深基坑一次開挖技術(shù)在工程中的應(yīng)用

鄭永春

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

本工程位于太原市南中環(huán)街與濱河?xùn)|路交匯處，西靠太原市汾河公園，是太原市交通的重要線路，其地理位置十分重要。我項(xiàng)目部施工基坑深度為13.5 m，地下土質(zhì)為淤泥質(zhì)土，含水率大，滲水系數(shù)差，基坑施工南邊、西邊臨近既有公路，臨近既有公路運(yùn)行動(dòng)載對(duì)基坑會(huì)造成一定影響，增加了基坑的不穩(wěn)定性，容易造成基坑坍塌。施工中深基坑施工按照安全等級(jí)二級(jí)基坑執(zhí)行。在深基坑開挖和施工過程中進(jìn)行臨時(shí)性基坑支護(hù)，支護(hù)時(shí)需考慮深基坑水平變形、豎向裂縫及對(duì)周邊建筑物的沉降等影響情況。

2 難點(diǎn)分析

1)基坑地質(zhì)情況復(fù)雜，地下土質(zhì)大部分屬于淤泥質(zhì)土且地下水滲透系數(shù)極小，潛水水位埋藏較淺。如施工中采取的技術(shù)保障和安全措施不當(dāng)，極易造成土體滑移，從而帶來基坑坍塌、基底隆起和管涌等一系列質(zhì)量安全問題，必須引起高度關(guān)注。2)基坑開挖正值雨季，降水量豐富，在淤泥質(zhì)基礎(chǔ)開挖的過程中，既要保證基坑支護(hù)的穩(wěn)定性又要達(dá)到止水效果，難度很大。3)基坑開挖深，基坑距離既有公路近，一旦失穩(wěn)，勢(shì)必影響既有車輛行車安全。

3 深基坑一次開挖技術(shù)應(yīng)用

3.1 問題的發(fā)現(xiàn)

工程開工前，組織項(xiàng)目成員考察和調(diào)研了多個(gè)同類型工程，并對(duì)深基坑開挖出現(xiàn)的問題，召開了專題會(huì)議，邀請(qǐng)勘察設(shè)計(jì)單位、深基坑檢測(cè)單位、監(jiān)理公司、其他相關(guān)單位技術(shù)人員及我單位專家共同參加，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)情況等，對(duì)本項(xiàng)工程可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析、總結(jié)、歸納為六大類，具體問題見表1。

從表1可以看出，“基坑土體位移超標(biāo)”和“基坑四周滲水嚴(yán)重”是影響安全質(zhì)量的癥結(jié)所在。

表1 深基坑坍塌問題調(diào)查表

3.2 方案選擇

由于本工程西臨我市水資源充沛的汾河公園，地下水資源豐富，且地下土質(zhì)為淤泥土，經(jīng)綜合考慮，我項(xiàng)目部深基坑施工處理選用插打普通鋼板樁或拉森式止水鋼板樁，再選取相應(yīng)的支撐類型，開挖深度為13.5 m的深基坑，方案比選如表2所示。

從表2可以判斷，使用拉森式止水鋼板樁比普通鋼板樁綜合效果要好，由此，我項(xiàng)目部選擇使用拉森式止水鋼板樁。

表2 方案比選情況表

3.3 實(shí)施

3.3.1 根據(jù)計(jì)算確定合理的支護(hù)方式

根據(jù)盾恩法求樁的入土深度t:

由公式 γHKa(hi+t)=γ(Kp－Ka)t2。

Ka=tan2(45°－φ/2);Kp=tan2(45°+φ/2)，經(jīng)計(jì)算確定13.5 m深基坑所需止水鋼板樁長(zhǎng)度為24 m，并確定了支撐類型?；又畏绞揭姳?。

表3 基坑支撐方式

3.3.2 制定合理的深基坑開挖措施

1)土方采用普通挖掘機(jī)配合長(zhǎng)臂挖掘機(jī)開挖，長(zhǎng)臂挖掘機(jī)臂長(zhǎng)18 m，挖斗方量0.8 m3，分層分區(qū)連續(xù)施工，并對(duì)稱開挖，土方開挖至鋼板樁頂以下1 m處，進(jìn)行圍護(hù)支撐施工。2)基坑周邊嚴(yán)禁堆載。3)基坑邊設(shè)排水溝，基坑內(nèi)設(shè)集水井。4)土方開挖過程中對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)。

