盆式土方开挖方案论文

“盆式”土方开挖在深基坑施工中的应用 【摘要】土方开挖是深基坑施工的重要部分，土方开挖方案的选择既要考虑施工区域的工程地质条件，还要考虑周围环境中的各项制约因素以及较为成熟的施工方法和经验，只有这样才能保证土方开挖方案可行。本文以本公司在建的东吴证券大厦深基坑工程为例，阐述了“盆式”土方开挖在深基坑土方开挖施工阶段运用及注意要点。在“盆式”开挖法的实施过程中，通过现场科学的组织、合理的计划，有效地缩短施工工期，降低施工风险，顺利地完成了本工程深基坑的开挖任务，为公司创造了良好的社会及经济效益。【关键词】深基坑 “盆式”土方开挖 钢筋混凝土支撑1、工程概况1.1项目简介东吴证券大厦基坑支护工程位于苏州工业园区苏绣路南，星阳街西。本工程0.00相对于黄海高程4.05m，现场地面标高为黄海高程3.75m。基坑开挖面积约7882，周长约为346m。基坑开挖大部分深度为16.7m（局部电梯井部位深度17.7m，18.5m，20.1m，21.1m）。1.2基坑围护形式1.2.1基坑周边环境场地南侧为苏州国际大厦，场地东、北、西三侧紧邻道路，建筑边线距离道路约5m；道路下布设污水管、雨水管、路灯等各类市政设施。南侧为现有的建筑广场，基坑边线距离国际大厦裙房约20m。详见后附基坑周边环境图。1.2.2基坑安全等级根据周边环境、基坑挖深和地质情况，本工程基坑侧壁安全等级为一级。1.2.3围护方案型式本基坑工程设计主要采用围护桩、止水帷幕和二道钢筋混凝土内支撑进行支护。其中，钻孔灌注桩直径1150mm1350，桩顶标高-2.70m，桩底底标高-35.70m，有效桩长33.0m，混凝土强度为C30；止水帷幕采用双排8501200mm三轴水泥土搅拌桩，桩长26.0m；支撑系统：竖向两道钢筋混凝土支撑体系，第一道支撑中心标高-2.30m；第二道支撑中心标高-9.70m；桩间采用压密注浆处理。图1典型剖面示意图1.3工程特点(1)地理位置十分重要，环保及文明施工要求高，本工程位于苏州工业园区核地段，处于苏绣路、星汉街、星阳街三个主要交通要道的交叉口处，周围车流、人流量大，施工期间应严格按照苏州市环境保护和文明施工的要求执行，控制噪声、粉尘污染，减少施工干扰，确保周围环境质量满足人们正常出行和卫生环境要求。(2)地下管线密布，保护工作难度大 基坑周边地下管线情况复杂，事前根据建设单位提供的地下管线布置图进行勘测标示。施工过程中，对基坑周边进行监测，严密注视其变形量，根据具体情况采取相应措施，确保基坑周边的管线正常使用。 (3)工程规模大，施工组织复杂，工程质量要求高土方开挖130198m3，钻孔灌注桩9762m，三轴搅拌桩15444m；设两道钢筋混凝土支撑。该工程建设规模大，施工组织复杂，采用施工方法和工艺多。施工中科学组织与管理是能否安全、优质建成本工程的关键。 (4)地质条件复杂 本工程基坑底标高上下均有承压水，特别是第（5）土层为粉土夹粉质粘土，其渗透系数为1.0*10-5，渗透性强，对三轴搅拌桩的施工质量要求较高。 (5) 施工工期紧迫 本基坑围护及土方开挖工期计划200天，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、“盆式”土方开挖法简介盆式开挖即先挖除基坑中间部分的土方，后挖除挡墙四周土方的开挖方式。盆式开挖适合于基坑面积大、基坑周边环境复杂、对基坑变形要求较高的基坑。这种开挖方式的优点是挡墙的无支撑暴露时间短，可利用挡墙四周所留土堤阻止挡墙的变形。有时为了提高所留土堤的被动土压力，还要在挡墙四周进行土体加固，以满足控制挡墙的变形的要求。具体开挖过程是：先开挖基坑中央部分，形成盆式（图2-a），此时可利用留位的土坡来保证支护结构的稳定，此时的土坡相当于“土支撑”。