醫(yī)院建筑大型基坑開挖施工及施工管理

賈振鵬

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西西安 710065）

0 引言

基坑施工是建筑工程的關(guān)鍵內(nèi)容，對于土方量和規(guī)模比較大的基坑而言，施工工期的長短，主要取決于開挖的速度，開挖順序，以及開挖方法的選擇上。在開挖施工中要嚴(yán)格遵循“分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則。并且整個開挖施工中應(yīng)有專人指揮，并加強(qiáng)對基坑的監(jiān)測，才能保證開挖施工的要求和設(shè)計工況相互一致，從而順利完成施工任務(wù)?；诖耍_展醫(yī)院建筑大型基坑開挖施工及施工管理的分析研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

某醫(yī)院建筑工程，地上21層，地下2層，其中1～6層為門診部、急癥部；7～21層為住院病房，地下2層為人防急救中心，地下1層弱點(diǎn)設(shè)備用房，規(guī)劃用地面積為1.6萬m2，地上建筑為8.78萬m2?？傮w結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)±0.00m，相當(dāng)于黃海高層95m?；右?guī)模為125.34m×117.62m，屬于典型的大型基坑項(xiàng)目，場地自然地面標(biāo)高為-0.370m，基坑底標(biāo)高為-9.770m，基坑的開挖深度為9.4m?；拥乇砗奢d為15kPa，基坑安全等級為二級[1]。

2 大型基坑的特點(diǎn)

和其他工程相比，大型基坑工程項(xiàng)目具有明顯的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下3個方面。

（1）在大型基坑開挖施工中，支護(hù)體系多為臨時搭建的結(jié)構(gòu)，安全性能比較低，因此，在具體開挖施工中存在一定的安全風(fēng)險。

（3）在大型基坑開挖施工中存在很多影響因素，因此，無法制定統(tǒng)一的施工標(biāo)準(zhǔn)。并要求每位施工人員和技術(shù)人員都具有很強(qiáng)的綜合素質(zhì)，對巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、力學(xué)、計算機(jī)、施工技術(shù)等都有一定的掌握和立即，才能更好的開展大型基坑開挖施工和相關(guān)的管理工作。

3 醫(yī)院建筑大型基坑開挖施工要點(diǎn)

3.1 大型基坑開挖總體思路

就案例工程而言，場地面積比較大，土方開挖量大，在大型基坑開挖施工中需要用到大量機(jī)械設(shè)備、車輛、人員，需要有周密的施工計劃安排，才能更好保證施工效率和質(zhì)量。結(jié)合本工程大型基坑的特點(diǎn)，選擇盆式開挖方法效果最佳。土方開挖共分為5層[2]，在北側(cè)留取一個出土坡道，控制好開挖深度，每次開挖的最大深度不宜超過2m，開挖長度不宜超過20m，土坡道位置利用長臂挖掘機(jī)進(jìn)行施工。共分5層進(jìn)行開挖，具體的開挖層數(shù)、深度及方法如表1所示。

表1 大型基坑開挖層數(shù)、深度及方法

3.2 大型基坑開挖前的準(zhǔn)備工作

就案例工程而言，規(guī)模比較大，影響施工質(zhì)量和安全性的因素比較多，為保證施工的連續(xù)性，控制好施工中遇到的各種風(fēng)險，在大型基坑開挖施工前，做了充分的準(zhǔn)備工作，主要包括以下4個方面。

（1）大型基坑開挖施工人員需要對設(shè)計圖紙有充分的了解，詳細(xì)核對平面尺寸以及基坑底部的標(biāo)高，驗(yàn)證實(shí)際情況和設(shè)計圖紙之間是否存在沖突和矛盾，并全面了解工程規(guī)模、結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)等。

（2）結(jié)合設(shè)計圖紙，在大型基坑開挖施工區(qū)域內(nèi)，設(shè)置好測量控制網(wǎng)，尤其是軸線需要進(jìn)行精確的測量和校核，所選擇的控制網(wǎng)要盡量避大型基坑開挖挖掘機(jī)開挖和運(yùn)輸車輛的行走路線，并設(shè)置好保護(hù)標(biāo)志，確保軸線和標(biāo)高都經(jīng)過復(fù)核，且都準(zhǔn)確無誤后再開始大型基坑開挖施工作業(yè)。

