1、超長超寬多邊形深基坑土方開挖施工技術(2010-04-29 21:12:03) 轉載標簽： 雜談摘要本文介紹的當代萬國城北區工程，占地面積達6.8公頃，基坑形狀極不規則，東西方向長314米，南北方向長243米。本工程基坑面積較大，土方開挖工程量大、工期短、作業面分散，而且受到降水井、護坡樁、預應力錨桿、土釘墻、抗拔樁、土壤源熱泵施工的制約，需與各工序交叉施工，工程紛繁復雜施工難度較大。本文就現場具體情況總結了土方開挖的施工部署、施工方法及施工注意事項。關鍵詞整體開挖 交叉施工 經濟與技術綜合考慮 注意事項1、分項工程概況本工程屬于群體工程，由周邊塔樓、裙房及地下車庫組成。整個地下二層具有近40

2、個電梯井、50個集水坑、45個檢查井，具有多種基坑底標高，如-13.42m、-12.62m、-12.02m、-11.82m、-11.58m、-11.32m等多種。土方開挖量約為380000m3。2、工程地質、水文地質情況2.1 工程地質條件1）地形地物概況現階段現場東部仍存在廠房、廠房基礎（有混凝土基礎、磚砌基礎）及地下廢棄的舊管線、水池、地下人防通道等障礙物沒有拆除，這對土方施工都是不利因素。2）土質及巖性特征根據萬國城北區勘查報告及設計圖紙，本施工現場內的地質情況如下：場區內地層按沉積年代、成因類型、巖土特征劃分，主要分為2個成因類型，11個大層。填土：由1雜填土和2素填土組成，本層總厚度

3、為1.50m5.80m，層底標高為36.17m39.94m。粉質粉土：褐黃色淺灰色，濕飽和，結構良好，含云母、氧化鐵及次生姜石，局部為砂質粉土。夾1粉質粘土薄層及透鏡體，可塑。本層總厚度為3.20m6.90m，層底標高為32.20m35.25m。本層呈中中低壓縮性。粉細砂：淺灰色，飽和，顆粒均勻，砂的礦物成分分為石英、長石、云母，局部缺失，中密。本層厚度為0.70m3.70m，層底標高為30.80m32.23m。粉質粘土：暗褐色褐黃色，濕飽和，含云母、氧化鐵，局部為重粉質粘土薄層。夾1粘質粉土薄層及透鏡體，可塑。本層總厚度為2.20m6.80m，層底標高為25.0029.03m。本層呈高中壓縮

4、性。細砂：褐黃色，飽和，顆粒均勻，砂的礦物成分為石英、長石、云母，密實。8、9、10樓場地區域內頂部有1砂質粉土層為主，細砂局部缺失。本層總厚度為7.40m10.00m，層底標高為14.40m17.25m。本層居中中低壓縮性。粉質粘土：褐黃色，濕，含云母、氧化鐵及有機質，夾1粘土、粉質粘土、2粘土粉土、3粉砂薄層或透鏡體，可塑。本層總厚度為0.50m2.70m，層底標高為13.50m17.25m。本層呈中中低壓縮性。細砂：褐黃色，飽和，顆粒均勻，砂的礦物成分為石英、長石、云母，密實。4樓場地區域內該層下部為1卵石薄層，密實。本層總厚度為0.50m2.70m，層底標高為13.50m15.68m。

5、重粉質粘土粘土：褐黃色，濕，含氧化鐵，夾1粉質粘土、2粘質粉土、3粉細砂薄層及透鏡體，可塑硬塑。本層總厚度為7.00m9.70m，層底標高為5.30m7.66m。本層呈中中低壓縮性。細砂：褐黃色，飽和，顆粒均勻，砂的礦物成分為石英、長石、云母，密實。本層總厚度為0.40m0.80m，層底標高為4.50m7.14m。2.2水文地質條件1）地下水位根據萬國城北區勘察報告“地下水位量測情況一覽表”，本工程有3層淺層、2層承壓水，地下水位見下表所示：序號地下水類型地下水靜止水位（2004年3月下旬）地下水靜止水位（2004年11月下旬）埋深（m）標高（m）埋深（m）標高（m）1上層滯水1.903.50

