淺析某工程基坑土方開挖施工技術(shù)

李 曉 云

(侯馬市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 侯馬 043000)

1 工程概況

擬建某醫(yī)院工程規(guī)劃用地面積300畝，按三甲醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，總床位數(shù)1 080床。建筑面積12 230 m2，包含病房樓和門診醫(yī)技綜合樓2部分。

病房樓基坑總長(zhǎng)148 m，寬度為58 m，大面積基坑底標(biāo)高-7.2 m，基坑開挖深度為4.8 m。其中15部電梯和采光井區(qū)域的基坑底標(biāo)高-8.4 m，開挖深度為6.02 m，21個(gè)集水井基坑底標(biāo)高-7.72 m～-9.82 m不等，開挖深度為最淺5.32 m，最深7.42 m。

門診醫(yī)技綜合樓基坑總長(zhǎng)156 m，寬197 m。大面積基坑底標(biāo)高-7.12 m，基坑開挖深度為4.72 m。其中13部電梯基坑底標(biāo)高-8.22 m～-8.72 m不等，開挖深度為最淺5.82 m，最深6.32 m，19個(gè)集水井基坑底標(biāo)高-7.92 m～-8.72 m不等，開挖深度為最淺5.52 m，最深6.32 m。配電機(jī)房和制冷機(jī)房區(qū)域的基坑底標(biāo)高-7.92 m，開挖深度為5.52 m。直線加速器區(qū)域的基坑底標(biāo)高-9.22 m，開挖深度為6.82 m。坡道一區(qū)域的基坑底標(biāo)高-7.62 m，開挖深度為5.22 m。

本工程±0.000絕對(duì)標(biāo)高為5.500 m。自然地坪絕對(duì)標(biāo)高2.60 m～3.69 m，平均絕對(duì)標(biāo)高3.1 m，相對(duì)標(biāo)高為-2.40 m。地下水位絕對(duì)標(biāo)高為1.70 m～1.81 m，平均標(biāo)高1.75 m，相對(duì)標(biāo)高為-3.75 m。

2 水文地質(zhì)條件

擬建工程現(xiàn)場(chǎng)屬濱海平原區(qū)，不存在崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患，無巖溶、土洞、地裂、地陷等不良工程地質(zhì)作用，未發(fā)現(xiàn)其他如古河道、暗浜、暗塘、暗坑等不良地基。

根據(jù)《巖土工程勘察技術(shù)報(bào)告》分析，場(chǎng)區(qū)勘察深度內(nèi)的主要含水層為第四系全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)的粉土和粉砂層，地下水屬潛水類型。地下水的補(bǔ)給來源主要受大氣降水的補(bǔ)給，主要的排泄方式為蒸發(fā)。根據(jù)各外業(yè)時(shí)段勘察時(shí)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)，場(chǎng)區(qū)勘察期間地下水位絕對(duì)標(biāo)高為1.70 m～1.81 m左右，自然地坪以下1.3 m～1.4 m。

據(jù)調(diào)查，場(chǎng)區(qū)處地下水位季節(jié)性變動(dòng)或年際變化不太大，一般在豐、枯水年(季)水位變動(dòng)幅度約為0.50 m～1.00 m。

3 土方開挖施工技術(shù)

1)基坑采用放坡開挖，放坡系數(shù)為1∶1.25,基坑2.2 m深度處設(shè)置寬1 m的平臺(tái)，采用5臺(tái)反鏟式挖掘機(jī)進(jìn)行開挖。地基處理情況：病房樓地基處理采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁。樁軸線間距最小2 000 mm，最大2 700 mm，樁邊長(zhǎng)400 mm，內(nèi)徑為250 mm,有效樁長(zhǎng)為28 m。單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為2 500 kN,單樁承載力特征值為1 250 kN。門診、醫(yī)技綜合樓地基處理采用素混凝土剛性樁，樁間距最小1 272 mm，最大1 800 mm，樁徑為400 mm,有效樁長(zhǎng)不小于19 m。單樁承載力特征值大于500 kN，復(fù)合地基承載力特征值不小于260 kPa。

2)由于在土方開挖前樁基工程已全部施工完，在土方開挖過程中需留置0.5 m深的土方進(jìn)行樁間土開挖，然后人工截樁頭，樁間土開挖采用人工配合機(jī)械進(jìn)行施工。在樁間土開挖過程中必須留置300 mm厚的土方進(jìn)行人工開挖清槽，避免機(jī)械開挖破壞原地基土。

3)土方開挖分四步：第一步采用機(jī)械大開挖，開挖至-4.600 m(相對(duì)±0基準(zhǔn)面標(biāo)高，以下如不做特殊注明均為相對(duì)標(biāo)高)；第二步亦采用機(jī)械開挖，開挖至-6.92 m(病房樓)與-6.32 m(門診醫(yī)技綜合樓)；第三步門診醫(yī)技綜合樓進(jìn)行樁間土開挖至-6.82 m；第四步槽底300 mm厚的土方進(jìn)行人工開挖清槽，至-7.12 m(門診醫(yī)技綜合樓)、-7.22 m(病房樓)。

