某工程土方開挖施工方法

張 偉

(山西誠智永道工程項目管理咨詢有限公司，山西長治 046000)

1 工程概況

某工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層為車庫，地上1層為商業(yè)，2層～14層為辦公，總建筑面積21 500 m2，其中地下車庫3 500 m2，主樓18 000 m2。工程所在位置場地狹窄，根據(jù)巖土工程勘察報告，本工程地質(zhì)常年穩(wěn)定地下水位在－5 m，抗浮設(shè)防水位－4 m。而基礎(chǔ)墊層底標高為－7．5 m，擬將地下水位降至基礎(chǔ)墊層下500，即－8 m。故土方開挖施工難度較大，無法實現(xiàn)放坡自然開挖，須進行有效支護，方可進行土方開挖作業(yè)。

2 施工方法

1)根據(jù)本工程特點和周邊環(huán)境的局限性，為確保安全和達到有關(guān)要求，本工程土方開挖時不對周邊產(chǎn)生不良影響，在本工程基坑四周采用土釘墻對坑壁進行支護，與基坑土方開挖同步施工，基坑放坡系數(shù)1∶0．1。2)工藝流程。打降水井→降水→土方開挖(同時做土釘墻鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護壁)→清底→挖樁間土→鑿樁頭→清底修邊。3)降水方案選擇及井點布置。根據(jù)本地址土質(zhì)情況，井點降水可以避免大量涌水，冒泥，翻漿，而且在砂礫地層中開挖基坑時，可防止流砂現(xiàn)象發(fā)生，滲流向下改善土的性質(zhì)，使基底土質(zhì)更加密實，所以采用深井井點降水。本工程基坑面積較大，故采用沿建筑物環(huán)狀布置井點，井點管布置距坑壁的距離為1 m，井點間距為13 m，基坑外共設(shè)18個降水井，基坑內(nèi)設(shè)4個，并利用降水井作水位觀測井。井點管采用φ300無砂混凝土管(外徑φ400)，埋設(shè)深度為12 m。排水總管采用φ200 UPVC管排入市政下水道?；坶_挖時如有水出現(xiàn)進行明溝排水，基槽邊四周設(shè)4個1 m×1 m集水井，基槽四周設(shè)250 mm×250 mm排水溝，用潛水泵及時將明水排出，以保證坑內(nèi)無積水。水泵采用QY-25型潛水泵，帶φ48高壓鋼絲襯里軟塑料管，長度為16 m，并配控制井內(nèi)水位的自動開關(guān)。4)降水施工方法。a．井點測量定位。b．清孔:用污水泵反復(fù)清洗取出泥漿直到水清為止。c．井管下設(shè)。d．降水結(jié)束后用級配砂石將降水井及回灌井填實。5)降水期間保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施。a．井點管理設(shè)位置、間距、深度應(yīng)符合設(shè)計要求，垂直度應(yīng)小于井深的1/100。b．井點埋設(shè)井底沉渣厚度應(yīng)小于80 mm，應(yīng)無嚴重淤塞，沒有出水不暢或死井等情況。c．最低降水深度應(yīng)符合設(shè)計要求，現(xiàn)場應(yīng)配有備用泵，隨時監(jiān)測降水情況，保證降水效果。d．井點降水設(shè)備正常工作后，應(yīng)設(shè)置專人24 h不間隔值班，白天施工員對現(xiàn)場排水情況不間斷的進行檢查，電工對每臺水泵工作情況和電源進行檢查，盡力使問題排除在發(fā)生前。夜間有專職人員值班，值班人員不間斷的對現(xiàn)場情況進行檢查，有問題及時處理。e．在臨近本工程的建筑物上設(shè)置沉降觀測點;開始降水時，應(yīng)緩慢進行，防止降水速度過快，隨時觀察原有建筑沉降情況，控制降水速度。f．降水開始7 d后根據(jù)觀測井觀測結(jié)果，如達到降水效果則進行土方開挖施工，降水的持續(xù)時間一直到±0．000以下完成。之后隨著級配砂石墊層、混凝土墊層、防水、混凝土基礎(chǔ)等的施工，及時提高降水水位，并及時回填土，以地下水不影響施工為準，盡量少抽水，并加強對周邊環(huán)境的觀測。

3 土方開挖

1)由于本工程開挖深度較大，故開挖時第一階段分三步進行，第一步:從自然土( －0．9 m)挖至 －3．5 m，在 －2．9 m 位置做第一排土釘，基坑上部2 m范圍做鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護壁。第二步:從－3．5 m挖至－5 m。在－4．4 m位置做第二排土釘，基坑上部1．5 m范圍做鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護壁。第三步:從－5 m挖至－6．96 m。在－5．9 m位置做第三排土釘，基坑上部1．8 m范圍做鋼筋噴射的混凝土護壁。第二階段:用一臺WY60小型反鏟挖掘機開挖樁間土(－6 m～－6．76 m)，用切割機配鋼釬破掉樁頭后，派專人剔鑿整平。第三階段:人工清底，修整槽邊。在基坑上部2 m范圍不打土釘，做鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護壁，往下開挖每1 m～1．5 m打土釘墻，做鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護壁。

