超大型基坑開挖探討

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工程概況
　　嘉興市國際中港城——商貿(mào)城工程位于嘉興市中環(huán)南路與雙溪路交匯點(diǎn)偏東北方向，由浙江盈兆房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)，浙江中成建工集團(tuán)有限公司施工總承包建設(shè)。該工程為一港商投資興建的超大型商業(yè)廣場，地下一層，地上六層，總建筑面積255397平方米，其中地下室面積47123平方米，呈Y形，基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁伐板基礎(chǔ)，基坑開挖面積達(dá)50000平方米，開挖深度自自然地坪以下5.4米至8.6米，總挖土方量約30萬立方米。
    支（圍）護(hù)方案選取
　　1.臨近工程參考
  　相鄰工程為同一地塊同期開發(fā)的另一單位工程，地下一層約10000平方米，基坑開挖平均深度為4.5米，具有相同的基礎(chǔ)型式，比本工程早一些開工，基坑開挖采用1:1兩級放坡，基本不做任何支（圍）護(hù)，個(gè)別地段打設(shè)木樁。根據(jù)開挖和施工過程中邊坡的變形和位移情況，發(fā)現(xiàn)普遍出現(xiàn)不同程度的滑坡現(xiàn)象，部分地段較為嚴(yán)重。
　　2.邊坡穩(wěn)定計(jì)算
　　利用地質(zhì)勘察報(bào)告中基坑范圍內(nèi)土層參數(shù)、開挖深度及計(jì)劃放坡坡度，我們使用同濟(jì)大學(xué)啟明星系列軟件中邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算軟件SLOPEv1.0對該工程邊坡穩(wěn)定進(jìn)行了驗(yàn)算和分析。由于我們準(zhǔn)備充分，措施到位，施工過程中沒有任何事故發(fā)生。
　　3.支（圍）護(hù)方案確定
　　經(jīng)綜合分析比較，最終的開挖方案確定為兩級放坡，坡度為1：1（上坡段）和1：1.2（下坡段），C15素混凝土80毫米厚護(hù)坡，內(nèi)插竹片，坡腳處打設(shè)3米長木樁，直徑100～150毫米，間距800～1000毫米。并做好基坑內(nèi)的降水和排水，基坑外防水，減少地下及地表水對邊坡和地基的侵蝕沖刷破壞。
    開挖試驗(yàn)
　　本工程基坑具備了進(jìn)行開挖試驗(yàn)的條件：第一，該基坑面積為50000平方米，周長約1500米，屬超大型基坑，即使試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿?0％，也有5000平方米，試驗(yàn)的數(shù)據(jù)具備可信度；第二，試驗(yàn)時(shí)基坑邊坡即使出現(xiàn)滑坡，對周圍環(huán)境的影響也不大；第三，本工程確定春節(jié)后全面開挖。這一開工日期為開挖試驗(yàn)創(chuàng)造了具備時(shí)間效應(yīng)和氣候效應(yīng)的條件。春節(jié)前后是嘉興地區(qū)雨雪霜凍最集中的季節(jié)，我們在征求了設(shè)計(jì)、監(jiān)理、建設(shè)方等意見后，利用春節(jié)前這一時(shí)間上的空隙，以設(shè)計(jì)好的開挖方案進(jìn)行約4000～5000平方米基坑的試開挖，按照正常的施工進(jìn)度進(jìn)行開挖、圍護(hù)、降水，并將基坑暴露和墊層封閉，派專人定時(shí)測量基坑位移和變形，春節(jié)期間照常觀測?；咏?jīng)過兩個(gè)月雨雪霜凍的洗禮后，基本上保持穩(wěn)定，說明我們設(shè)計(jì)的基坑開挖圍護(hù)方案是適合本工程的，只是在地質(zhì)較差的局部區(qū)域出現(xiàn)混凝土護(hù)坡開裂，邊坡出現(xiàn)滑移跡象，說明應(yīng)該在類似區(qū)域?qū)⒛緲都用?，必要時(shí)改打鋼板樁或槽鋼護(hù)坡。另外，出水量與計(jì)算基本一致。