（3）大型基坑開挖場地需要進(jìn)行平整處理，若施工區(qū)域內(nèi)存在障礙物，如高壓電線、電桿、地下管道、電纜、舊基礎(chǔ)等探查清除并做好清除工作。

（4）正式開挖前，需要全面檢查和了解大型基坑所在區(qū)域的地質(zhì)水文條件、交通道路情況、附近的構(gòu)筑物布設(shè)情況等，做好清除詳細(xì)的記錄。此外，還需要對大型基坑內(nèi)外、邊緣是否存在危險因素進(jìn)行檢查，對參與大型基坑開挖施工的作業(yè)人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)，并做好安全技術(shù)交底工作。

③靳靜：《反壟斷法價格協(xié)同行為的認(rèn)定研究——以艾司唑侖藥品壟斷案為例》，載《反壟斷法》2016年第9期。

3.3 大型基坑開挖施工

案例工程在進(jìn)行大型基坑開挖中，采取了以機(jī)械設(shè)備開挖為主，人工開挖為輔的方法，嚴(yán)格按照施工方案確定的分層深度進(jìn)行逐層開挖。

每次開挖分段的長度要小于20m，最后北側(cè)出土坡道利用長臂挖掘機(jī)挖出。在進(jìn)行相鄰地基開挖，要嚴(yán)格遵循“先深后淺”的原則，并且在挖土施工中要做到從上到下分段分層開挖，邊開挖，邊由專業(yè)的測量人員檢查坑底的寬度，如果寬度超過設(shè)計允許值，要停止開挖，等修整后，再繼續(xù)開挖。每次只能修邊1m左右，直到達(dá)到設(shè)計的標(biāo)高后再統(tǒng)一進(jìn)行一次修坡清底[1]。加強(qiáng)對坑底寬度和標(biāo)高的檢查，最大的不平整度不能超過1.5cm，尤其是在那些已有建筑物側(cè)開挖基坑時，要做到間隔分段開挖，且每段的開挖長度不宜超過2m，相鄰段開挖需要等已經(jīng)挖好的槽段基礎(chǔ)全部完成回填夯實(shí)后再繼續(xù)開挖。

大型基坑開挖深度超過5m以上時，要采用反鏟式挖掘機(jī)進(jìn)行分層開挖，并在坑底配備小型推土機(jī)進(jìn)行整平和集土處理，開挖出的土方通多自卸式汽車運(yùn)輸?shù)交又狻楸苊獍l(fā)生超挖和欠挖問題，并始終保持邊坡坡度的準(zhǔn)確性，本工程挖土邊坡采取了1:1的放坡標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)機(jī)械設(shè)備開挖到距離設(shè)計標(biāo)高或者邊坡邊界約50～80cm后，不再采用機(jī)械設(shè)備開挖，轉(zhuǎn)為人工開挖和修坡。在進(jìn)行人工挖土中，也要采取分層分段均衡往下開挖的方法，若遇到較深的坑或者槽，每開挖1m就進(jìn)行一次邊線和邊坡的檢查，超過標(biāo)準(zhǔn)及時校正。

開挖出的棄土要及時運(yùn)輸?shù)交又?，但要保證在基坑邊緣2m的范圍內(nèi)，禁止堆放棄土，以免在下雨天發(fā)生基坑滑塌問題。如果需要臨時堆土，或者是留作回填土，堆土坡腳到基坑邊緣的距離，需要嚴(yán)格按照基坑開挖的深度、邊坡的坡度、土層的類別進(jìn)行合理確定，比如：干燥密實(shí)的土不能小于3m，軟土土層則不能小于5m。基坑開挖達(dá)到設(shè)計的標(biāo)高后，要及時進(jìn)行坑底的抄平、修整操作，如果挖坑發(fā)生了小范圍的超挖問題，要用素土、灰土進(jìn)行分層回填夯實(shí)到和地基土基本相同的密實(shí)度[2]。此外，為降低對基坑開挖坑底造成的擾動，基坑開挖到位后要盡量減少暴露在空氣中的時間，時進(jìn)開展下一道工序施工，若不能及時開展下一道工序施工，需要預(yù)留出15～30cm厚的覆蓋土層，等基礎(chǔ)施工中再進(jìn)行開挖操作。