2)土方開挖施工方法。a．降水達到效果后開始基坑開挖。b．土釘墻支護，放坡系數(shù)為1∶0．1。c．在基坑北側(cè)設(shè)置臨時施工坡道。坡度約為45°，臨時道路及坡道需做20 cm～30 cm厚的碎石三合土硬化基層?，F(xiàn)場大門口至街道要做混凝土硬化路面處理，配置沖洗車輛的設(shè)施，由專人負責對污染車輛進行清洗。d．開挖順序:自西向東開挖。e．土方外運:因場地限制，現(xiàn)場無法存土，挖出的土方直接裝車運往建筑垃圾填埋場，現(xiàn)場不存土。用一臺50型裝載機清土修路，20輛自卸式汽車外運土方。

3)土方開挖期間保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施。a．嚴格控制好挖土深度，嚴禁超挖或欠挖。b．嚴格控制開挖深度，使開挖與修邊清底的速度相一致，避免基坑暴曬時間過長。土方開挖設(shè)專人指揮，測量跟蹤基坑尺寸及位置，防止超挖或少挖。c．土方開槽后，要請勘察單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位及建設(shè)單位有關(guān)人員驗槽，驗槽合格后再進行下一道工序施工。

4 土釘墻支護

4．1 土釘墻支護工藝流程

修坡→定孔位→成孔→插筋→堵孔注漿→綁扎、固定鋼筋網(wǎng)→壓筋→釘端焊接→噴射混凝土面層→混凝土面層養(yǎng)護→循環(huán)下一層土釘施工。

4．2 土釘墻支護方法

1)造孔:采用人工洛陽鏟成孔，成孔直徑80 cm，錨孔水平傾斜度20°。2)綁扎鋼筋網(wǎng):修坡后按順序綁扎鋼筋網(wǎng)，采用Φ6@200雙向布置，局部采用Φ12加強筋，鋼筋接頭采用焊接。3)土釘制作與安放:第一排設(shè)置的Φ20鋼筋，長度為6 m，沿坑壁橫向設(shè)置，間距1．5 m;第二排設(shè)置的Φ20鋼筋，長度為9 m，沿坑壁橫向設(shè)置，間距1．5 m;第三排設(shè)置的Φ20鋼筋，長度為6 m，沿坑壁橫向設(shè)置，間距1．5 m;三排錨桿互成梅花形布置。4)第一次噴射:在修坡后及時噴射第一層混凝土，厚度50 mm。第二次噴射:完全覆蓋鋼筋網(wǎng)，厚度50 mm。5)養(yǎng)護:噴射混凝土終凝2 h后，采取連續(xù)噴水養(yǎng)護5 d～7 d。6)排水:土釘墻坡頂、坡腳均采用明溝排水。

4．3 土釘墻支護應(yīng)注意的質(zhì)量問題

1)土釘墻支護面層應(yīng)至坡頂，并向外延伸不小于1 m，向坑外留置坡度，防止坑外水流入基坑。2)為了加快噴射混凝土強度的提升速度，在混凝土中加入早強劑，早強劑的摻量應(yīng)通過試驗確定，同時考慮運輸距離的影響。3)對土釘主體用材和掛網(wǎng)用材，要有廠家質(zhì)保書。

4．4 土釘墻支護的質(zhì)量驗收

1)成孔:孔的水平垂直間距，誤差不超過±80 mm，孔徑誤差不超過±5 mm，孔深誤差不超過±50 mm。2)掛鋼筋網(wǎng):網(wǎng)格誤差不超過±20 mm。3)土釘?shù)脑试S偏差:錨桿土釘長度為±20 mm，錨桿土釘位置為 ±100 mm，鉆孔傾斜度為 ±1°，土釘墻面厚度±10 mm。4)土釘安裝:檢驗徑、長度和保護角鐵要符合本孔要求，對號入孔。5)攪拌漿液:嚴格按設(shè)計要求0．5的水灰比配料，攪拌均勻。6)注漿作業(yè):注漿采用孔底注漿法，即將注漿管插入孔底，邊注邊向外拔注漿管，保證注漿深入漿面以下，注漿至漿液流出孔口時，孔口放置止?jié){閥，采用壓力注漿，注漿壓力為0．2 MPa。7)噴射混凝土:嚴格按設(shè)計要求比例配料，攪拌均勻，噴射混凝土時噴漿手要將噴頭垂直于噴射面，注意調(diào)整水量(不得有干料現(xiàn)象)和回彈情況，及時調(diào)整噴漿水量和距離，噴射時要留取混凝土制作試塊做同條件標養(yǎng)。嚴格掌握噴層厚度，表面平整要求±20 mm。噴射混凝土前，由專人負責檢查土釘制作、注漿、掛網(wǎng)等施工環(huán)節(jié)質(zhì)量是否符合設(shè)計要求。8)為保證土釘有較高的抗拔力，土釘采用抗拉試驗檢測承載力，數(shù)量不少于土釘總數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根。墻面噴射混凝土強度應(yīng)采用鉆孔檢測，數(shù)量為每100 m2墻面積一組，每組不少于3點。

