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【摘 要】 本文通过工程实践浅谈人防地下室土方开挖施工技术要求。
【关键词】 人防地下室土方开挖 施工 技术
【中图分类号】 TU721.5 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）02-028-02
1 工程概况
连云港市广播影视文化产业城位于花果山大道东侧，晨光路南侧。A区、B区共122771.55平方米，A区地上二十二层，地下一层；B区地上五层，地下一层。主楼基础采用混凝土钻孔灌注桩基础，持力层为 层中风化变粒岩，桩径0.8m，有效桩长约21m，桩端进入持力层不少于1m，单桩竖向极限承载力标准值13400KN，单桩竖向承载力特征值6700KN,桩身混凝土强度等级：要求水下混凝土强度等级不小于C40。裙楼基础采用预应力管桩基础，持力层为 层强风化变粒岩，桩径采用0.6m和0.5m两种，有效桩长约16m，桩端进入持力层不少于1m。预应力高强混凝土管桩φ600mmAB型壁厚130mm，混凝土强度C80，单桩竖向极限承载力标准值4400KN，单桩竖向承载力特征值2200KN。预应力高强混凝土管桩φ500mmAB型壁厚120mm，混凝土强度C80，单桩竖向极限承载力标准值3400KN，单桩竖向承载力特征值1700KN。
2 专业工程特点
本分项工程为超过一定规模的危险性较大的工程，在土建招标前已有建设单位请专家组对地下室基坑围护设计方案进行论证。连云港市广播影视文化产业城A、B区基坑支护一起开挖，其支护形式为基坑西段采用放坡、排桩和钢筋混凝土支撑支护，舞台部分采用钻孔灌注桩和钢管支撑支护，其余均采用放坡开挖，基坑支护安全等级为二级，取土口选在基坑的北侧和西侧，土方外运。主楼地下室采用砼Φ600管桩支护+内平行架支护方案，土方开挖深度为-8.9米，在主楼地下室北侧及东侧和普通地下室的交接处，因为有8.9-7=1.9米的高差，故采用水泥土深搅桩呈重力式挡墙形式进行围护。在普通地室的中部（设备用房），开挖深度至-8.9米，四周和普通地下室因为有8.9-7=1.9米的高差，故也采用水泥土深搅桩呈重力式挡墙的形式进行围护。“坑中坑”的升降舞台处，其土方开挖深度为-13米，与四周普通地下室有13-7=6米的高差，故在内基坑四周采用Φ600钻孔灌注桩+钢管内桁架支撑方式进行围护，承台梁、承台与电梯井部分较深，分别采用砖胎膜与砼沉井施工。
3 施工准备
3.1 主要机具。
3.1.1 挖土机械有：挖土机、推土机、铲运机、自卸汽车等。
3.1.2 一般机具有：铁锹（尖、平头两种）、手推车、小白线或20号铅丝和钢卷尺以及坡度尺等。
3.2 作业条件。
3.2.1 土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。
3.2.2 建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩）、标准水平桩及开槽的灰线尺寸，必须经过检验合格；并办完预检手续。
3.2.3 夜间施工时，应有足够的照明设施；在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。
3.2.4 开挖有地下水位的基坑槽、管沟时，应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位。一般要降至开挖面以下0.5m，然后才能开挖。
3.2.5 施工机械进入现场所经过的道路、桥梁和卸车设施等，应事先经过检查，必要时要进行加固或加宽等准备工作。
3.2.6 选择土方机械，应根据施工区域的地形与作业条件、土的类别与厚度、总工程量和工期综合考虑，以能发挥施工机械的效率来确定，编好施工方案。