6、38.4840.450.804.8037.1041.712臺地滯水4.807.3034.4637.286.007.7034.1936.503層間水8.5011.2030.6633.689.2012.1030.0032.464承壓水18.0021.2020.3324.0819.7022.0020.2422.435承壓水27.4029.9011.6914.1329.2030.8010.7612.732）地下水腐蝕性評價根據甲方提供的勘察資料：場區各層地下水對混凝土結構均無腐蝕性，但在干濕交替作用條件下，地下水水質對鋼筋結構中的鋼筋均具有弱腐蝕性。3）歷史高水位記錄根據地下水長期觀測資料，場區195

7、9年最高地下水位標高為40.1039.80m（自西向東逐漸降低），近35年最高地下水標高為39.00m（不含上層滯水）。3、土方開挖施工方法3.1 地下障礙物探測1）地下障礙物因無準確資料可查證，為保證基坑工程施工的順利進行，在現場采用專業物探單位和人工開挖相結合的方法進行地下障礙物的探測工作，先由專業物探人員進行探測，對發現的管路等障礙物在地面上作出標記，注明障礙物名稱、位置、走向、埋深、起止位置等。對于不能確定的不明障礙物應配合人工挖探的方法進行探測。2）根據探測到的地下障礙物情況，采取相應措施揭露所有地下障礙物。3）根據提前確定的地下障礙物清理方案，并結合揭露后的實際情況，采用液壓錘、靜

8、力粉碎機或人工方法（如氣割等）對地下障礙物進行清除。3.2 土方開挖施工方法1）區段劃分根據現場土方開挖、邊坡支護、CFG樁施工以及抗浮樁土壤源熱泵等施工的實際情況施工現場劃分為兩個大區。一為基坑邊部支護土方開挖區（CFG樁施工區）；二為基坑中部非支護土方開挖區（土壤源熱泵、抗浮樁施工區）。2）各區開挖原則邊坡支護障礙物區，根據支護的需要預留的最大寬度為12m，最小寬度為5m，分布情況是延基坑四周開挖線分布；每步的開挖深度除第一步挖深為2.0米外，其余各步均挖1.8米深（即與每步錨噴土釘支護的深度一樣），每步開挖標高低于該步高度內的土釘標高0.5m，每支護一步開挖一步。每步土方開挖后要及時平整

9、土釘施工面，并按1：0.2坡度進行修坡。基坑中部的開挖不受四周邊坡支護的影響，分四步開挖：第一步深3米，第二步深4.5米，第三步到底；基坑底部CFG樁施工區預留500mm厚保護層，土壤源熱泵、抗浮樁施工區域預留1000mm，其他區域預留200mm由人工清槽。由于土方的開挖主要集中在基坑中部非支護區，而且白天、夜間出土的數量也不一樣，因此白天出土時可派出一臺挖掘機在邊坡支護區進行這一區域的土方下甩和修坡工作；而下邊的五臺挖掘機根據實際情況合理安排，分片挖掘土方并裝車。夜間六臺挖掘機全部在下邊非支護區，根據實際情況，分片挖掘土方并裝車。運土車輛在白天分成5批，每批10輛，分批次按每批次裝車出土的實

10、際情況合理安排其進出場裝車時間，保證施工現場車輛不會太多，發生相互干擾情況，并分散道路的壓力。3.3 馬道土方的預留1）基坑出土馬道預留位置有兩處：一處在基坑西南側，一處在基坑東南側；馬道均采用內外結合式。2）馬道處均設馬道樁，其設計見基坑支護護坡樁部分，馬道樁樁頂位于基坑地表以下4.5m的位置，每個馬道共8根馬道樁，其寬度為9.8米，按雙向兩車道設計。3）基坑馬道樁施工要與地表護坡樁同時施工，施工時可從其他地方的臨時馬道出土，馬道樁的樁頂連梁和第一道預應力錨桿也要提前施工，施工時可將這部分土方挖出，其第二道預應力錨桿可在基坑土方除1000mm保護層外的其他土方全部挖走后再施工。4）馬道樁上部

