闹市区深基坑土方开挖方案的探讨

第３７卷第３期　・６２・　２　０　１　１年１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．３　Ｊａｎ．　２０１１　文章编号：１００９－６８２５（２０１１）０３—００６２—０２　闹市区深基坑土方开挖方案的探讨　刘艳军　摘要：结合具体工程实例，通过对常见的两种深基坑土方开挖方案进行比较，阐述了选择土方开挖方案及土方开挖时　应注意的事项，为同类深基坑土方开挖施工提供了指导和经验。　关键词：深基坑，土方开挖，内支撑　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ｂ　板基础，基底标高一１０．１７０　ｍ，基坑开挖深度约为９．２０　ｍ。　１　工程概况　３８．７　ｍ，南北向长为８０．１　ｍ，总建筑面积为５　５６７．９０　ｍ　。　太原市某地下车库及职工食堂、澡堂工程东西向总宽度为　２施工现场条件　１）施工现场场地狭小，北侧距建筑物６．０　ｍ为２２层高层住　南侧距建筑物６．２　ｍ为３层砖混结构，西侧靠南有一４层砖　建筑层高为：一层４．２　ｍ，二层４．５　ｍ，地下车库８．５５　ｍ。室　宅楼，混建筑，距离本建筑物３．０　ｍ，东侧建筑物８　ｍ为２层砖混结构，　内外高差１．０５　ｍ，建筑总高度为１Ｏ．３５　ｍ。　结构形式为框架结构，地基采用天然地基，基础采用梁式筏　且东面需留设１．５　ｍ的人行道。　２．３胶结物成分　昔格达组粘土岩及昔格达组粉砂岩的胶结类型均为接触性　胶结　。　３结语　通过以上土工实验分析，昔格达地层具有以下工程特性：　１）昔格达组粘土岩颗粒成分以粉粒为主，粒间空隙较大，粉　砂岩颗粒成分以砂粒为主，粒间空隙较小。２）从膨胀性实验可以　２．４膨胀性研究　‘　通过膨胀性试验研究表明，昔格达组粘土岩的自然膨胀率最　看出，昔格达组粘土岩具有弱膨胀性，昔格达组粉砂岩无膨胀性。　大值达７２％，平均值４ｌ％，而攀枝花“昔格达地层”中肉红色及紫　３）从物理力学性质看出，昔格达组泥岩和粉砂岩均属中等压缩土　红色粘土（岩）自由膨胀率为５０％一６６％，属于中等膨胀性质，浅　层，由于昔格达地层形成较新，没有完成沉积成岩作用，是一套弱　黄及黑色粘土无膨胀性。“昔格达地层”粉砂岩无膨胀性。　胶结半成岩地层，因而表现出似土非土，似岩非岩的力学性质，正　２．５物理性质　比重、天然密度、天然含水量、液限、塑限、液性指数、塑性指数、压　是这种独特的力学性质特征导致了其性质不稳定、易滑等工程地　综上，昔格达地层岩性软弱，为极软岩，半固结，水稳性较差，　工程性质亦较差，但昔格达地层大部分产状平缓，因此昔格达地　层作为路基或建筑物边坡时，如果防水问题处理得好，其自稳性　较高。　通过一系列常规土工实验测得昔格达组的饱和度、孔隙比、　质特征。　缩模量、内聚力、内摩擦角等指标，详见表２。　表２昔格达地层物理性质指标　试验项目　饱和度ｓ／％　孔隙比ｅ　昔格达组泥岩　９６．５４　０．６８　告不毛称　昔格达组粉砂岩　８１．４４　０．７３　参考文献：　［１］　王书兵，赵志中，乔彦松，等．泸定昔格达组时代认定与古环　境［Ｊ］．第四纪研究，２００６，２６（３）：２５７－２６４．　比重Ｇｓ　天然密度ｙ／ｇ・ｃｍ一　２．７０　１．９８　２．７１　Ｉ．８８　［２］　杨碧，范柱国，刘文连，等．攀钢钒钛钢铁新基地昔格达地　天然含水量Ｗ／％　液限　％　２４．６Ｏ　４１　９７　２３．１０　层岩土工程特性研究［Ｊ］．科学技术与工程，２０１０，１０（４）：　９７３－９７６．　塑限／％　２３．１２　塑性指数，Ｐ　液性指数　压缩模量Ｅｓｌ＿２／ＭＰａ　ｌ７．２０　０　Ｏ３　１２．２２　９．９６　［３］　张永治．攀西地区昔格土综述［Ｊ］．攀枝花大学学报，１９９５　（１）：７５－７８．　内摩擦角西／（。）　内聚力Ｃ／ｋＰａ　２３．０３　３７．８６　２３．１５　２１．１】　［４］　文丽娜，朱学雷，白志勇，等．西攀高速公路新九地区昔格达　地层岩土特性［Ｊ］．公路，２００５（７）：８３—８５．　［５］ＧＢ／Ｔ　５０１２３－１９９９，土工试验方法标准［ｓ］．　Ｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｗｉｔｈ　Ｘｉｇｅｄａ　ｓｔｒａｔａ　ｉｎ　Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　ａｒｅａ　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ－ｂｉｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｙｕ－ｊｉｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｄｏｏｒ　ｃｉｖｉｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｏｎ　ｃｌａｙ　ｒｏｃｋ　ｏｆ　Ｘｉｇｅｄａ　ｇｒｏｕｐ　ａｎｄ　ｓｌｉｔ　ｌａｙｅｒ　ｉｎ　Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　ａｒｅａ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｆｅａ—　ｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｗｉｔｈ　Ｘｉｇｅｄａ　ｓｔｒａｔａ，ａｎｄ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ　ｔｈｅ　ｓｅｌｆ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｃａｎ　ｂｅ　ｈｉｇｈｅｒ，ｉｆ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｌｅ　ｓｏｌｖｅｄ，ｗｈｅｎ　Ｘｉｇｅｄａ　ｓｔｒａｔａ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｏａｄｂｅｄ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｓｉｄｅ　ｓｌｏｐｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔｒａｔａ，ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｆｅａｔｕｒｅ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　收稿日期：２０１０—１０－０８　作者简介：刘艳军（１９７９．），男，工程师，山西六建集团山西陆通建筑有限公司，山西太原０３００２４　第３７卷第３期　２　０　１　１年１月　刘艳军：闹市区深基坑土方开挖方案的探讨　・６３・　２）建筑物位处汾河边上，地下水位较高，且在２．７　ｍ～２．８　ｍ　倒土量约７　０００　ｍ’。第二步土方开挖时，挖掘机、汽车要经过钢支　之间。降水采用深井降水。　撑，应对钢支撑采取成品保护措施，目前用的方法是在支撑钢管　ｄ．方案选择：由于工程项目工期较紧，项目部选择方案一。　３）基坑开挖深度约为９．２０　ｍ，基坑支护采用钢筋混凝土灌注　两侧设枕木，顶部铺设钢板。成品保护费用较高，且施工繁琐。　桩＋内钢支撑。冠梁顶标高为一３．００　ｍ，钢支撑采用　１０×１２　的钢管；基坑角部设斜撑，东西方向设顶撑，顶撑间距约８　ｍ。基　４施工准备　坑内壁采用喷锚护壁。　４．１　机具　３土方开挖方案的选择　１）挖土机械：坑上两台ＳＡＮＹ２１０Ｃ反铲挖掘机（１　ｍ　斗），６１　１）土方开挖的顺序、方法严格遵循“开槽支撑，先撑后挖，分　卸汽车运土，坑底两台小型挖掘机倒土，污水泵（用于明沟排水）。　层开挖，严禁超挖”的原则。　２）一般机具：尖、平头铁锹、手推车、尼龙线或２０号铅丝、钢卷尺、　２）土方开挖总的思路采用分层分段开挖。　水准仪、海带等。　３）由于基坑内壁采用喷锚护壁，土方开挖应按１．５　ｍ左右为　４．２作业条件　层距，逐层开挖，逐层护壁。　１）土方开挖前，全面清理现场，并初步平整，满足车辆行驶要　４）开挖方案及方案选择。　求。２）在基坑四周做挡水围堰和排水沟，防止施工场地的水流入　一ａ．开挖方案一：土方开挖分三步开挖，见图１。第一步开挖至　基坑。３）支护桩、帷幕桩、冠梁已施工完，强度满足设计要求。４）　５．００　ｍ处，开挖时由中间分别向南北两个方向开挖；第二步开　地下水位降至基坑下皮５００　ｍｍ处。５）夜间施工时，应有足够的　挖至底部，开挖时在东西两侧预留５　ｍ宽土台，按１：１．５放坡，由　照明设施。６）编制基坑监测方案，设置监测点，委托第三方观测。　