淤泥地质场地的土方开挖技术措施分析
来源:用户上传
作者:
摘要：本文结合工程实例，从施工机械的选择、基坑边坡控制、开挖措施和土方运载工具的选择这几方面对淤泥土层较厚地质条件项目的基坑开挖应注意事项进行分析，对此类场地条件如何防止因开挖不当因素影响而产生对工程桩的破坏进行探讨
关键词：基坑土方开挖淤泥质土工程桩保护
众所周知，淤泥土具有软塑、流动、不稳定的特点，故淤泥土基坑土方开挖施工存在以下特点：
（1）淤泥具有流动性，施工机械走机和作业时施加的荷载容易产生流动推力，对工程桩造成水平推力破坏，严重的可能造成工程桩大面积倾斜或断裂，所以对施工机械的作业路线选择要求较高；
（2）淤泥地质的场地容易陷机，大中型机械无法进入，小型机械也要采取措施处理施工通道，人工开挖要结合塔吊运土，施工效率低；
（3）大面积淤泥地质的场地，对边坡堆载条件要求高，造成场地使用限制较大，且对塔吊基础的稳定性技术要求变高，增加基坑监测和应急预案成本
针对以上特点，除了做好基坑支护和边坡监测方案之外，对工程桩保护效果影响最大的关键因素在于选择适合场地特点的开挖措施，包括开挖机械和走机路线的选择、基坑放坡角度和范围、土方外运车辆的选择等。
1工程概况：项目场地位于福州市晋安区。总占地面积约为48312.8m2，总建筑面积约169246.58m2，地上建筑总面积为129037.82m2，地下建筑总面积为40208.76m2。本工程将拟建8座33层住宅楼及1座3F幼儿园，拟开挖1层地下室（局部2层），开挖深度5.7m。设计地面整平标高为8.7m(罗零高程)。
2地质情况：本工程场地内地质差：原土面3．60m以下为淤泥土，淤泥呈青色，饱和、流―软塑，全场均有分布，厚度为7．80～17．80m，平均为15．65m，7～9m深度有夹层。如何在大面积的深淤泥土中进行基坑土方开挖施工，保证支护结构及工程桩的安全，是本工程的施工难点
3施工要点：基坑土方开挖按“分段分层开挖，先撑后挖”的原则施工，并且对称开挖，严禁单侧一次超挖过多使淤泥发生水平方向上的涌动，从而对未开挖的工程桩产生水平推力引起桩身偏移或断裂破坏。
3.1开挖准备措施:
3.1.1 拟开挖段基坑的围护桩完成并保证强度达到设计要求，本项目是在围护桩强度和锚杆的抗拉强度均达设计值后进行开挖；
3.1.2 及时形成基坑及坑顶排水系统,保证施工区域处于无水作业状态；
3.1.3 基坑临边围护：沿基坑外的坡顶处采用Φ48钢管及绿色安全网施作临时围挡，用作基坑周边安全防护。并设置50cm高砖砌矮墙用以挡水，防止雨水、施工用水等侵入基坑；
3.1.4 按施工作业计划配备性能和机况良好的开挖机械设备，根据施工图纸和施工计划的总体安排准备足够的经检查符合要求的钢管支撑；
3.1.5 检查各种抽排水设备确保使用性能正常，做好雨季施工各项准备；
3.1.6 按照基坑施工应急预案备足基坑开挖过程中可能出现的突发事件的应急材料物资，做好各项应急准备。
3.2开挖施工方法:
施工要点：基坑开挖采取多种反铲机械配合的开挖方案，终止挖土时以人工修挖为辅。
3.2.1围护桩施工完毕并达到设计强度后，进行支撑挖土施工。先将现有场地土方整体开挖至-1.40米左右标高处,然后根据支撑管底标高(分二次开挖至)-3.6米，在该位置安装围檩及水平钢管支撑，水平钢管支撑由南往北逐一安装。基坑内严禁土方车辆行车，支撑下土方开挖由基坑中间向东西两边盘土至基坑边后装车运走，在这一环节，管理层应严禁使用后八轮自卸车进入场地运载土方，因后八轮自卸车载重量过大，约20吨左右的荷载对场地产生的压力已经可能通过淤泥层的传导对工程桩产生水平推力，导致工程桩出现桩身倾斜或折断的问题（本项目第一个开挖的基坑因未注意此问题，外加开挖时未完全按方案要求严格执行，在开挖后发现部分工程桩出现歪斜或断裂情况，动测出现部分工程桩承载力无法达到设计值，导致后期请设计院重新出方案进行补桩，并加大加厚承台至2.5m，造成了工期上的延误和成本上的增加），应尽量使用载重6吨左右的“龙马”轻型自卸车进行土方外运，以尽量减少对基坑的边坡荷载压力。土方车由东西两侧基坑边行走出土。
3.2.2在可塑性淤泥区土方开挖的挖掘机底部履带链条下应采用铺设12至20mm厚钢板（宽度尺寸为1.5X3.0m）的方式，解决挖掘机链条直接与淤泥接触,使淤泥变成泥浆导致打滑或陷机的问题。挖掘机底部铺设厚钢板数量按每部挖掘机2块钢板的标准来配置；
