淤泥層強(qiáng)度低，含水量大，最大的超過(guò)了80%。同時(shí)，該項(xiàng)目的工程樁剛施工完成就立即進(jìn)行土方開(kāi)挖，工程樁施工過(guò)程對(duì)淤泥的擾動(dòng)影響尚未得到有效釋放。

另外，該工程工期緊，施工時(shí)期為三月～四月，剛好處于雨季。基坑開(kāi)挖較深，土方開(kāi)挖量大，將近10萬(wàn)m3。以上不利因素，容易造成基坑內(nèi)土方在開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生滑動(dòng)，給施工帶來(lái)極大困難。

3 開(kāi)挖施工方法

3.1 土方開(kāi)挖總體安排

按照項(xiàng)目施工的安排和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分6個(gè)施工段進(jìn)行流水分段開(kāi)挖，如圖1所示。在各分段內(nèi)的管樁和降水井施工完畢后，緊跟施工該段內(nèi)的圍護(hù)樁(H型鋼樁、拉森樁、槽鋼及木樁)。然后先分層開(kāi)挖該段內(nèi)地下室外墻以外18m范圍的平臺(tái)和坡面土方及噴射混凝土護(hù)面。再分層開(kāi)挖該段內(nèi)地下室的底板土方，到位后立即封底墊層施工，最后間隔開(kāi)挖承臺(tái)土方。

開(kāi)挖流向?yàn)椋喊凑沼晌飨驏|、由北向南、先坑外后坑內(nèi)的總體開(kāi)挖原則進(jìn)行基坑分區(qū)段開(kāi)挖。

圖1 地下室基坑土方開(kāi)挖施工區(qū)段劃分圖

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)進(jìn)出道路進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃，路面鋪墊粉煤灰、煤渣類既透水又吸水的材料達(dá)50cm以上，并分層施工(即開(kāi)挖一層淤泥施工一層道路)。土方的退土道路分別在基坑北側(cè)、南側(cè)和中央設(shè)置3條，由現(xiàn)有環(huán)島路拉至指定卸土點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 地下室基坑土方開(kāi)挖退土路線圖

3.2 土方開(kāi)挖要求、方法

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施打完畢，基坑外平臺(tái)和坡面噴射混凝土護(hù)面施工完畢后，用反鏟挖掘機(jī)對(duì)基坑內(nèi)土方進(jìn)行開(kāi)挖，按隨開(kāi)挖隨運(yùn)走的原則，通過(guò)自卸汽車(chē)采用挖掘機(jī)接力盤(pán)運(yùn)外棄，由坑內(nèi)中央道路、基坑南北兩側(cè)道路向外退土。承臺(tái)土方配以小型挖掘機(jī)開(kāi)挖施工，人工配合進(jìn)行修坡、清底，利用塔吊進(jìn)行外棄，個(gè)別采用挖掘機(jī)接力盤(pán)運(yùn)外棄。

3.2.1 基坑及坑中坑土方開(kāi)挖方法

3.2.1.1 基坑內(nèi)土方開(kāi)挖

在基坑內(nèi)土方開(kāi)挖中，為克服該項(xiàng)目工程施工主要難點(diǎn)，有效預(yù)防基坑內(nèi)開(kāi)挖面滑動(dòng)，減少隆起現(xiàn)象[2]，特制定以下開(kāi)挖要求：

嚴(yán)格遵循“分層、分段、均衡、對(duì)稱，先支護(hù)、后開(kāi)挖，適當(dāng)放坡、嚴(yán)禁超挖”的原則，確保施工安全。特別是對(duì)粘土、淤泥層土方進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，須先剝離至淤泥與粉質(zhì)粘土交界面以上約0.3m～0.5m位置，而不是直接剝離至淤泥層面。嚴(yán)格按照分層進(jìn)行，分層厚度不大于1m，全基坑面進(jìn)行開(kāi)挖。

不考慮承臺(tái)土方開(kāi)挖，地下室底板土方開(kāi)挖深度約為4.65m(不含坑中坑深度)，嚴(yán)格按照分層原則，分5層臺(tái)階全面開(kāi)挖，分層厚度從上到下分別為1m、1m、1m、1m、0.65m，分層示意圖如圖3所示。地下室底板土方開(kāi)挖到位后立即封底墊層施工，封底墊層緊抵H型鋼樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，底板邊至支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)邊線的超挖槽均澆筑毛石混凝土墊層。

圖3 基坑內(nèi)土方開(kāi)挖示意圖

3.2.1.2 坑中坑土方開(kāi)挖

底板墊層封底后，用小型挖掘機(jī)間隔開(kāi)挖承臺(tái)土方，同時(shí)人工配合修坡清底，進(jìn)行磚胎膜、承臺(tái)地梁墊層施工。

承臺(tái)開(kāi)挖中，當(dāng)開(kāi)挖深度小于1m時(shí)，采用木樁直接進(jìn)行支護(hù)；當(dāng)承臺(tái)開(kāi)挖深度大于1m時(shí)，采取密插槽鋼支護(hù)，然后挖掘機(jī)座于密插的槽鋼支護(hù)面上，再利用人工配合小型挖掘機(jī)一次性將此坑土方開(kāi)挖到位，并立即封底。

對(duì)電梯井開(kāi)挖，具體方法如下：

(1)在電梯井旁的承臺(tái)底邊，沿電梯井四周先施工Φ80長(zhǎng)度大于4m的木樁；然后采用小型挖掘機(jī)進(jìn)行放坡開(kāi)挖(坡率1∶1.5)，坡面形成后立即噴射40mm厚C20混凝土；再利用挖掘機(jī)一次性將電梯井內(nèi)的土方開(kāi)挖到位，并立即封底；