4)土方開挖工藝。

a.工藝流程：開挖坡度的確定→機(jī)械設(shè)備的配置→選擇合理開挖順序→修邊和清底→驗(yàn)槽。

b.開挖坡度的確定：開挖時(shí)需依據(jù)《地基與基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求進(jìn)行放坡，放坡系數(shù)1∶1.25。

c.機(jī)械設(shè)備的配置。

根據(jù)本工程施工作業(yè)條件，選擇5臺(tái)反鏟挖掘機(jī)(斗容量1.0 m3)挖土，自卸汽車進(jìn)行運(yùn)土，裝載機(jī)進(jìn)行配合堆土?，F(xiàn)場(chǎng)堆土區(qū)域?yàn)榧追街付ǖ攸c(diǎn)。

d.開挖順序。

反鏟挖掘機(jī)開挖時(shí)，采用坑端開挖的方法，即從基坑的端頭以倒退行駛的方法進(jìn)行開挖，開挖方向?yàn)樽晕飨驏|進(jìn)行，如圖1～圖3所示。

5)修邊和清底。

放坡施工時(shí)，人工配合機(jī)械修整邊坡。

6)驗(yàn)槽。

在距槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高500 mm槽幫處，抄出水平線，釘上小木橛，然后用水準(zhǔn)儀抄平控制坑底標(biāo)高，同時(shí)由兩端軸線引樁拉通線，檢查距槽邊尺寸，確定槽寬標(biāo)準(zhǔn)。

4 基坑監(jiān)測(cè)

為保證基坑壁安全，對(duì)基坑邊坡頂部水平位移和豎向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1)位移布點(diǎn)。

沿基坑壁上、中、下部水平方向20 m各布點(diǎn)一個(gè)。豎向位移布點(diǎn)沿基坑邊上口每20 m布點(diǎn)一個(gè)，用紅油漆標(biāo)明位置和點(diǎn)號(hào)。監(jiān)測(cè)儀器水平位移采用經(jīng)緯儀、豎向位移采用水平儀。

2)監(jiān)測(cè)次數(shù)。

基坑開挖深度在5 m以內(nèi)，可每3 d觀測(cè)一次；底板澆筑后，7 d內(nèi)每2 d觀測(cè)一次，7 d～14 d內(nèi)每3 d觀測(cè)一次，14 d～28 d內(nèi)每7 d觀測(cè)一次，大于28 d每10 d觀測(cè)一次。

3)監(jiān)控報(bào)警。

本基坑坡頂水平位移報(bào)警值設(shè)為28 mm，水平位移變化率報(bào)警值為連續(xù)3 d大于5 mm/d。

本基坑坡頂豎向位移報(bào)警值設(shè)為28 mm,豎向位移變化率報(bào)警值設(shè)為連續(xù)3 d大于2.5 mm/d。

當(dāng)出現(xiàn)附近坡面地面明顯裂縫情況時(shí)，應(yīng)立即報(bào)警。

5 土方開挖安全措施

1)在距基坑邊1.5 m地方，周圍用φ48鋼管設(shè)置防護(hù)欄桿，立桿間距每2 m一道，高出自然地坪1.3 m，第一道水平桿距地600 mm，防護(hù)欄桿外側(cè)滿掛密目網(wǎng)，高度1.2 m，密目網(wǎng)用尼龍繩牢系在欄桿上。各施工人員嚴(yán)禁翻越護(hù)身欄桿。護(hù)欄底部設(shè)置高度為200 mm的M5(1∶2.5)砂漿砌筑擋水墻。距基坑邊3.5 m內(nèi)，坑邊荷載限制為15 kPa。在基坑邊應(yīng)設(shè)安全防護(hù)欄，安全標(biāo)志牌，時(shí)刻提醒管理人員及操作人員安全生產(chǎn)文明施工。

2)基坑側(cè)壁用彩條布覆蓋好以防雨水浸入、沖刷。排水主要采用集水井結(jié)合明溝排水，集水井為1 000×1 000×600，沿基坑四周布置，間距為20 m，每個(gè)集水井配備一臺(tái)離心泵，揚(yáng)程為15 m。

3)土方開挖過程中必須保證機(jī)械人員施工安全，由專人負(fù)責(zé)指揮挖機(jī)操作，挖掘機(jī)上基坑必須保證有足夠的安全坡度。挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)，機(jī)下施工人員禁止在挖掘機(jī)起重臂作業(yè)回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)停站。

4)基坑外人員不得向基坑內(nèi)亂扔雜物，向基坑內(nèi)傳遞工具時(shí)要接穩(wěn)后再松手。

5)在距離坑頂邊線10 m范圍內(nèi)及坡面上嚴(yán)禁堆放棄土及建筑材料；條件允許情況下，在距離坑頂邊線10 m外設(shè)置施工道路，防止動(dòng)荷載對(duì)基坑的破壞。

6)所有場(chǎng)內(nèi)機(jī)械必須服從管理人員指揮，車速限5 km/h以內(nèi)。工地施工人員盡量遠(yuǎn)離施工機(jī)械，如有必要先通知操作人員，回應(yīng)后再接近。

7)坑下人員要休息時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離基坑邊及放坡處，經(jīng)常檢查邊坡土方，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，以防塌方傷人。