某狹小場地深基坑支護工程的施工與檢測

李冬梅

在各類基坑支護方式中鋼板樁支護以其具有安全可靠、施工便捷、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢，而被廣泛采用。本工程綜合考慮現(xiàn)場地質(zhì)條件、施工場地，在“安全”“經(jīng)濟”“合理”的原則下，綜合選擇放坡+鋼板樁+內(nèi)支撐的支護方式。

1 工程概況

本工程為中鋁華中銅業(yè)有限公司新建的高精度銅合金帶氣墊式連續(xù)退火爐(650mm)基礎(chǔ)施工，屬于地下工程，總體標高在+0.000m以下。平面位置在板帶車間廠房 A-B跨 1/12-20線范圍內(nèi)，基礎(chǔ)平面尺寸76.75m×18.35m、在廠房 13-15，18-20線區(qū)域各有一個7.475×7.8的基坑，基坑深為-12.00m～-12.80m，基礎(chǔ)底板、墻板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度 900mm～950mm。項目現(xiàn)場的車間廠房已基本形成。廠區(qū)水通、電通、路通，主要生產(chǎn)工藝管網(wǎng)已基本形成。根據(jù)本工程所處的位置、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、基坑深度和周邊環(huán)境等，基坑工程重要性等級為二級。

2 施工方法及注意事項

由于廠房鋼結(jié)構(gòu)已安裝完成，場地受限制，工期又緊，各專業(yè)多工種交叉作業(yè)，特別是對廠房柱基位移的影響，這給施工帶來了很大難度。深基坑的施工對周圍建筑物影響較大?，F(xiàn)場周圍距離其他生產(chǎn)車間較近，隔離防護措施必須做好。

由于基坑支護時間較短，并且基坑開挖范圍較小，空間效應(yīng)明顯。故基坑邊有廠房獨立基礎(chǔ)的一側(cè)鋼板樁采用拉森Ⅴ型，五道支撐，其余基坑邊鋼板樁采用拉森Ⅳ型，在 4個角部用 2[32a槽鋼作為支撐，圍檁也采用 2[32a槽鋼。

2.1 鋼板樁的施工工序

1)鋼板樁的檢驗與校正;2)沉樁機械和鋼板樁就位;3)鋼板樁的打設(shè);4)鋼板樁在施工中的監(jiān)測。

2.2 施工中的注意事項

1)施工前，對鋼板樁必須進行外觀檢查，以確定各項施工技術(shù)參數(shù)是否滿足設(shè)計要求;其中包括:型號、長度、寬度、厚度、損傷、端頭矩形比、垂直度以及鎖口形狀等;2)為保證沉樁軸線位置的正確和樁身的豎直，控制樁的打入精度，防止鋼板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，最好設(shè)置一定剛度的堅固導架，并應(yīng)采用“屏風式”打入法;3)鋼板樁打設(shè)中用屏風打入法，打入時分幾次打入，在轉(zhuǎn)角處用異形鋼板樁來連接和封閉;4)在打設(shè)工程中，允許誤差為:樁頂標高偏差±100mm;鋼板樁軸線偏差±100mm;鋼板樁垂直偏差 1%。在打設(shè)過程中，發(fā)現(xiàn)有超過上述允許值應(yīng)及時糾正;5)鋼板樁接長可采用剖口對焊或加魚尾板焊接，相鄰樁的焊縫宜間隔設(shè)置，錯開1m以上。

3 基坑監(jiān)測

3.1 監(jiān)測目的

1)將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)測值相比較以判斷前一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合預(yù)期要求，以確定和優(yōu)化下一步的施工參數(shù)，做到信息化施工。2)將現(xiàn)場測量結(jié)果用于信息化反饋優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計達到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟合理、施工快捷的目的。

3.2 基坑及周邊監(jiān)測準備工作

根據(jù)基坑開挖范圍和開挖深度，應(yīng)對基坑本身及周圍環(huán)境的位移、沉降等多項內(nèi)容進行監(jiān)測。為此，在進場施工前做好以下三個方面的準備工作:

1)對周圍建筑物基礎(chǔ)進行仔細調(diào)查、檢測和位移監(jiān)測，并做好記錄、拍照等工作，為施工過程中監(jiān)測搶險及可能產(chǎn)生的糾紛提供必要的依據(jù);2)對基坑附近廠房柱設(shè)置沉降及變位觀測點。

3.3 檢測項目、檢測方法、精度要求及測點布置

在本基坑工程中，監(jiān)測要求、監(jiān)測項目、測點布置和精度要求見表 1。監(jiān)測重點為周邊地下管線及周邊建筑物安全。

3.4 監(jiān)測項目的警戒值及應(yīng)急措施

本工程監(jiān)測中，每一測試項目都應(yīng)根據(jù)保護對象的實際情況，事先確定相應(yīng)的警戒值，以判定是否超出允許的范圍，判斷工程施工是否安全可靠，是否需調(diào)整施工工序和優(yōu)化原設(shè)計方案。一般情況下，每個警戒值均由兩部分控制，即總允許變化量和單位時間內(nèi)允許的變化量。

3.4.1 警戒值確定的原則

1)滿足設(shè)計計算要求，不可超出設(shè)計值;2)滿足測試對象的安全要求，達到保護目的;3)滿足各保護對象的主管部門提出的要求;4)滿足現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程要求;5)在保證安全的前提下，綜合考慮工程質(zhì)量和經(jīng)濟等因素，減少不必要的資金投入。

3.4.2 警戒值的確定

根據(jù)以上原則，并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，對該工程監(jiān)測項目提出了以下警戒值:

1)柱基位移不得超過30mm，沉降不得超過20mm，每天變化量不得超過2mm。2)土體水平位移和垂直位移最大不超過50mm，警戒值為30mm，每天位移值不超過5mm。3)鋼板樁水平位移:最大位移取50mm，警戒值為30mm，每天發(fā)展不超過5mm。

3.4.3 應(yīng)急措施

當監(jiān)測項目超過其警戒值時，必須迅速停止開挖，查明原因，對支護方案進行修改，待加固處理后方能進行下一步開挖。

一般應(yīng)急措施有:1)迅速原位回填，保證位移值不再增大;2)修改方案，進行加固。

3.5 觀測時間與周期

各監(jiān)測項目在基坑支護施工前應(yīng)測得穩(wěn)定的初始值，且不應(yīng)少于兩次。

各項監(jiān)測工作的時間間隔根據(jù)施工進程確定，在開挖卸載急劇階段，間隔時間不應(yīng)超過 3 d，其余情況下可延至 5 d。當結(jié)構(gòu)變形超過有關(guān)標準或場地條件變化較大時，應(yīng)加密觀測。

當有危險事故征兆時，則需進行連續(xù)監(jiān)測。每次的監(jiān)測結(jié)果及施工單位的處理意見，必須及時向業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理單位如實報告。

基坑開挖工程中必須堅持信息化施工，必須把監(jiān)測信息及時反饋，指導開挖施工。應(yīng)有充分的應(yīng)急準備，遇到異常情況應(yīng)及時調(diào)整施工措施。若遇到緊急情況時，必須及時采取有效對策加以控制，消除隱患后方可繼續(xù)施工。

4 應(yīng)急預(yù)案

4.1 基坑施工注意事項

1)基坑周邊 5m范圍內(nèi)不得堆放重物;2)基坑開挖時要求對鋼板樁進行測斜，對基坑邊坡坡頂位移、周邊建筑物及地面沉降等進行嚴密地監(jiān)測。

4.2 開挖回填注意事項

1)土方開挖前必須根據(jù)基坑工程設(shè)計文件和基坑工程施工組織設(shè)計制定詳盡的施工方案。其內(nèi)容包括:土方開挖的條件是否具備、與設(shè)計工況一致的開挖方法、選擇分層、分段、對稱、均衡開挖的順序等;

2)開挖中必須按照“由上而下，先撐后挖，分層開挖”的原則，在開挖到支撐位置時，應(yīng)快挖快撐，支撐位置標高的土方其開挖深度不得超過支撐位置以下500mm，必須待支撐安裝好后，并可以承受荷載時方可開挖下層土方。分層開挖深度一般在軟土中不宜超過2m;