(2)若在開(kāi)挖過(guò)程中水位無(wú)法降下，則在電梯井邊增加1～2口降水井進(jìn)行降水處理后再行開(kāi)挖；

(3)若開(kāi)挖過(guò)程中木樁無(wú)法支擋電梯井側(cè)邊土方(淤泥)，則沿電梯井四周再施工一圈Ⅳ型拉森鋼板樁，再行開(kāi)挖土方。

4 管樁、降水井和支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)措施

4.1 管樁保護(hù)措施

由于管樁抗彎剛度較小，在開(kāi)挖時(shí)，若出現(xiàn)坑底土體移動(dòng)、變形，將對(duì)管樁產(chǎn)生橫向土壓力，致使出現(xiàn)偏斜、斷裂等質(zhì)量事故[3]。因此，做好管樁保護(hù)顯得尤為重要。

開(kāi)挖前，對(duì)未送樁到位的工程樁，按照分層開(kāi)挖厚度分段及時(shí)截除，即對(duì)露出土層面的管樁先行截除，再根據(jù)挖土流程進(jìn)行分段截除。禁止挖掘機(jī)碰撞管樁身，土方開(kāi)挖中，挖土分層均勻進(jìn)行，分層厚度不大于1m，管樁兩側(cè)土體高差不大于0.5m，對(duì)稱開(kāi)挖。

挖、運(yùn)土采用小型長(zhǎng)臂挖掘機(jī)和小型運(yùn)土車(chē)輛，坑內(nèi)行車(chē)主道路及次要分支道路設(shè)在管樁承臺(tái)上方，并鋪設(shè)2cm厚鋼板。開(kāi)挖樁間土方時(shí)，將挖出土方立即用挖掘機(jī)接力盤(pán)運(yùn)至自卸汽車(chē)，自卸汽車(chē)裝運(yùn)點(diǎn)距挖土邊坡3m以上。

4.2 降水井保護(hù)措施

在降水井上綁紅色旗子作為警示，并將井口用編織袋包封。開(kāi)挖時(shí)，降水井四周50cm范圍內(nèi)采用人工開(kāi)挖，并同時(shí)進(jìn)行；開(kāi)挖到位后，割除井管至高出地面50cm，包封井口、綁旗警示。基坑內(nèi)運(yùn)土道路及車(chē)輛行走路線避開(kāi)降水井5m～8m距離。

4.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)措施

禁止挖掘機(jī)碰撞鋼支撐、木樁等支護(hù)結(jié)構(gòu)，在距支護(hù)結(jié)構(gòu)0.3m～0.5m范圍的土方采用人工清理；對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)拐角處和轉(zhuǎn)角處，采用人工對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)面上土方進(jìn)行清理。夜間施工時(shí)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)拐角處適當(dāng)增設(shè)照明燈具，防止挖掘機(jī)挖土?xí)r對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成損壞。

5 效果分析

經(jīng)過(guò)各方努力，土方開(kāi)挖工程如期完成。該項(xiàng)目工程基坑監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)頻率等符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，基坑監(jiān)測(cè)情況如表2所示。

表2 基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及數(shù)值 m

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各次日變化量均未超過(guò)設(shè)計(jì)要求報(bào)警值，周邊地表未出現(xiàn)裂縫。監(jiān)測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范及有關(guān)質(zhì)檢部門(mén)要求。基坑開(kāi)挖過(guò)程中未出現(xiàn)險(xiǎn)情，基坑后期變形穩(wěn)定，未對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生明顯影響。

該項(xiàng)目共有已施工完成的工程樁806根，根據(jù)基樁低應(yīng)變法檢測(cè)報(bào)告，I類樁765根，占94.7%，II類樁43根，占5.3%，沒(méi)有出現(xiàn)斷樁情況。

6 結(jié)語(yǔ)

該工程項(xiàng)目分析研究了某會(huì)展中心流塑性淤泥質(zhì)土深基坑的特點(diǎn)，其采取了合理有效的施工措施，如分層開(kāi)挖、全面開(kāi)挖、換填開(kāi)挖、合理剝離、加強(qiáng)支護(hù)、及時(shí)截樁、隨開(kāi)挖隨退土等，最終按時(shí)完成開(kāi)挖施工任務(wù)，達(dá)到了工程樁保護(hù)、周邊環(huán)境保護(hù)等既定目標(biāo)，值得借鑒。

[1] 余超，張智捷.淺談流塑性淤泥土質(zhì)中基坑支護(hù)施工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016.

[2] 唐建華，周海貴，吳國(guó)強(qiáng)，等. 超大型深基坑土方開(kāi)挖技術(shù)[J].建筑施工，2015.

[3] 劉書(shū)安，丁明華，李濤，等. 淤泥質(zhì)土開(kāi)挖施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2015.

Flow plasticity silt soil excavation of deep foundation pit construction technology

WENGMingshan

(Fujian Geo-engineering Construction Corporation,Fuzhou 350002)

The excavation of deep excavation is a comprehensive project, which is also a very dangerous foundation construction project. With the rise of high-rise buildings and multi-storey basements，the quality and safety of deep foundation pit construction are becoming more and more concerned .Due to the various factors affecting the construction of the project, especially the geological conditions, it is necessary to take reasonable and rigorous measures in the construction process. If the construction is not properly controlled，quality and safety accidents will be happened easily, and will cause serious damage to the project .In this paper, in the case of an exhibition center project，through the analysis of the characteristics of the deep foundation pit of the convection plastic silt，with targeted excavation and construction technical measures.

Deep foundation pit; Flow plastic silt soil; Excavation construction techniques

翁明善(1979.12- )，男，工程師。

E-mail:195925470@qq.com

2017-05-09

TU74

A

1004-6135(2017)07-0108-03