3.2.3挖掘机配置：在场地地面位置的挖掘机采用超长臂挖掘机（臂长18至22m，操作重量7.8吨，标准斗容1.7m3，最大挖掘半径22m，最大挖掘深度17m，最大卸载高度14m），于基坑内的挖掘机采用60型的小型挖掘机，小型挖掘机其自重轻，且应在工程桩中挖土灵活且不致严重扰动地基土，在基坑内小型挖掘机走机路线上也应铺设砖渣垫层，并在挖掘机底部铺设1.2至1.5cm厚，1.5X3.0m尺寸的钢板分散荷载，尽量减少对淤泥层的扰动。使用超长臂挖机的土方开挖成本大约在150元/m3左右，工期可最大程度保证。
3.2.4考虑到地质的原因及支护结构及工程桩的安全，杂填土下为流塑性淤泥，土方开挖时土体易出现流动、位移、涌土等现象，极易造成支撑立柱间钢管的下沉、变形，工程桩的偏移及断裂，给基坑整体支护埋下安全隐患，支撑底土方经试挖，勘明土质情况后确定机械开挖深度，挖至可塑性淤泥区，其余流塑性淤泥采用人工挖土，塔吊配合吊运，开挖成本在80元/m3左右，但受塔吊运行速度影响，开挖速度较慢，工期受影响较大；根据支撑间距和钢围檩分段长度,并采取先挖中间、再挖两侧土体的方式，逐层接力向上翻挖，开挖纵向总体放坡坡比为1：1，逐层放坡坡比为1:1.5，横向坡比为1:1.5。开挖分层、分段、限时进行，靠近围护桩的局部区域采用人工修整找平。
3.2.5为避免边坡土压力传导造成基坑边场地下陷、基坑中间土体上涌问题，位于闽侯的一个地质条件类似的工程项目现场采用了分层取土、分层放坡的方式，基坑开挖范围内，形成钢板桩帷幕进行挡土，然后再进行基坑内挖土的方式，阻止基坑边缘的淤泥土在开挖时向基坑内流动，从而避免了基坑周边附近未开挖的工程桩出现偏移或断裂的问题。
3.2.6 基坑开挖技术要点
a)土方开挖过程中及时封堵围护结构上的渗漏点，并注意保护排水系统，确保排水系统的正常运转。
b)基坑开挖过程中严禁超挖，基坑纵向放坡不得大于安全坡度，对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用覆盖等坡面保护措施，严防纵向滑坡。
c)基坑开挖后及时设置坑内排水沟和集水井，分段开挖至基坑底标高后立即进行基底检查，在1天内完成封底垫层施工。
d)为防止基坑发生纵向滑移，基坑土方纵向坡顶不得堆载开挖土方，同时可根据现场施工实际情况对纵坡作出调整至1:3.5。
e)机械开挖的同时辅以人工配合，特别是基底以上20cm的土层采用人工开挖，以减少超挖、保持坑底土体的原状结构。
f)加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。
3.3 基坑排水措施
施工方案要点：基坑开挖中以明排水，终挖时采用盲沟加集水点排水。
3.3.1鉴于基槽支护具有一定防渗功能，拟采用集水点降水方案降低地下水位。即在基槽四周做出30×30cm的砖砌排水沟，沟底设有0.4%的纵坡, 使水流不致阻塞。在开挖阶段，排水沟深度始终保持比挖土面低0.4-0.5m；在基础施工阶段，排水沟距基础有足够的距离能保证排水畅通。
3.3.2基槽四周每隔30米挖一80cm×80cm集水井，用砖砌筑，其深度随着挖土的加深而加深，保持井底低于挖土面0.8m。配备潜水泵将集水井中的水排出基槽，达到阻截基槽外围地下水流入基槽的目的，从而满足基础施工对降水、排水的要求。
3.3.3基坑中部的工程桩位置也能有地下水涌入，本项目场地东侧邻近内河，地下水位较高。采用在地下室施工图的集水坑位置下设置集水点，采用φ500PVC-U双壁波纹管长度1500mm的集水点。
3.3.4在基槽坑中增设2道过水明沟，宽200mm，深250mm，将沟中水引至深井中。
3.3.4每集水点处设置1台抽水泵，将水抽至外河沟排走，抽水期自挖土至基础回填施工完停止，采用自动控制不停连续排水。
4、结语
基坑开挖、基坑降水及监测是基坑土方开挖施工过程中最关键最紧密的施工环节，通过结合淤泥土地质的特点，对其土方开挖施工质量控制要点的分析，希望可以进一步完善、发展淤泥土层地质条件的深基坑开挖施工技术，为大面积深基坑土方开挖施工提供有益的参考。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-587204.htm