3.2.7 施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工程的大小、机械性能、运距和地形起伏等情况加以确定。
3.2.8 在机械施工无法作业的部位和修整边坡坡度、清理槽底等，均应配备人工进行。
3.2.9 熟悉图纸，做好技术交底。
4 操作工艺
4.1 工艺流程。
确定开挖的顺序和坡度→分段分层平均下挖→修边和清底
4.2 坡度的确定。
4.2.1 在天然湿度的土中，开挖基础坑（槽）、管沟时，当挖土深度不超过下列数值规定时，可不放坡，不加支撑。①密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）一1.0rn。②硬塑、可塑的粘质粉土及粉质粘土一1.25m。③硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土）—1.5m。④坚硬性粘土一2.0m。
4.2.2 超过上述规定深度，在5m以内时，当土具有天然湿度、构造均匀、水文地质条件好，且无地下水，不加支撑的基坑（槽）和管沟，必须放坡。边坡最陡坡度应符合表l-3的规定。依据勘察报告及图纸设计说明，结合本表，边坡坡度为：1∶0.75。
各类土的边坡坡度
4.2.3 使用时间较长的临时性挖方边坡坡度，应根据工程地质和边坡高度，结合当地同类土体的稳定坡度值确定。如地质条件好，土（岩）质较均匀，高度在10m以内的临时性挖方边坡坡度应按表1-4确定：
各类土的挖方边坡坡度
5 控制要点
5.1 基坑开挖时，根据基坑周边环境、土质特点，应按以下顺序施工：
5.1.1 施工支护管桩，同时可施工支护的钻孔灌注桩和深层搅拌桩，经检测水泥土强度和灌注桩强度达到设计强度的100%后，采用机械开挖上层3.5米的土，其中上层2.0米可采用1立方米的挖掘机挖土，下部1.5米采用不大于0.3立方米的挖掘机及时做好四周的护坡，护坡做法见基坑剖面。
5.1.2 用人工开挖围檩和支撑基槽，施工西段的顶标高3.5米处的围檩及支撑。
5.1.3 待围檩和支撑混凝土强度达到设计强度等级的80%后，用小挖掘机分层、均衡、对称开挖至设计标高-7.0米。每层的开挖深度不超过600mm。及时做好基坑东段的护坡。
5.1.4 施工垫层，可采用砖胎膜开挖承台、基础梁、集水坑，并开挖围檩基槽，同时进行桩的检测，及时处理偏桩和断桩，浇筑承台及基础梁、舞台围檩混凝土。
5.1.5 在基坑内沉井平面位置处一次制作钢筋混凝土沉井一、沉井二。
5.1.6 人工开挖坑中坑部分，分别至设计标高-8.90米、9.1米和9.2米。沉井下沉过程中必须人工对称分层挖土，每层开挖深度不超过500mm，沉井周边严禁堆土。
5.1.7 开挖基坑必须采用人工分层、均匀、对称开挖，每层深度不超过600mm，坑内设置临时排水沟，基坑周边严禁超载，周围6倍的基坑深度范围内不得堆土或堆放其他机械设备。人工开挖至设计的垫层底设计标高-7.00和-8.90后，边挖去200mm后淤泥，边插入200mm厚的地瓜石垫层，及时做好垫层。
5.1.8 浇筑垫层，施工地下室承台、基础和底板。
5.1.9 舞台部分地下室砼的浇筑完成后，按设计要求完成地下室的防水层的施工后，换撑至设计标高-7.65米，进行地下室周围回填土施工时，应尽量做到分层、对称、均匀夯实，地下室周围回填土的密实度应符合地下室设计要求。
5.1.10 拆除钢管支撑。
5.1.11 施工-7.0米标高处的承台、基础梁及底板。
5.1.12 按大样图中做法用C15混凝土做好西段基坑的换撑。
5.1.13 待换撑混凝土达到强度等级后，拆除钢筋混凝土支撑。拆撑时应遵循“先次后主，对称均衡”的原则，拆撑方案经支撑设计单位审查后，方能进行。