5 施工安全保證措施

5．1 組織保障

本工程采用項目經(jīng)理負責制，工程開工前，項目經(jīng)理、項目負責人、安全員、質(zhì)量員等管理人員必須到位，各負其責。

5．2 安全管理措施

1)安全目標指標。a．因工傷亡，重傷事故頻率:0;輕傷事故頻率:＜12‰。b．職業(yè)病患病率:＜10‰。c．重大機械設(shè)備事故:0。d．火災(zāi)事故:0。

2)嚴把進場教育關(guān)，建立事故人員“三級安全教育”檔案。確保各進場施工人員經(jīng)過上崗培訓(xùn)及進場教育，機械操作員必須持證上崗，并向項目部提供相應(yīng)證件的復(fù)印件。

3)明確現(xiàn)場管理人員各自的安全職責，即“管生產(chǎn)必須管安全”，工長對本工種的安全生產(chǎn)負直接責任，安全監(jiān)督員對現(xiàn)場安全生產(chǎn)負監(jiān)督責任。

4)根據(jù)各單項工程特點，作針對性的安全教育，制定詳細的安全防范措施。

5)施工過程中應(yīng)經(jīng)常進行安全檢查，對危險性較大的施工部位作重點檢查。發(fā)現(xiàn)問題必須暫停施工，并在得到妥善處理后再行施工。

6)施工過程中發(fā)現(xiàn)存在對自己有危害的不安全因素，任何人均有權(quán)拒絕繼續(xù)作業(yè)。

7)堅持班前安全活動制。班前安全活動要力求結(jié)合實際，“重實效，輕形式”，主要是總結(jié)前段時間班組安全生產(chǎn)情況及進行針對性的提醒?；顒右袝嬗涗洠阌诓殚?。

8)土方施工分包方需向項目部提供施工協(xié)議、施工資質(zhì)證、機械設(shè)備合格證及相關(guān)手續(xù);進入施工現(xiàn)場嚴格按安全文明施工標準進行施工，并隨時接受行業(yè)安全檢查人員依法實施的監(jiān)督檢查，采取必要的安全防護措施，消除事故隱患。

5．3 安全技術(shù)措施

5．3．1 基坑、臨時道路周邊安全防護措施

根據(jù)基礎(chǔ)開挖平面圖需對基坑四周和預(yù)留施工臨時主道路兩側(cè)進行安全防護。

1)防護欄桿材料選用φ48×3．5 mm的鋼管架。2)基坑邊搭設(shè)防護欄桿，刷黑黃相間安全色，防護欄桿距坑邊0．5 m。3)預(yù)留施工臨時主道路南北兩側(cè)搭設(shè)防護欄桿，刷黑黃相間安全色，防護欄桿距坡邊0．5 m。4)防護欄桿應(yīng)由上下三道橫杠、欄桿柱組成，上平桿距離地1．2 m，中間桿離地0．6 m，底層設(shè)一道掃地桿離地0．1 m，掃地桿位置設(shè)有踢腳板寬200，黑黃漆相間150 mm。同時欄桿應(yīng)自上而下用密目網(wǎng)封閉。

5．3．2 基坑開挖安全措施

1)在開挖過程中，隨時對基坑邊坡和周邊建筑物進行穩(wěn)定性監(jiān)測，并隨時觀察基坑周邊土質(zhì)變動情況作好觀察記錄，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時報告項目經(jīng)理，同時，撤離有關(guān)作業(yè)面施工人員，并采取相應(yīng)的安全措施。

2)設(shè)專職安全員在基坑內(nèi)、基坑邊指揮，閑雜人員嚴禁在基坑邊逗留或休息。

3)開挖過程中，如發(fā)現(xiàn)古井、墓穴等應(yīng)及時向建設(shè)單位項目負責人、現(xiàn)場監(jiān)理匯報，并保護好現(xiàn)場。

4)基坑開挖后，應(yīng)沿基坑邊外1 000 mm做好基坑防護，并做好防雨措施，找好排水坡度。

5)做好道路維護，派專人進行道路的清理泥土工作，保證土方外運的道路干凈，暢通。

6)加強施工管理，防止邊坡坍方及機械劃傷人等各種事故的發(fā)生。

7)基坑開挖完后應(yīng)及時進行檢查驗收，并做好記錄，驗收人員簽章齊全。