天津某项目深基坑土方开挖实践

****工程深基坑土方开挖的实践摘要:深基坑挖土方案的制订对深基坑施工安全和施工工期的有效保证都起着至关重要的作用,尤其是在深基坑附近有需要保护的建筑物和其他设施的情况下,制订科学的深基坑挖土方案则显得更为重要.****工程基坑深12.4～14.4m,基坑设计采用的是深层搅拌桩防水与钻孔灌注桩相结合的深基坑支护方法,且所处地下水位较高,毗邻建筑物基础浅于深基坑,靠近城市干道.在这种特殊的情况下,通过科学安排挖土顺序和对挖土过程实施有效监控,确保了深基坑施工和毗邻建筑物的安全,使临近城市设施不会遭受破坏,并通过采取在基坑留置机械设备的方法有效地加快了施工进度.关键词:深基坑土方开挖安全措施工期控制1、工程概况1.1工程概况天津****房地产开发有限公司拟建的****工程位于天津市**区，由**道、**道、***路和***围成的地块内。场地紧凑，周围均为居民区。本工程为5栋高层建筑，其中1号楼，地上46层，高147.4米，剪力墙结构；2、3号楼，地上31层，高97.6米，剪力墙结构；4号楼，地上30层，高94.6米，剪力墙结构；5号楼，地上31层，高93.0米，剪力墙结构；裙房为2层商业用房，框架结构；地下均为2层连通式地下车库。公寓楼和住宅楼均采用桩筏基础，其余为柱下承台布桩的常规桩基础。1.2基础及围护设计概况根据天津市建筑设计院《2007－007基坑支护》设计方案，本方案共有环梁两道，帽粱一道。帽粱顶标高为－0.95、－1.95米，帽梁的截面尺寸为1000*500，钢筋直径为Φ20、Φ16，Ø8箍筋，混凝土强度为C35；环梁截面尺寸有2000*800、1500*800、1200*800等，钢筋直径为Φ25、Φ22、Φ20、Φ16，Ø10、Ø8箍筋等，混凝土强度为C35。第一道环梁顶标高为－3.40米，第二道环梁顶标高为－8.30米。腰梁为1200*800，钢筋直径为Φ25、Φ20，Ø8、Ø10箍筋，混凝土强度为C35。支撑结构采用450*450格构柱，钢型号4x∠140x12，綴板4x-400x300x10@800；同环梁连接采用托板和加劲肋，型号不等。5Φ20开口箍筋置于托板内,且与托板焊接hf=10mm。腰梁同围护桩连接处采用4Φ14开口箍筋和围护桩中的-10钢板箍焊接连接。本工程基坑深12.25～13.55m，平面不规则呈“L”型，最长边162*70m，四面环路，场地紧凑，地质较均匀，透水性较强，微承压水较浅。地下水分为潜水（埋深15米）和微水承压水（埋深18～20米）两个含水组。基坑支护方案采用Φ900@1000mm连排灌注桩挡土，Φ850@600mm深层搅拌桩做止水帷幕,水泥土无侧限抗压强度fcu,k≥1200kPa，其渗透系数≤3.5×10-7cm/s。切断承压水层。基坑内设降水井，采用φ500mm无砂水泥管，外围棕皮及等粒径碎石，其透水直径不小于700mm。降水井1深19m，降水井2深24m，将坑内地下水降至坑底标高500mm以下。布置降水井数量为43口，其中27口深度19米，16口深度24米，观察井14口深度为16米（从室外地坪算起）。基坑支护方案1.3土方开挖特点本工程周围仅靠居民区，基地周边环境复杂，地下管线密集，基坑挖深12.4、12.85、14.25m三种标高，最深处19.23m，属深基坑施工，周边建筑保护要求高，工期紧，施工难度大。工程于2008年3月1日开工，施工目标为6月15日出土完毕，总计土方量约20万m3，每天平均出土量需确保2200m3左右方能满足进度要求。在工期紧迫的市中心完成如此体量的挖土作业，对出土方案及现场管理提出了更高的要求。2、施工方案的考虑及实施2.1开挖原则“分层、先撑后挖、快挖快撑、保持基坑围护体受力均衡”是基坑开挖施工的原则。2.2第一步土方开挖施工帽梁；开挖至第一道环梁底部-4.200m，先开挖栈桥部位，使栈桥施工和大面积开挖同时进行，有利于工期顺利推进。因栈桥是下层开挖的必然通道，所以用C40早强混凝土浇筑，可缩短工期7天。2.3第二步土方开挖由于工期紧张，同时，四步土方开挖和环梁施工之间的交叉施工及技术间歇，汽车每一步土方开挖就要回填大量的建筑垃圾铺设渣土坡道，效率比较低。经对方案的优化，拟将环梁以下土方采用一步开挖到位。即先开挖第一道环梁（底标高-4.200米），环梁施工完毕，达到设计强度后，进行第二道环梁（底标高-9.100米）施工。两道环梁满足设计强度100%后，土方一次性向栈桥方向倒退开挖。开挖为中心岛式。2.4环梁处通道加固因土方开挖过程中，只有两个栈桥作为出入口，运输车辆势必要经过中间的对撑梁（DCH），给支撑结构带来不安全因素。针对车辆要经过两个对撑梁上部，分别采取相应加固措施。加固通道1：运输车辆从1#栈桥经过R/7轴处对撑梁，进入B区挖土挖土。对撑梁1（-3.400m）上部增加4Ф25钢筋，对撑梁1（-8.300m）下部增加2Ф25钢筋。同时，两道对撑梁之间增加四个钢管（Ф530*12）支撑，钢管支撑与对撑梁交接处增加加劲勒，焊缝12满焊处理。