南向北开挖；第三步开挖土台，由南向北，每安装一段支撑，开挖　两段支撑问的距离，开挖要做到随撑随挖，先撑后挖。第三步土　方开挖时，支撑底部设两台小挖机倒土，支撑外边设一台ＳＡ－　ＮＹ２１０Ｃ反铲挖掘机挖土、装土。　５施工要点　１）土方开挖过程中，应对钢支撑、降水井、支撑桩及格构柱、　支护桩等采取保护措施，土方开挖过程中应避免挖掘机斗子碰　撞。　２）挖出的土及时运走，基坑四周不得随意堆土。　３）开挖基坑时不得破坏基底土的结构，亦不得挖至设计标高　以下。　４）土方开挖过程中，应加强基坑监测，做好监测记录，发现异　图１开挖方案一示意图　常，立即停止挖土，采取应急措施。　５）每开挖１．５　ｍ深，及时做喷射混凝土护壁，护壁成型强度　ｂ．开挖方案二：土方开挖分两步开挖，见图２。第一步开挖至　一方可进行下一步开挖。　３．０５　ｍ（即钢支撑底标高）处，开挖时由中间分别向南北两个方　达到要求后，６）土方开挖时，如出现渗水、渗砂时，应用海带止砂水泥抹面　向开挖；第一步土方开挖后，进行钢支撑施工，待钢支撑施工完　渗漏水做好导流工作，同时在坑底挖明沟，设明井，及时抽水。　后，进行第二步土方开挖；第二步土方开挖时由南向北施工，坑上　后，７）第三步土方开挖时，内部钢支撑做一段，挖两段支撑间的　设一台ＳＡＮＹ２１０Ｃ反铲挖掘机，一８．０　ｍ以上的土由挖机直接开　　挖，一８．０　ｍ以下的土即挖机直接挖不到的土，坑底设两台小挖机　土，严禁超挖。８）开挖基坑时，应控制好坑底标高，并在坑底预留不少于　倒土，倒出后由坑上挖机挖出。　一ｌ＿０５０　３．６５　—一　３００　ｍｍ厚的余土，最后用人工清理。出现超挖时，应加厚垫层或　用砂石夯填至设计标高。已挖好的基坑应及时清边平底，满封垫　层以保护基底。基坑开挖后，应尽量减少对基土的扰动。　－６安全注意事项　一ｌ０．１７　■—一　１）非机组人员不得擅自动用机械设备。油罐临设应有防火、　防爆设施。２）夜间施工时，现场应有充分的施工照明。施工通道　图２开挖方案二示意图　Ｃ．方案优缺点：方案一：钢支撑安装时，需搭设脚手架，电焊　及基坑应设专人进行监测，发现异常即刻停工。３）挖掘机装车　工人在脚手架上焊接。钢支撑就位、安装过程中均需用吊车，吊　时，汽车驾驶室内不得坐人，挖掘机作业时，机下施工人员禁止在　车台班量较多（施工现场设塔吊，费用不会增加太多）。第一、第　挖掘机起重臂作业回转半径内停站。４）随时观察基坑稳定性，如　二步土方量大，土方开挖方便，开挖速度快，有利于工程进度。第　发现塌方迹象，应及时采取有效措施，确保施工安全。５）基坑周　三步土方开挖时约７　２００　ｍ’，需用小挖机倒土。方案二：钢支撑直　边设防护栏杆，挂设密目式安全网。　接在地坪上拼装，无需搭设脚手架，方便工人操作。吊车主要进　参考文献：　行钢支撑就位，安装时无需吊车，吊车台班量少。第二步土方开　［１］　张飞进，李旭伟．基坑施工对邻近建筑影响数值分析［Ｊ］．山　挖时，受钢支撑影响，挖土速度较慢，且一８　ｍ以下的土均需倒土，　西建筑，２００９，３５（９）：１１６—１１７．　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｏｗｎｔｏｗｎ　ＬＩＵ　Ｙａｎ－ｊｕｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃａｓｅ，ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｗｏ　ｃｏｍｍｏｎ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ，ｉｔ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｍａｔ—　ｔｅｒｎ　ｎｅｅｄｉｎｇ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｅｘｃａｖａｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｇｕｉｄａｎｃｅ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉ—　ｌａｒ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ，ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