淺談明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)的基坑開(kāi)挖施工

張大力,王進(jìn)龍

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

1 坑壁不加支撐的基坑

對(duì)于在干涸無(wú)水河灘、河溝或有水經(jīng)改河或筑堤能排除地表水的河溝中;在地下水位低于基底,或滲透量少,不影響坑壁穩(wěn)定;以及基礎(chǔ)埋置不深,施工期較短,挖基坑時(shí),不影響鄰近建筑物安全的施工場(chǎng)所,可考慮選用坑壁不加支撐的基坑。

黏性土在半干硬或硬塑狀態(tài),基坑頂緣無(wú)活荷載,稍松土質(zhì)基坑深度不超過(guò)0.5m,中等密實(shí)(鍬挖)土質(zhì)基坑深度不超過(guò)1.25m,密實(shí)(鎬挖)土質(zhì)基坑深度不超過(guò)2.0m時(shí),均可采用垂直坑壁基坑?；由疃仍?5m以?xún)?nèi),土的濕度正常時(shí),基坑可按表 1所示,采用斜坡坑壁開(kāi)挖或按坡度比值挖成階梯形坑壁,每梯高度為 0.5～1.0m為宜,可作為人工運(yùn)土出坑的臺(tái)階?；由疃却笥?5m時(shí),可參照表 1坑壁坡度適當(dāng)放緩,或加做平臺(tái)。土的濕度影響坑壁的穩(wěn)定性時(shí),基坑坡度應(yīng)采用緩于該濕度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。當(dāng)基坑有地下水時(shí),地下水位以上部分可以放坡開(kāi)挖;地下水位以下部分,若土質(zhì)易坍塌或基坑底距地下水位較深時(shí),應(yīng)加固開(kāi)挖。

表1 基坑坑壁坡度

無(wú)水基坑的開(kāi)挖施工方法:對(duì)于一般小橋涵的基礎(chǔ),基坑工程量不大,可用人力施工方法;大、中橋基礎(chǔ)工程,基坑深,基坑平面尺寸較大,挖方量多,可用機(jī)械或半機(jī)械施工方法。

基坑施工過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(1)在基坑頂緣四周適當(dāng)距離處設(shè)置截水溝,并防止水溝滲水,以避免地表水沖刷坑壁,影響坑壁穩(wěn)定性;

(2)坑壁邊緣應(yīng)留有護(hù)道,靜荷載距坑邊緣不小于0.5m,動(dòng)荷載距坑邊緣不小于 1.0m;垂直坑壁邊緣的護(hù)道還應(yīng)適當(dāng)增寬;水文地質(zhì)條件欠佳時(shí)應(yīng)有加固措施;

(3)應(yīng)經(jīng)常注意觀察坑邊緣頂面土有無(wú)裂縫,坑壁有無(wú)松散塌落現(xiàn)象發(fā)生,以確保安全施工;

(4)基坑施工的延續(xù)時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng),自開(kāi)挖至基礎(chǔ)完成,應(yīng)抓緊時(shí)間連續(xù)施工;

(5)如用機(jī)械開(kāi)挖基坑,挖至坑底時(shí),應(yīng)保留不小于30cm厚度的底層,在基礎(chǔ)澆筑圬工前,用人工挖至基底高程;

(6)基坑應(yīng)盡量在少雨季節(jié)施工;

(7)基坑宜用原土及時(shí)回填,對(duì)橋臺(tái)及有河床鋪砌的橋墩基坑,則應(yīng)分層夯實(shí)。

2 坑壁有支撐的基坑

當(dāng)基坑坑壁不易穩(wěn)定并有地下水滲入,或放坡開(kāi)挖場(chǎng)地受到限制,或基坑較深、放坡開(kāi)挖工程數(shù)量較大,不符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求時(shí),可視具體情況,采取如擋板支撐、鋼木結(jié)合支撐、混凝土護(hù)壁及錨桿支護(hù)等的加固坑壁措施。

常用的坑壁支撐形式有:直襯板式坑壁支撐、橫襯板式坑壁支撐、框架式支撐及其他形式的支撐(如錨樁式、錨桿式、錨碇板式、斜撐式等)。

坑壁有支撐的施工,按土質(zhì)情況不同,可一次挖成或分段開(kāi)挖,每次開(kāi)挖深度不宜超過(guò) 2m。

混凝土護(hù)壁適用于除流沙及呈流塑狀態(tài)的黏土外的各類(lèi)土的開(kāi)挖防護(hù),對(duì)于較大直徑、較深基坑的圓形或橢圓形土質(zhì)基坑更宜采用?；炷磷o(hù)壁厚度可按下式計(jì)算

式中:d為護(hù)壁厚度,m;Ea為主動(dòng)土壓力,MPa;D為基坑直徑,m;σa為混凝土早期抗壓強(qiáng)度,MPa。

混凝土護(hù)壁的施工方法有如下兩種。

(1)噴射混凝土護(hù)壁。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般噴護(hù)厚度為 5～8cm,一次噴護(hù)約殺 1～2h。一次噴護(hù)如達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度,應(yīng)等第一次噴層終凝后再補(bǔ)噴,直至要求厚度為止。噴護(hù)的基坑深度應(yīng)按地質(zhì)條件決定,一般不宜超過(guò) 10m。噴護(hù)厚度可按上式計(jì)算,也可參照表 3選用?；娱_(kāi)挖若遇有較大滲水時(shí),可采取下列措施之一:①每層開(kāi)挖深度不大于0.5m,匯水坑應(yīng)設(shè)在基坑中心;②開(kāi)挖含水土層時(shí),宜擴(kuò)挖0.4m,以石料碼砌擴(kuò)挖部位,并在表面噴射一層 5～8cm厚的混凝土;③對(duì)流沙、淤泥等夾層,除打人小木樁外,并在樁間繞纏竹筋、荊笆或掛上竹籬等后再?lài)娚浠炷痢?/p>

(2)現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁?；娱_(kāi)挖視地質(zhì)穩(wěn)定情況,一般挖深 1.0～1.5m,即應(yīng)立模澆筑混凝土。拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)摻速凝劑數(shù)量、氣溫條件、混凝土達(dá)到支撐強(qiáng)度等要求來(lái)決定,通常在 24h以上便可拆模。挖一節(jié)澆一節(jié)直至基底。每次安裝模板時(shí),在上下節(jié)之間留有高 0.2m的澆筑口,最后用混凝土堵塞;澆筑護(hù)壁厚度視基坑大小及土質(zhì)條件而定,一般厚度取 8～15cm,必要時(shí)可采用鋼筋混凝土護(hù)壁。對(duì)于圓形基坑,開(kāi)挖面應(yīng)均勻分布,對(duì)稱(chēng)施工,及時(shí)灌筑,無(wú)支承總長(zhǎng)度不得超過(guò) 1/2周長(zhǎng)。