基坑環(huán)形臺(tái)階開挖法研究

馮美霞 劉雷

摘 要：對于地下水位較淺、地下水流流速較大的砂卵石地質(zhì)的基坑開挖，為了有效解決基坑開挖和基礎(chǔ)施工不受地下水影響的問題，通過甘肅康縣某中學(xué)學(xué)生公寓樓工程的實(shí)際情況，研究總結(jié)出了環(huán)形臺(tái)階開挖法，有效的解決了地下水影響施工的問題。

關(guān)鍵詞：基坑；環(huán)形臺(tái)階開挖法；地下水流速較大；砂卵石地質(zhì)

1 前言

甘肅康縣某中學(xué)學(xué)生公寓樓工程位于新近回填的河道上，地勘報(bào)告揭示，現(xiàn)有自然地坪以下4-4.8m范圍內(nèi)地質(zhì)為新近回填的雜填土和建筑垃圾，之下為原河床，地質(zhì)為承載力較高、地下水流速較大的中密實(shí)砂卵石層。工程采用天然地基，持力層選取在砂卵石層，設(shè)計(jì)基坑開挖采用放坡開挖，放坡系數(shù)1：0.5，開挖深度4.95m。在這種地質(zhì)情況下，針對如何在保證基坑開挖和基礎(chǔ)施工階段不受地下水影響的問題，經(jīng)過深入研究后，基坑開挖采用環(huán)形臺(tái)階開挖法進(jìn)行施工。

2 基坑環(huán)形臺(tái)階開挖法簡介

基坑環(huán)形臺(tái)階開挖法是作者根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的一種基坑開挖方法，適用于地下水位較淺、地下水流流速較大的砂卵石地質(zhì)，采用放坡開挖，不進(jìn)行井點(diǎn)降水的情況。

基坑環(huán)形臺(tái)階開挖法把基坑按照開挖的先后順序，分成環(huán)形基槽、排水溝（或集水坑）和中部核心土三部分，如下圖1、圖2所示。

基坑四周環(huán)形基槽開挖時(shí)，溝底開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高；根據(jù)排水溝采用人工或小型機(jī)械的不同開挖方式，溝底寬度可選取1.5-3m；靠基坑外側(cè)邊開挖邊刷坡，放坡系數(shù)根據(jù)基坑土質(zhì)情況選取；靠基坑內(nèi)側(cè)邊開挖邊刷坡，并在基底標(biāo)高以上2.5m深度處留設(shè)1.5m寬臺(tái)階。

3 施工工藝

施工準(zhǔn)備→基坑四周環(huán)形放坡、放臺(tái)開挖→排水溝、集水坑開挖→抽、排水→基坑中部核心土開挖

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）場地平整、場區(qū)道路施工完成；

（2）基坑開挖控制樁、開挖邊線測設(shè)完成；

（3）開挖邊線外截水溝施工完成；

（4）現(xiàn)場臨時(shí)用電布設(shè)完成；

（5）水泵、水管等抽水設(shè)備和照明燈具等準(zhǔn)備到位；

（6）挖掘機(jī)、裝載機(jī)和自卸汽車進(jìn)場；

（7）開挖范圍內(nèi)的管線改移工作完成。

3.2 基坑四周環(huán)形放坡、放臺(tái)開挖

（1）開挖方式：基坑四周環(huán)形基槽采用挖掘機(jī)挖土裝車、自卸汽車運(yùn)土的開挖方式，基底300mm范圍采用人工開挖。

（2）放坡系數(shù)：根據(jù)地勘報(bào)告中揭示的土質(zhì)類別和地下水情況，選取不同的放坡系數(shù)，在甘肅康縣某中學(xué)學(xué)生公寓樓工程中放坡系數(shù)選取1：0.5。

（3）環(huán)形基槽開挖時(shí)，靠基坑外側(cè)邊開挖邊刷坡，嚴(yán)格控制邊坡坡率。

（4）臺(tái)階留設(shè)：在開挖中部核心土?xí)r，自卸汽車運(yùn)土對環(huán)形基槽靠基坑內(nèi)側(cè)的邊坡穩(wěn)定性影響很大。為確保此部位邊坡在中部核心土開挖時(shí)的穩(wěn)定，在環(huán)形基槽開挖至基底標(biāo)高以上2.5m深度處，靠基坑內(nèi)側(cè)留設(shè)1.5m寬卸荷平臺(tái)。

（5）坡道留設(shè)：視施工場地情況，坡道位置最好留設(shè)在地下水流的下游部位，坡道頂部寬度不小于5m。

（6）加強(qiáng)基坑四周的變形觀測，如發(fā)現(xiàn)變形異常及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

3.3 排水溝、集水坑開挖

（1）開挖方式：排水溝、集水坑采用人工或小型機(jī)械的開挖方式。

（2）排水溝留設(shè)：沿基坑四周坡腳開挖排水溝，溝底寬度不小于0.3m，深度不小于0.5m，順地下水流流向設(shè)置縱向坡度，坡率不小于2‰。

（3）集水坑留設(shè)：沿排水溝長度方向，每隔50m開挖一個(gè)集水坑，長、寬均為0.8m，深度比相鄰的排水溝至少深0.5m。

3.4 抽、排水

（1）排水溝、集水坑邊挖邊抽、排水。

（2）安排專人及時(shí)清理排水溝底、集水坑底的淤泥砂、雜物等，確保水流暢通、抽水及時(shí)。

（3）整個(gè)排水溝、集水坑開挖完成，抽排水至少24小時(shí)后，如果地下水被排水溝截?cái)?，基底表面已無積水才可以進(jìn)行基坑中部核心土的開挖。

3.5 基坑中部核心土開挖

（1）開挖方式：基坑中部核心土采用挖掘機(jī)挖土裝車、自卸汽車運(yùn)土的開挖方式，基底300mm范圍采用人工開挖。

（2）開挖方向：從遠(yuǎn)離坡道的一側(cè)開始開挖，最后開挖坡道。

（3）自卸汽車行走道路，距離邊坡至少保持1.5m的安全距離。

4 結(jié)論

對于甘肅康縣某中學(xué)學(xué)生公寓樓工程這種地下水位較淺、地下水流流速較大的砂卵石地質(zhì)基坑開挖，通過環(huán)形臺(tái)階開挖法的應(yīng)用，有效的截?cái)嗔说叵滤疂B流至基坑，基本解決了地下水對基坑開挖和基礎(chǔ)施工的影響，同時(shí)較井點(diǎn)降水方案大大的降低了費(fèi)用，技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)效益明顯，可為同類地質(zhì)情況的基坑開挖提供參考和借鑒。