5.2 基坑边坡和土方开挖的监控要求。
5.2.1 基坑开挖前，应做好系统的基坑开挖监控方案。应监测基坑边坡、支撑、水泥土墙顶水平位移、周围花果山大道和晨光路的变形情况。如遇异常情况，应立即停工，并会同建设单位、设计单位、施工单位共同商议，查明原因并采取相应的应急处理措施。该工程基坑顶水平位移预警值为5cm。
5.2.2 沉降观测时，每周观测2次，地下室底板浇筑结束后，每周观测1次，待地下室施工完毕，周边回填土结束后，在观测1次，即告以结束。
5.2.3 水平位移观测时，每周观测3次，地下室底板浇筑结束后，每周观测1次，待地下室施工完毕，周围回填土结束后，再观测1次，及告以结束。
5.2.4 观测频率可根据观测结果适当调整，及观测结果较为稳定时，可适当减少观测次数；当观测结果变化幅度较大或遇暴雨等异常天气时，应加密观测频率，并将结果通过有关建设、设计和质量监督部门，共同商议，并及时采用相应的措施。
5.3 应急措施。
5.3.1 基坑周围内出现地面裂缝，应及时灌浆，防止地面水流入缝内。
5.3.2 若土体位移过大，应立即停止挖土，根据现场情况及时采取坡脚或卸载，同时加强监测频率。
5.3.3 土方开挖过程中，应准备一定量的砂石袋，已防边坡变形太大，作压坡脚或水泥土墙底脚应急使用。同时，也要准备一些钢管，必要时，可顶住水泥土顶圈梁，减少水平位移。
5.4 其他。
5.4.1 基坑周围应设围栏和警戒标志，夜间应设红灯警戒。
5.4.2 基坑内挖土时，绳索、滑轮、吊斗、吊钩等垂直运输设备、材料等应经常检查，保持完好。起吊时，吊斗下不得站人。
5.4.3 降雨时，应停止所有土方开挖，并注意保护好工作面；降雨结束后，应立即排除地面及基坑内的积水，检查边坡情况，待道路能正常行驶或铺垫后方能正常作业。
5.4.4 基坑开挖前，应设置好塔吊基础，塔吊基础应采用桩基，承台底标高宜低于基坑底。
5.4.5 基坑土方开挖应尽可能避开雨季施工。
【关键词】 人防地下室土方开挖 施工 技术
【中图分类号】 TU721.5 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）02-028-02
1 工程概况
连云港市广播影视文化产业城位于花果山大道东侧，晨光路南侧。A区、B区共122771.55平方米，A区地上二十二层，地下一层；B区地上五层，地下一层。主楼基础采用混凝土钻孔灌注桩基础，持力层为 层中风化变粒岩，桩径0.8m，有效桩长约21m，桩端进入持力层不少于1m，单桩竖向极限承载力标准值13400KN，单桩竖向承载力特征值6700KN,桩身混凝土强度等级：要求水下混凝土强度等级不小于C40。裙楼基础采用预应力管桩基础，持力层为 层强风化变粒岩，桩径采用0.6m和0.5m两种，有效桩长约16m，桩端进入持力层不少于1m。预应力高强混凝土管桩φ600mmAB型壁厚130mm，混凝土强度C80，单桩竖向极限承载力标准值4400KN，单桩竖向承载力特征值2200KN。预应力高强混凝土管桩φ500mmAB型壁厚120mm，混凝土强度C80，单桩竖向极限承载力标准值3400KN，单桩竖向承载力特征值1700KN。
2 专业工程特点
本分项工程为超过一定规模的危险性较大的工程，在土建招标前已有建设单位请专家组对地下室基坑围护设计方案进行论证。连云港市广播影视文化产业城A、B区基坑支护一起开挖，其支护形式为基坑西段采用放坡、排桩和钢筋混凝土支撑支护，舞台部分采用钻孔灌注桩和钢管支撑支护，其余均采用放坡开挖，基坑支护安全等级为二级，取土口选在基坑的北侧和西侧，土方外运。主楼地下室采用砼Φ600管桩支护+内平行架支护方案，土方开挖深度为-8.9米，在主楼地下室北侧及东侧和普通地下室的交接处，因为有8.9-7=1.9米的高差，故采用水泥土深搅桩呈重力式挡墙形式进行围护。在普通地室的中部（设备用房），开挖深度至-8.9米，四周和普通地下室因为有8.9-7=1.9米的高差，故也采用水泥土深搅桩呈重力式挡墙的形式进行围护。“坑中坑”的升降舞台处，其土方开挖深度为-13米，与四周普通地下室有13-7=6米的高差，故在内基坑四周采用Φ600钻孔灌注桩+钢管内桁架支撑方式进行围护，承台梁、承台与电梯井部分较深，分别采用砖胎膜与砼沉井施工。