3.3.3 對(duì)操作人員進(jìn)行詳盡的技術(shù)交底

將開挖注意事項(xiàng)以技術(shù)交底形式下發(fā)給所有挖掘機(jī)操作人員，要求所有操作人員熟練掌握技術(shù)交底內(nèi)容，并進(jìn)行考核，考核合格后上崗。組織打樁人員進(jìn)行培訓(xùn)，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，由技術(shù)人員旁站監(jiān)督，嚴(yán)格執(zhí)行深基坑施工方案有關(guān)鋼板樁打設(shè)的條款。

3.3.4 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)有專人指揮

整個(gè)開挖施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員和班組負(fù)責(zé)人要全程進(jìn)行盯控，認(rèn)真檢查，確保開挖過程順利進(jìn)行。

3.3.5 施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)形式進(jìn)行支護(hù)作業(yè)

插打鋼板樁前，將鋼板樁位外1 m～2 m范圍內(nèi)地面土按1∶1坡度挖除1 m深卸載，形成截水溝，基坑內(nèi)邊開挖邊布置圍檁以及支撐，圍檁采用雙層350 mm×350 mm H型鋼，第一層距原地面1.5 m，其余每隔2.5 m設(shè)置下一層圍檁，鋼墊板及腰梁與內(nèi)支撐接觸處采用滿焊焊接;腰梁與鋼板樁接觸處采用隔一焊一。鋼板與圍檁、鋼管撐之間焊接保證垂直、密貼。支撐采用φ630 mm(壁厚12 mm)鋼管。

3.3.6 選擇止水效果好的鋼板樁，做到有效控制基坑內(nèi)滲水

我們所選用的拉森Ⅳ型鋼板樁具有良好的防水功能。

3.3.7 嚴(yán)格按方案進(jìn)行施工

1)保證鋼板樁的豎直度，使鋼板樁貼合緊密，防止?jié)B水。2)在鋼板樁施工中，要控制樁的打入精度，設(shè)置由導(dǎo)梁和圍檁樁等組成的導(dǎo)向架。3)鋼板樁從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束，中途不停頓。

增設(shè)單獨(dú)加工的角樁，在鋼板樁打設(shè)時(shí)，為保證鋼板樁圍堰能夠閉合，在插打線路的最后2 m，調(diào)整鋼板樁插打的平面角度直至角樁打入，圍堰閉合。注意在打樁機(jī)吊起鋼板樁時(shí)，要人工扶正就位。

3.3.8 增強(qiáng)橫向支撐，增加支護(hù)穩(wěn)定性

1)增強(qiáng)橫向支撐，鋼結(jié)構(gòu)各部位牢固焊接，各支撐節(jié)點(diǎn)的焊接應(yīng)采用滿焊，并使其焊接強(qiáng)度不小于母材的強(qiáng)度，各鋼板樁接頭應(yīng)互相錯(cuò)開，接頭應(yīng)進(jìn)行處理，使其有與鋼板樁截面相同的抗彎強(qiáng)度，施工過程中應(yīng)采取措施防止腰梁及支撐脫落。2)腰梁圍檁采用雙道，以增加剛度。3)對(duì)深基坑的整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起能力、抗管涌能力以及基坑底部土的抗承壓水穩(wěn)定性分別進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算項(xiàng)目合格。

4 結(jié)語

選擇止水鋼板樁做支護(hù)，節(jié)省了資金投入，縮短了工期，并保證了深基坑一次開挖成功。施工一個(gè)深度為13.5 m的深基坑，使用止水鋼板樁做支護(hù)與普通鋼板樁相比較節(jié)約費(fèi)用10萬余元，施工工期縮短了5 d，既創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，又縮短了工期。

深基坑支撐體系穩(wěn)定、有效，保證了基坑施工安全。操作人員熟練掌握操作技能，基坑開挖嚴(yán)格按方案執(zhí)行，開挖過程中保證了基坑的穩(wěn)定和工序的銜接。鋼板樁豎直打入，貼合緊密，效果良好。支撐層數(shù)減少，作業(yè)空間增大，滿足施工需求。

施工過程中，對(duì)基坑施工全過程進(jìn)行基坑位移監(jiān)測(cè)，檢測(cè)點(diǎn)數(shù)240個(gè)，最大值45 mm，滿足基坑土體位移不大于50 mm的要求，達(dá)到預(yù)期目標(biāo);同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)，開挖的深基坑基底干燥，無積水現(xiàn)象，積水量為零，基坑一次開挖成功。

[1]JGJ 33-2001，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB 50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[3]YB 9258-97，建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[5]JGJ 8-2007，建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].