建筑工程深基坑土護(hù)坡施工對(duì)策思考

發(fā)布日期：2015-06-23來(lái)源：本站編輯：張瑞晨

[摘要]有道是，萬(wàn)丈高樓從地起。近年來(lái)，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(wèn)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(duì)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(wàn)丈高樓從地起。近年來(lái)，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(wèn)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(duì)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(jiàn)，以期能對(duì)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(guó)外稱為“深開(kāi)挖工程”(DeepExcavation)，其意思是為了設(shè)置建筑物的地下室需開(kāi)挖深基坑，這只是深基坑開(kāi)挖的一種類(lèi)型。這與我國(guó)對(duì) “深基坑”的定義來(lái)說(shuō)顯得更為廣義。在我國(guó)，根據(jù)建設(shè)部建質(zhì)[2009]87號(hào)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(kāi)挖深度超過(guò)5米(含5米)或地下室三層以上(含三層)，或深度雖未超過(guò)5米，但地質(zhì)條件和周?chē)h(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(hào)“附件二”規(guī)定：超過(guò)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(kāi)挖深度超過(guò)5m(含5m)的基坑(槽)的土方開(kāi)挖、支護(hù)、降水工程;(二)開(kāi)挖深度雖未超過(guò)5m，但地質(zhì)條件、周?chē)h(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(kāi)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(zhǎng)邊小于三倍短邊的稱為基坑，將寬度在3米以內(nèi)，且槽長(zhǎng)大于3倍槽寬的稱為基槽。基坑和基槽都是用來(lái)建筑建筑物的基礎(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(zhǎng)條形狀的，而且有時(shí)候其長(zhǎng)度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)形的長(zhǎng)度。

　　二、深基坑土護(hù)坡施工理論探索

　　基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)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(kāi)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(lèi)工程建造過(guò)程中大多把基礎(chǔ)工程的施工作為整個(gè)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(shuō)，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(huì)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(kāi)挖施工時(shí)的諸多技術(shù)參數(shù)為依據(jù)，而開(kāi)挖施工過(guò)程中又往往會(huì)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(duì)此，為有效解決施工中的難題，近年來(lái)伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，為減輕勞動(dòng)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(lèi)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(guò)程中，本人曾獨(dú)立負(fù)責(zé)過(guò)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(chē)庫(kù)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(chē)庫(kù)，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(gè)獨(dú)立的塔樓。建筑總高度為58m，整個(gè)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(zhǎng)為58m，寬為35m的多邊形。總占地面積約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(kāi)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(chǎng)下，正常施工應(yīng)把整個(gè)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(kāi)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(wú)法施工。根據(jù)此實(shí)際情況推測(cè)，以下應(yīng)還有大量的廢鋼渣。由于廢鋼渣用普通方法無(wú)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(huì)很慢，加之孔深對(duì)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(duì)此部分鋼渣最后采用了用機(jī)械進(jìn)行大開(kāi)挖。同時(shí)，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)情況，我們把開(kāi)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(gè)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(duì)市政排水溝進(jìn)行改道，施工中此市政管溝會(huì)被挖斷，由此將造成整個(gè)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?cè)谑┕ぶ忻鎸?duì)的一大亟待解決的難題。對(duì)此，經(jīng)與建設(shè)單位協(xié)商，我們決定對(duì)與建筑物相鄰的一段大約25m長(zhǎng)的市政排水溝進(jìn)行保證性施工。施工過(guò)程中，經(jīng)對(duì)排水主溝進(jìn)行局部開(kāi)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(cè)，溝底距設(shè)計(jì)開(kāi)挖的坑底高差約10.5m，距需開(kāi)挖樁邊緣約2.3m。這樣即使從溝底開(kāi)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(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鋼渣試挖，因回填鋼渣時(shí)間較長(zhǎng)，土質(zhì)相對(duì)密實(shí)，且上部無(wú)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(duì)性地同相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)真研究，最后選擇了對(duì)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(duì)排水溝進(jìn)行開(kāi)挖實(shí)測(cè)和對(duì)基坑進(jìn)行試驗(yàn)性開(kāi)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(jí)鋼，混凝土為C20，且位置與基礎(chǔ)挖孔樁錯(cuò)開(kāi)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(jí)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(kāi)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(kāi)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(kāi)挖中，從東面出土不可取。同時(shí)，因在東面開(kāi)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(kāi)挖過(guò)程中，為有利護(hù)坡工作的開(kāi)展，我們因地制宜地采取了先確定排水溝的位置后再開(kāi)挖，且每次開(kāi)挖深度以不超過(guò)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(kāi)挖。由此既加快了整個(gè)工程進(jìn)度，又使整個(gè)土方開(kāi)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(gè)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(tái)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(kāi)挖，考慮到如果把塔吊安裝在自然地面上，塔吊超高部分會(huì)因附著太長(zhǎng)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(dòng)。在挖至距坑底3m時(shí)，對(duì)塔吊基礎(chǔ)的土方開(kāi)挖采用人工開(kāi)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(guò)程中再對(duì)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(gè)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(guò)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(lèi)似工程施工的實(shí)踐看，施工過(guò)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(kāi)挖過(guò)程中要沿基坑上口周?chē)舆?m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(chǎng)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(kāi)并及時(shí)處理。開(kāi)挖中如發(fā)現(xiàn)有不能辨認(rèn)的物品或事先沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到的地下電纜等，應(yīng)及時(shí)停止操作并報(bào)告上級(jí)處理。

　　4、當(dāng)土方挖至坑底時(shí)，最好在坑底周?chē)鲆粚?00mm、深300-500mm的排水明溝，同時(shí)在坑底的四個(gè)角設(shè)一深1500mm、邊長(zhǎng)1000mm的集水井來(lái)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(chǎng)外。

　　5、牢固樹(shù)立“安全第一、質(zhì)量為本、隱患是禍”的思想，堅(jiān)持每天對(duì)基坑邊坡進(jìn)行檢查，對(duì)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(jí)越來(lái)越高，且深基坑的開(kāi)挖深度也越來(lái)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(jiàn)的不足和問(wèn)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(dòng)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(mén)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(huì)效益。
作者：重慶巨能建安公司 陳東生 一級(jí)建造師、全國(guó)優(yōu)秀項(xiàng)目經(jīng)理

【相關(guān)閱讀】

• 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)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(yǔ)217條，收藏備用！
• 夏季施工防火、防雷擊、防毒
• 施工現(xiàn)場(chǎng)10大吐血經(jīng)驗(yàn)全打包
• 雨季施工，你準(zhǔn)備好了嗎？