3 施工准备
3.1 主要机具。
3.1.1 挖土机械有：挖土机、推土机、铲运机、自卸汽车等。
3.1.2 一般机具有：铁锹（尖、平头两种）、手推车、小白线或20号铅丝和钢卷尺以及坡度尺等。
3.2 作业条件。
3.2.1 土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。
3.2.2 建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩）、标准水平桩及开槽的灰线尺寸，必须经过检验合格；并办完预检手续。
3.2.3 夜间施工时，应有足够的照明设施；在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。
3.2.4 开挖有地下水位的基坑槽、管沟时，应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位。一般要降至开挖面以下0.5m，然后才能开挖。
3.2.5 施工机械进入现场所经过的道路、桥梁和卸车设施等，应事先经过检查，必要时要进行加固或加宽等准备工作。
3.2.6 选择土方机械，应根据施工区域的地形与作业条件、土的类别与厚度、总工程量和工期综合考虑，以能发挥施工机械的效率来确定，编好施工方案。
3.2.7 施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工程的大小、机械性能、运距和地形起伏等情况加以确定。
3.2.8 在机械施工无法作业的部位和修整边坡坡度、清理槽底等，均应配备人工进行。
3.2.9 熟悉图纸，做好技术交底。
4 操作工艺
4.1 工艺流程。
确定开挖的顺序和坡度→分段分层平均下挖→修边和清底
4.2 坡度的确定。
4.2.1 在天然湿度的土中，开挖基础坑（槽）、管沟时，当挖土深度不超过下列数值规定时，可不放坡，不加支撑。①密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）一1.0rn。②硬塑、可塑的粘质粉土及粉质粘土一1.25m。③硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土）—1.5m。④坚硬性粘土一2.0m。
4.2.2 超过上述规定深度，在5m以内时，当土具有天然湿度、构造均匀、水文地质条件好，且无地下水，不加支撑的基坑（槽）和管沟，必须放坡。边坡最陡坡度应符合表l-3的规定。依据勘察报告及图纸设计说明，结合本表，边坡坡度为：1∶0.75。
各类土的边坡坡度
4.2.3 使用时间较长的临时性挖方边坡坡度，应根据工程地质和边坡高度，结合当地同类土体的稳定坡度值确定。如地质条件好，土（岩）质较均匀，高度在10m以内的临时性挖方边坡坡度应按表1-4确定：
各类土的挖方边坡坡度
5 控制要点
5.1 基坑开挖时，根据基坑周边环境、土质特点，应按以下顺序施工：
5.1.1 施工支护管桩，同时可施工支护的钻孔灌注桩和深层搅拌桩，经检测水泥土强度和灌注桩强度达到设计强度的100%后，采用机械开挖上层3.5米的土，其中上层2.0米可采用1立方米的挖掘机挖土，下部1.5米采用不大于0.3立方米的挖掘机及时做好四周的护坡，护坡做法见基坑剖面。