11、（邊坡外馬道）預留寬9.8米，長5m的一個平臺，這個平臺時馬道收尾時加長臂挖掘機的施工平臺，這個平臺后留一5m長的坡道，供挖掘上下；拉土車停在5m長的坡道外，由加長臂挖掘機裝土。5）內馬道主坡道頂面按1：6放坡，其兩側按1：0.7放坡，坡道寬度為10m。3.4 馬道土方的收尾1）當土方開挖到除1000mm保護層外的最后一步土方時，先期挖出一塊CFG樁、抗浮樁和地源熱泵施工的場地，這樣先讓CFG樁、抗浮樁和地源熱泵的鉆機先行延馬道進入基坑內的施工場地中。2）當各種鉆機進入施工場地后，最后一步土方挖掘時不再預留和延長馬道，而是隨基底土的挖除向后退挖馬道。3.5 基底保護層土方的挖運1）CFG樁樁基

12、土方保護層土方的挖運當CFG樁施工到一定數量時，使用小型挖掘機將鉆機打上來的樁心土先挖起，并集中到一塊，再由大挖掘機傳運到馬道口處拉走。樁間土由小型挖掘機加人工配合進行清理，并由小型農用拉土車拉到馬道口。2）抗拔樁和土壤源熱泵保護層土方的挖運在施工土壤源泵井的同時，及時將由于施工產生的泥漿用泥漿泵排出基坑，這樣在一定程度上保證基坑內不至于太多泥漿而影響保護層土方的挖運。由于這部分基坑保護層的土方預留較厚，在抗拔樁和土壤源熱泵管施工完成后采用機械配合人工進行土方挖運，土方的挖運是本次施工最困難的施工點（挖土施工難度最大，速度最慢，土方運輸最困難，環保難度也最大），機械挖運時保留100mm厚土壤源

13、熱泵管水平管鋪設完后，驗槽后、墊層混凝土施工前人工清除，土壤源熱泵水平管溝土方同900mm預留土層使用小型機械挖運一同清除，節省大量的人工運輸，機械挖運時注意對土壤源熱泵管的保護，清土的同時注意對基底土層的保溫工作，保溫采用草簾被覆蓋保溫。運到馬道口的土方將由加長臂挖掘機挖出并裝車運出。3.6 土方開挖工藝流程：施工準備障礙物及管線清查、處理土方開挖測設開挖基坑上部2米土方第一層土方開挖（分層開挖邊坡支護區工作面）第二層土方開挖第三層土方開挖預留底層土方開挖局部加深段土方開挖馬道處收口人工清底。總體開挖順序示意圖如圖2：1）測量放線根據測繪院給的坐標體系，按級精度要求，施測出各主要軸線。施測出

14、的各坐標點應砌磚墩保護并澆筑混凝土，并用紅漆標明軸線及控制線。根據測繪院給的級高程點，按精密水準測量方法在場地內施測出本工程的0.000（相當于絕對高程42.5m）。在土釘墻支護的部位，根據結構外皮往外400mm作為槽底邊線，坑邊排水溝做成盲溝，盲溝縱向坡度為5，在基槽各轉角處設置400mm*400mm集水坑，坑內設800mm高400頁巖砂管，管內設潛水泵，將坑內積水提升到頂部明排水溝內。打護坡樁支護的一側槽底邊線即為開挖線，亦是護坡樁的坑內皮線。做土釘墻支護的一側按1：0.2往外放坡，根據“槽深*0.2”確定放坡尺寸，然后從槽底邊線往外量出放坡尺寸，放出開挖邊線，在開挖邊線的轉角處，應做好標