3)在放坡平臺及基坑內(nèi)必須做好排水處理，防止水對鋼板樁外側(cè)土體和基坑土體的浸泡，保證正常施工作業(yè)面;

4)坑底應(yīng)留0.3m～0.4 m厚的余土用人工清理，防止對天然地基及樁基的擾動及破壞。已挖好的基坑應(yīng)及時清邊檢底，滿封墊層保護基底;

5)基坑開挖工程中必須堅持信息化施工，必須把監(jiān)測信息及時反饋，指導開挖施工。應(yīng)有充分的應(yīng)急準備，遇到異常情況應(yīng)及時調(diào)整施工措施。若遇到緊急情況時，必須及時采取有效對策加以控制，消除隱患后方可繼續(xù)施工;

6)基坑施工完后應(yīng)及時回填，采用分層密實，保證其密實度。

4.3 應(yīng)急預(yù)案

1)基坑開挖前，應(yīng)預(yù)計事故發(fā)生的可能性，作好基坑搶險加固的準備工作:

a.基坑的位移和沉降等監(jiān)測措施及監(jiān)測反饋系統(tǒng)的建立;

b.加固用的鋼材、水泥、編織袋等;

c.儲備止水堵漏的必要器材;

d.加固用的施工機械設(shè)備，包括汽車、挖土機、水泵等。

2)坑內(nèi)降水及開挖使坑外地面或道路下沉、建筑物傾斜時，應(yīng)立即停止坑內(nèi)降水和挖土，并立即用粘土或水泥土阻塞夯實再加混凝土封砌滲漏或用化學漿液、樹脂等材料處理止水帷幕的滲漏，必要時重新補做止水帷幕。

3)基坑開挖引起流砂、涌土或坑底隆起失穩(wěn)時，應(yīng)立即停止基坑內(nèi)降水或挖土，進行堆料反壓，周圍環(huán)境允許時，也可配合坑外降水。

4)當基坑支護結(jié)構(gòu)變形超過允許值或有失穩(wěn)前兆時，應(yīng)立即采取加固措施，加固的方法有撐、拉、壓、灌、堵、減等，加固原則如下:當支護結(jié)構(gòu)變形過大，明顯傾斜時，可在坑底與坑壁之間加設(shè)斜撐。如基坑周邊場地允許，可設(shè)置拉錨。支護結(jié)構(gòu)樁嵌固深度不足，使支護樁踢腳失穩(wěn)時，應(yīng)立即停止土方開挖，在樁墻前堆砂包反壓，也可在基坑外側(cè)挖土卸載，在擋土樁被動區(qū)打短樁加固等。當坑邊土體嚴重變形，且變形速率持續(xù)增加時，應(yīng)視為基坑整體滑移失穩(wěn)的前兆，應(yīng)立即采用砂包或其他材料回填基坑，待基坑穩(wěn)定后再作妥善處理。坡頂卸載，坑內(nèi)停止挖土作業(yè)，適當增加內(nèi)撐或錨桿。當基坑周圍建筑物嚴重開裂、傾斜時，應(yīng)立即組織人員緊急疏散，并補強加固或拆除，同時上報上級主管部門。

5 結(jié)語

施工時，必須進行嚴密監(jiān)測，進行動態(tài)施工管理，要求對鋼板樁進行測斜、對支撐內(nèi)力進行監(jiān)測、立柱沉降、周圍建筑物及地面沉降、地下水位等進行嚴密的監(jiān)測，及時反映基坑開挖對支護結(jié)構(gòu)的影響，以保證基坑支護結(jié)構(gòu)的安全。

[1] DB 42/159-2004，湖北基坑工程技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 湖北冶金地質(zhì)勘察隊勘察公司.鋼板帶車間巖土工程勘察報告[R].2010.

[3] 劉俊巖.深基坑工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[4] 何賜武.U型拉森鋼板樁在某演繹大樓基坑支護中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2006(12):11-12.

[5] 羅 瓊，林文劍.深基坑工程施工中動態(tài)監(jiān)測方法[J].山西建筑，2009，35(1):146-147.