    基坑開挖
　　1.開挖順序
　　本工程基坑面積較大，為避免混亂及合理安排流水施工，事先確定了合理的挖土推進(jìn)方向，自D區(qū)D-A軸向C區(qū)推進(jìn)，之后，一分為二，分別向A區(qū)和B區(qū)推進(jìn)。A、B區(qū)后期開挖的土方直接用于D區(qū)早期開挖部分的回填。該工程基坑自2005年3月1日全面開挖，5月20日全部土方開挖完畢，歷時(shí)81天，比計(jì)劃略有提前。日平均出土量3700立方米，日最大出土量6000立方米。
　　2.開挖工藝
　　土方開挖以機(jī)械為主人工為輔，挖土采用反鏟挖掘機(jī)，土方運(yùn)輸采用自卸式翻斗汽車。大型反鏟挖掘機(jī)負(fù)責(zé)地下室底板以上部分的土方開挖及將基坑底部小型挖機(jī)傳遞過來的土方，再二次傳遞到地面上；基坑內(nèi)采用中型挖掘機(jī)，負(fù)責(zé)底板下承臺部分的土方開挖，因其工作半徑較小，故須將所挖土方傳遞至大型挖土機(jī)的工作半徑范圍之內(nèi)；小型挖掘機(jī)負(fù)責(zé)底板下的基礎(chǔ)梁土方開挖，因其工作半徑更小，須將所挖土方傳遞至大型或中型挖掘機(jī)的工作半徑范圍之內(nèi)。邊坡修平以后，由挖掘機(jī)配合，在坡腳處打設(shè)木樁；及時(shí)在坡面插上竹片，澆筑護(hù)坡混凝土，并覆蓋塑料薄膜保溫養(yǎng)護(hù)。
    特殊情況處理
　　該工程基坑最大的特點(diǎn)在于其面積巨大，由此引發(fā)的地質(zhì)條件分布不均為基坑工程施工增加了不小的難度，需要根據(jù)具體情況具體處理。
　　1.消防電梯井等局部深挖部位施工
　　該工程設(shè)有5部消防電梯，其中4部電梯井標(biāo)高為負(fù)7.250，加上1.6米高承臺和200毫米厚墊層，基坑深度要求達(dá)到負(fù)9.050。根據(jù)挖出情況來看，坑底出現(xiàn)大量流砂，必須盡快封閉，否則對工程極為不利。我們將100毫米厚碎石墊層改為200毫米厚速硬混凝土進(jìn)行止水，在其上再澆筑墊層，綁扎鋼筋，并將該承臺和電梯井先行澆筑，地梁鋼筋預(yù)留，確保了消防電梯井等局部深挖部位的成功施工。
　　2.局部加固
　　在本工程場地東北處，建有一座另一單位工程的兩層辦公室鋼板活動房，如果在該部位仍然按正常坡度開挖的話，將直接挖至該活動房的墻腳處。為保留該活動房，加大了該部位基坑邊坡坡度，加密加設(shè)多道槽鋼樁和木樁擋土，確保其安全，并力保不出現(xiàn)影響正常使用的大變形。
    結(jié)論:
　　現(xiàn)階段，政府正逐步將城市化進(jìn)程的焦點(diǎn)引向城郊或開發(fā)區(qū)，建筑密度遠(yuǎn)小于市中心，作為基礎(chǔ)設(shè)施的大型工程的建設(shè)往往伴隨大型或超大型基坑施工，最為經(jīng)濟(jì)簡單的放坡開挖必定是首選。而超大型基坑的地質(zhì)分布往往并不均勻，造成基坑施工方案不能一刀切，多種支（圍）護(hù)方式并存，在時(shí)間和空間上進(jìn)行優(yōu)化配置，可以節(jié)約成本，提高效益，有條件的工程做一下“開挖試驗(yàn)”還是非常有意義的。