15、記，以滿足恢復開挖線用。開挖時，測量人員每天在挖土前用白灰放出開挖線、以及標高跟測保證作業面寬度和標高。2）馬道設置基坑出土馬道預留位置有兩處，一處在基坑西南側，一處在基坑東南側，全部設置在施工現場靠近現場大門處，馬道寬度10米，為進出雙向馬道，馬道坡度均為1：6，馬道兩側放坡為1：0.75。馬道處均設馬道樁，其設計詳見基坑支護護坡樁部分，按雙向兩車道設置。3）土方開挖土方開挖采用分層開挖，第一層開挖2.0m，其余各層均為1.8m，配合土釘墻和護坡樁錨桿施工。開挖過程中應嚴格控制其坡度，護坡樁支護部位應隨樁鉛直向下，土釘墻部位應用坡度尺檢查。邊坡應先由機械大致修坡，然后根據坡度尺刻度，分別在每

16、側面坡的分端和上下口掛線，人工進行修改，確保邊坡的斜率和平整，邊坡上如有回填垃圾或淤泥等不穩定物應挖出，并砌磚封堵。邊坡應及時支護，以免塌方。邊坡支護頂面標高為自然地坪，并做1000mm的翻邊，上部砌300mm高擋水墻，并在降水輕型降水井點外側作明溝排水溝，縱向排水坡度為3，防止雨水入槽。4）馬道收土土方收土時，先收盲頭側，最后收馬道兩側土方，最后一步土方挖掘時不再預留和延長馬道，而是隨基底土的挖除而向后退挖馬道。為縮短馬道收土時間，收土時采用2臺挖掘機接力倒運，基坑下面為一臺長臂挖掘機，一臺挖掘裝卸車，配合10輛自卸汽車將土方外運，最后剩余土方用吊車吊出。5）局部加深部位土方開挖基坑中集水坑

17、、檢查井、電梯井及網球場等加深區域開挖時要由機械挖中部，人工清邊坡及底部，并按45度邊坡放坡，在確定加深部位下口線時，需預留墊層及防水保護層厚度的位置。6） 預留基底保護層土方的挖運由于這部分基坑保護層的土方預留較厚，在抗拔樁、CFG樁和土壤源熱泵施工完成后采用機械配合人工進行土方外運。機械挖運時保留100150mm厚在土壤源熱泵水平管埋設和驗槽完成，墊層混凝土施工前人工清除。土方開挖時必須注意對土壤源熱泵管的保護。4、土方注意事項4.1 基坑開挖后及時在槽邊1m處設鋼管護欄，護欄1.5m并在四角及中部設指示燈，鋼管應用紅白漆漆成相間的欄桿。4.2 每步開挖不得超過規定深度，開挖后及時支護，雨

18、天不得進行開挖，避免塌方。4.3 挖土機械嚴禁碰撞支護結構、降水井管、位移觀測點及測量放線點。4.4 挖土過程中，測量員要及時測量和校核平面標高，水平位置，邊坡角度，從而確保施工誤差控制在允許誤差范圍內。4.5 每步土方開挖前和過程中要有專人測量地下水位及土層中含水量的大小，確保開挖過程中，不會因地下水或滯水太大影響土方施工。4.6 土方開挖過程中要有專人負責指揮，確保不會出現錯挖現象。底層預留土方開挖時要有測量人員及時跟隨，及時監測，控制開挖厚度。4.7 根據土壤源熱泵成孔后的現場泥漿土情況，要求施工時必須隨時清除泥漿土，保證現場不因泥漿過多破壞基底土層和影響施工的正常運行。因為泥漿太多會浸漬基底老土的影響地基承載力，泥水太多運土車輛無法通行，冬季施工時這部分土時可能會出現基坑槽底老土凍結現象。4.8 因設計圖中標注的均為結構