5.1.2 用人工开挖围檩和支撑基槽，施工西段的顶标高3.5米处的围檩及支撑。
5.1.3 待围檩和支撑混凝土强度达到设计强度等级的80%后，用小挖掘机分层、均衡、对称开挖至设计标高-7.0米。每层的开挖深度不超过600mm。及时做好基坑东段的护坡。
5.1.4 施工垫层，可采用砖胎膜开挖承台、基础梁、集水坑，并开挖围檩基槽，同时进行桩的检测，及时处理偏桩和断桩，浇筑承台及基础梁、舞台围檩混凝土。
5.1.5 在基坑内沉井平面位置处一次制作钢筋混凝土沉井一、沉井二。
5.1.6 人工开挖坑中坑部分，分别至设计标高-8.90米、9.1米和9.2米。沉井下沉过程中必须人工对称分层挖土，每层开挖深度不超过500mm，沉井周边严禁堆土。
5.1.7 开挖基坑必须采用人工分层、均匀、对称开挖，每层深度不超过600mm，坑内设置临时排水沟，基坑周边严禁超载，周围6倍的基坑深度范围内不得堆土或堆放其他机械设备。人工开挖至设计的垫层底设计标高-7.00和-8.90后，边挖去200mm后淤泥，边插入200mm厚的地瓜石垫层，及时做好垫层。
5.1.8 浇筑垫层，施工地下室承台、基础和底板。
5.1.9 舞台部分地下室砼的浇筑完成后，按设计要求完成地下室的防水层的施工后，换撑至设计标高-7.65米，进行地下室周围回填土施工时，应尽量做到分层、对称、均匀夯实，地下室周围回填土的密实度应符合地下室设计要求。
5.1.10 拆除钢管支撑。
5.1.11 施工-7.0米标高处的承台、基础梁及底板。
5.1.12 按大样图中做法用C15混凝土做好西段基坑的换撑。
5.1.13 待换撑混凝土达到强度等级后，拆除钢筋混凝土支撑。拆撑时应遵循“先次后主，对称均衡”的原则，拆撑方案经支撑设计单位审查后，方能进行。
5.2 基坑边坡和土方开挖的监控要求。
5.2.1 基坑开挖前，应做好系统的基坑开挖监控方案。应监测基坑边坡、支撑、水泥土墙顶水平位移、周围花果山大道和晨光路的变形情况。如遇异常情况，应立即停工，并会同建设单位、设计单位、施工单位共同商议，查明原因并采取相应的应急处理措施。该工程基坑顶水平位移预警值为5cm。
5.2.2 沉降观测时，每周观测2次，地下室底板浇筑结束后，每周观测1次，待地下室施工完毕，周边回填土结束后，在观测1次，即告以结束。
5.2.3 水平位移观测时，每周观测3次，地下室底板浇筑结束后，每周观测1次，待地下室施工完毕，周围回填土结束后，再观测1次，及告以结束。
5.2.4 观测频率可根据观测结果适当调整，及观测结果较为稳定时，可适当减少观测次数；当观测结果变化幅度较大或遇暴雨等异常天气时，应加密观测频率，并将结果通过有关建设、设计和质量监督部门，共同商议，并及时采用相应的措施。
5.3 应急措施。
5.3.1 基坑周围内出现地面裂缝，应及时灌浆，防止地面水流入缝内。
5.3.2 若土体位移过大，应立即停止挖土，根据现场情况及时采取坡脚或卸载，同时加强监测频率。
5.3.3 土方开挖过程中，应准备一定量的砂石袋，已防边坡变形太大，作压坡脚或水泥土墙底脚应急使用。同时，也要准备一些钢管，必要时，可顶住水泥土顶圈梁，减少水平位移。
5.4 其他。
5.4.1 基坑周围应设围栏和警戒标志，夜间应设红灯警戒。
5.4.2 基坑内挖土时，绳索、滑轮、吊斗、吊钩等垂直运输设备、材料等应经常检查，保持完好。起吊时，吊斗下不得站人。
5.4.3 降雨时，应停止所有土方开挖，并注意保护好工作面；降雨结束后，应立即排除地面及基坑内的积水，检查边坡情况，待道路能正常行驶或铺垫后方能正常作业。
5.4.4 基坑开挖前，应设置好塔吊基础，塔吊基础应采用桩基，承台底标高宜低于基坑底。
5.4.5 基坑土方开挖应尽可能避开雨季施工。