两道环梁施工完毕，对撑梁周边范围（离环梁结构最近处距离为1000mm）填石硝，铺设2cm厚钢板厚方可车辆在上方行驶。加固通道2：栈桥图纸设计在栈桥3，车辆进入A区33-39/A-N范围，经过33轴对撑梁。设计为4根800支撑桩，长度20米，已和工程桩一起施工完毕。格构柱采用角钢125*10，深入工程桩2400。格构柱和对撑梁交接处按节点进行施工。对撑梁周边范围（离环梁结构最近处距离为1000mm）填石硝，铺设2cm厚钢板厚方可车辆在上方行驶。加固通道3：两环梁相切处的加固考虑土方开挖过程中车辆从C区开往B区，车辆经过两个环梁边线相切处。此处混凝土强度必须达到设计强度100%后，环梁周边挖土的沟槽用素土夯实，环梁上部回填1000mm石硝或建筑垃圾，铺设20mm厚钢板厚方可走车。坡道宽度为4000mm。加固通道施工要求1、满载车辆必须限载40T范围内；2、土方开挖过程中加强对环梁支撑体系的观测；3、不允许车辆满载时停在环梁上方。3土方开挖阶段现场管理3.1组织管理（1）根据工程的特点，建立以总承包为主导的现场项目部管理体系，最大限度地整合资源，提高工作效率。（2）制定早晚一次土方开挖协调会议制度，以“天”为单位，进行施工进度的节奏控制。（3）建立“现场指挥中心”制度，作为夜间挖土现场指挥部，业主代表、监理部、总包、挖土、降水、监测等单位联合办公，提高现场问题处理的效率。（4）加强现场安全措施有效落实，如基坑防护栏、水平安全网、基坑安全马道、基坑照明、配电箱设置、路面防滑措施等；提前编制详细的专项方案，审查通过后严格执行。（5）加快后续工序搭接施工，如破桩后及时清理，争取下道工序的作业面。（6）周密的施工部署，因环梁支撑系统混凝土浇筑完毕后有一个强度提升的阶段，原设计为C35混凝土，我方将混凝土标号提高至C40早强混凝土，15天即达到C35。在养护期间，施工环梁外的土方，合理统筹。（7）尽最大努力，解决好施工扰民问题。3.2技术管理（1）要求甲方委托的第三方监测单位及时提供关于基坑支护位移、周边建筑、道路沉降及位移数据。（2）降水水位观测每天一次，密切监视地下水位状况。水位降至开挖面500mm以下方可进行开挖。（3）组织召开深基坑开挖专题会议，对开挖方案进行安全性专家论证，切实落实质量安全技术交底手续。（4）及时完成设备、材料的检测及报审，及时办理相关合同、安全协议及工程保险。（5）栈桥设计荷载要求：施工荷载不超过20kpa，单位施工车辆满载不超过40T，施工时严禁出现两台满载设备位于同一跨度内等不利荷载的情况。此外，栈桥的宽度能满足土方车辆回转半径；栈桥部位的基桩先行施工，确保在达到设计强度后及时利用，便于土方作业的随即开展。（6）提前编制基坑开挖紧急预案、事故处理预案。（7）加强支撑梁混凝土养护工作，要求及时追踪3d、7d强度试压报告，为方案实施提供数据支持。（8）采用坑中坑中心岛式开挖，多机接力，减少运输车辆通道回填渣土工作量，缩短工期。（9）针对围护体局部渗漏采取有效补救措施，如使用堵漏剂、坑外补桩、水泵抽水等防排结合方式进行排水作业，抽排废水经沉淀处理后充分利用，如养护及场地防尘喷洒等。（10）严格按设计要求的基坑外侧堆载限值堆放，注意开挖过程中对支撑系统和降水井的保护，降水井及桩身、格构筑300mm范围内人工配合挖土。坑底300mm范围内人工配合挖除，防止坑底土超挖。（11）监测、开挖、降水、环保节能等方案编制审批工作提早完成，为开挖创造技术条件。3.3协调管理（1）针对扰民及投诉现象建立对外协调制度，定期走访，及时处理居民关注的问题。（2）建立积极配合城管监查部门的检查制度。（3）设立“确保海河杯”的目标，申报“天津市安全文明工地”；争取区、市等各政府部门的支持，创建良好的外部环境。（4）渣土证、夜施证、施工许可证等提早申报和办理。（5）及时通报重大危险源，夜间施工提前公布安民告示等信息。（6）加强夜间巡查，对噪声、光污染严格监控，外出车辆覆盖、及时清洗、洒土及时清扫。（7）设立节点目标奖、无安全事故竞赛奖等，做好节前安全施工动员工作。（8）积极筹备大底板浇注计划，包括图纸会审、方案确认，尽可能实现工序“无缝对接“；设立”大底板浇注倒计时牌”并实行赶工激励措施。（9）针对施工方案的调整，及时与设计沟通，在设计的指导下完成施工技术的变更和改进。4方案实施效果本案以价值工程为导向，项目实施过程中体现的综合效益有：（1）工期按时完成，因周边环境复杂，四周为居民区，上访、扰民事件频频发生，影响出土方量，能按时完成实属不易。（2）提高了开挖作业期间基坑的安全性能。从2008年3月17日基坑土方开挖到2008年6月15日开挖至设计坑底标高，周边建筑物累积最大沉降量55.98mm；地表累计最大沉降量15.60mm；围护结构墙顶水平位移累计最大值25mm；第一道水平结构支撑最大水平位移35mm，第二道水平结构支撑最大水平位移14mm。均在设计和规范要求的警戒范围以内。（3）讲究时空效应，组织科学的流水施工，减少二次翻运土方工作量，提高挖土效率，体现了良好的技术效益。（4）对控制噪声、扬尘、光污染等现象起到立杆见影的效果