3.4 地基局部處理

本工程開挖深度大，前提地質(zhì)勘查中難以對全部土層的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)勘查，因此，大型基坑開挖施工中難免會遇到一些特殊地基的問題，此時就需要對地基進(jìn)行局部處理，以保證大型基坑開挖的質(zhì)量和安全性。在本工程大型基坑開挖主要遇到了以下3種特殊地基[3]。

（1）松土坑在基槽中，且范圍比較小時，需要將基坑中的軟弱土層全部挖除，直到露出天然土為止。在選擇和坑底天然土壓塑性相近的土料進(jìn)行回填，如果天然土為砂土層，可采取砂或者是級配砂進(jìn)行回填，天然土為密實(shí)度比較好的粘性土?xí)r采用3:7的灰土進(jìn)行分層夯實(shí)回填。若天然土為中密可塑的粘性土，或者是新近沉積的粘性土，可采取1:9的灰土進(jìn)行分層夯實(shí)回填。

（2）如果松土的厚度比較大，而且超過了基槽邊緣，受到現(xiàn)場條件的限制，會導(dǎo)致坑壁無法挖到天熱土層，此時可將該范圍中的基槽適當(dāng)加寬，并用砂土進(jìn)行分層回填夯實(shí)，基槽每邊都要按照1:1的比例進(jìn)行放坡。如果選擇用1:9的回填進(jìn)行回填，可按照0.5:1的比例進(jìn)行放坡。

（3）如果在大型基坑開挖中遇到基巖、舊墻基、大石塊等，要盡量全部挖除干凈，以免基坑局部過硬，引起基礎(chǔ)不均勻沉降。如果范圍大難以全部清除，可將硬物鑿去30～50cm深，并用土砂混合物進(jìn)行回填。如果基礎(chǔ)一部分落在硬土層之上，另一部分落在軟弱土層之上?？蛇x擇在軟土層上作混凝土或者支墩的方法，來保證基礎(chǔ)持力層的一致性[3]?；A(chǔ)底板配適當(dāng)鋼筋，或者把基礎(chǔ)以下基巖鑿出30～50cm深，用土砂混合物鋪設(shè)一層墊層，以調(diào)整巖土交界部位地基的相對變形量，以免應(yīng)力過于集中而出現(xiàn)裂縫。除此之外，也可以選擇加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)剛度的方法來克服地基的不均勻變形。

3.5 加強(qiáng)排水處理

排水處理也是大型基坑開挖施工的主要內(nèi)容，就案例工程而言，大型基坑開挖中遇到水主要來自于雨水以及周圍居民的生活排水，通過降水和止水之后，地下水不會多基坑造成影響。為提升排水效果，本工程采取了基坑外排水、基坑內(nèi)排水、基坑內(nèi)降水相互結(jié)合的方法。

基坑外排水：在基坑邊坡頂部距離開挖線以外約12m的位置，設(shè)置截留排水溝，以防止地表水流入大型基坑中，影響開挖的安全性和速度。本工程基坑外截面寬200mm×200mm，最淺處的深度為200mm，坡度為0.5%，排水溝溝壁用MU7.5紅磚M5水泥砌筑而成，表明涂抹一層1:3水泥砂漿，溝底采取M5水泥砂漿進(jìn)行找平處理，針對無條件設(shè)置排水溝的位置，需要將地面硬化后設(shè)置反坡，以免地表水自流到大型基坑中。

基坑內(nèi)排水：當(dāng)大型基坑開挖到設(shè)計深度后，需要結(jié)合基礎(chǔ)布置形式，在基坑底部周邊和內(nèi)部設(shè)置排水溝和集水坑，并用潛水泵將水抽出到基坑外[4]。

基坑內(nèi)降水：在進(jìn)行大型基坑開挖施工中，要適時開啟降水集水井，以保證大型基坑開挖中始終處于干燥狀態(tài)。

4 大型基坑開挖施工管理措施

4.1 加強(qiáng)對定位放線的控制

控制的內(nèi)容包括復(fù)核建筑物的定位樁、軸線、方位、幾何尺寸，嚴(yán)格按照規(guī)劃紅線，或者是建筑物方格，進(jìn)行定位樁的復(fù)核。最好采取經(jīng)緯儀和標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺相互輔助的方法進(jìn)行檢查核對，按照設(shè)計圖紙中的規(guī)定，對基坑中的灰線進(jìn)行軸線和幾何尺寸的復(fù)核，如果超過設(shè)計允許的標(biāo)準(zhǔn)要立即停止開挖，校正處理后，再次進(jìn)行復(fù)核，符合達(dá)標(biāo)后再繼續(xù)開挖[4]。

4.2 土方開挖質(zhì)量控制

在進(jìn)行土方開挖中需要控制的內(nèi)容包括挖土的標(biāo)高、截面尺寸、放坡、排水等。本工程在大型基坑開挖中采取了從上到下分五層開挖的方法，并控制好開挖的坡度。在選擇機(jī)械設(shè)備挖土?xí)r，每層開挖深度不超過2m，在接近設(shè)計坑底標(biāo)高或者是邊坡邊界位置時要預(yù)留出20～30cm，進(jìn)行人工開挖和修坡處理，以免發(fā)生超挖和欠挖問題。如果已經(jīng)發(fā)生了超挖要及時回填，欠挖部分要及時拆除。如果在大型基坑開挖中遇到軟弱土層，不符合設(shè)計要求時，要及時上報給監(jiān)理部門，尋找解決辦法，嚴(yán)禁私自做主，隨意開挖。

4.3 土方開挖應(yīng)急措施

本工程大型基坑規(guī)模大，深度大，在具體開挖施工中難免會遇到一些突發(fā)情況，影響施工質(zhì)量和安全性，此時需要配合相關(guān)工作人員，進(jìn)行應(yīng)急處理，以免造成更加的影響和破壞。比如：在案例工程大型基坑開挖就遇到了圍護(hù)墻體滲漏水問題，對大型基坑開挖施工造成了較大不便，如果情況嚴(yán)重，或者采取的應(yīng)急措施不合理，會引起土顆粒流失，減低基坑支護(hù)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，出現(xiàn)坍塌問題。針對此種問題，需要結(jié)合滲漏水量的不同，采取合適的處理方法[5]。

如果滲漏水量比較少，不會影響到大型基坑開挖的安全性和周圍環(huán)境情況，可采取坑底設(shè)排水溝的方法進(jìn)行處理。如果滲漏水量比較大，但滲漏水中不含泥砂，而且對大型基坑開挖施工影響不大時，可采取引流和修補(bǔ)相互結(jié)合方法[5]。也就是在滲漏水嚴(yán)重的部位，在維護(hù)墻體上水平打入一根鋼管，鋼筋內(nèi)徑控制在20～30mm之間，促使鋼管能夠穿過基坑支護(hù)墻體，進(jìn)入墻背土體中，從而將滲漏水從鋼管中引出，并對管周圍圍護(hù)墻薄弱的位置用防水混凝土進(jìn)行封堵，等混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，再將鋼管出水口封堵嚴(yán)實(shí)，完成對大型基坑圍護(hù)墻體滲漏水的治理。

5 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合工程實(shí)例，分析了醫(yī)院建筑大型基坑開挖施工及施工管理，分析結(jié)果表明，大型基坑開挖施工是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，存在很多不確定性因素的影響。為最大限度上保證開挖施工的質(zhì)量和安全性。在具體施工中需要充分結(jié)合大型基坑所在區(qū)域的地質(zhì)水文條件，選擇合適開挖施工方案，并對施工全過程進(jìn)行嚴(yán)格控制和管理，才能保證大型基坑開挖施工各道工序能夠有序開展，從而更好地保證施工質(zhì)量。