随后再施工中央区域混凝土对撑（图2-b），尽快发挥对撑的强大功能，待对撑强度达到设计值的80%后，再开挖基坑边的土方。 盆式开挖方法对确保基坑安全，减少基坑周边环境的变形尤显优越性，因此，在闹市区或周边环境较为复杂的深基坑施工非常适用。(a)中心开挖(b) 第二道砼对撑施工 (c) 边缘土方开挖及周边支撑设置 (d)下一层土方开挖图2盆式开挖方法 3、本工程“盆式”土方开挖的实施3.1土方开挖施工总体安排针对本基坑内支撑特点，第一层土体（自然地面到第一道支撑梁底）采取从中间至两边的开挖方法，从东、西两个出入口出土，可以尽快形成南北向的对撑，为支撑梁以下土体的“盆式”开挖创造成条件。第二、三层土体（支撑梁以下的土方）按设计要求采用“盆式”开挖，严格遵循中间环梁以内开始向周边角撑处均匀、对称、分层开挖的原则。3.2土方开挖的技术要求1) 支撑梁以下的土方采用分层盆式开挖，分层厚度不大于2.0m，先开挖盆中部分土体，再对称开挖盆边部分土体。2)待圈梁、支撑砼浇捣完毕，砼强度达到80%后，方可开挖支撑梁下的土体。4)挖土以机械挖土为主，人工挖土为辅，挖土至坑底设计标高以上300mm，立即进行人工修土和设垫层，并且必须在2 4小时内完成。5)坑内挖土过程中的临时边坡坡度应控制不大于1：2，遇雨季开挖，尚应采取适当的护坡措施，同时坑内应加强排水组织措施6)基坑挖土施工应做到“五边”施工，即：边挖、边凿、边铺、边浇、边砌，同时充分考虑时空效应规律，遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则，减少基坑暴露的时间、宽度和深度，确保基坑稳定。3.3土方开挖的施工顺序(1)开挖时充分考虑时空效应即“挖”与“撑”穿插施工。(2)为提高支撑早期强度，对支撑混凝土增加早强剂，以达到提前拆模并及时开展后续开挖作业之目的。(3)合理划分施工缝，避免在受力薄弱位置及同一方向上留设施工缝，出现不同标号混凝土时，采用目前较为成熟的加设钢筋网片的方式处理接缝，同时注意支撑内主筋搭接长度满足要求。(4)分块挖土顺序： “盆式”开挖具体分块分区图如下： 图3 盆式开挖分块分区示意图8)盆式土方开挖竖向剖面示意图 图4 盆式开挖竖向剖面示意图4、方案实施效果 该工程在基坑土方开挖完成后，实测的基坑位移变形值均在设计允许范围之内，周边道路管线。监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。本工程报警指标初步拟定为(须得到有关单位的确认，根据围护结构设计总说明中的要求，本工程基坑安全等级为一级，地面最大沉降量0.2%H,围护墙体最大水平位移0.3%H)。项 目报 警 指 标变化量(mm)深层土体位移504围护墙顶部水平位移303围护墙顶部垂直位移303管线沉降303水位变化2000400地表裂缝12且变形持续发展(1)提高了开挖作业期间基坑的安全性能。本方案实施后，在最短时间内完成换撑，使大底板浇注时间提早，监测数据表明围护体受力变化均衡，证明此优化方案的切实可行。 (2)方案讲究时空效应，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。(3)本方案从设计方案入手，提出超高层建筑在土方开挖阶段因地制宜地进行调整措施，采取以业主方为主导的现场管理，取得了良好的效果，为市区复杂环境下深基坑土方施工提供参考经验。参考文献 1 江苏省地方标准南京地区地基基础设计规范.85页.DB32/112-99.1999 2 基坑工程手册(第二版). 北京：中国建筑工业出版社，19973 同济大学等合编.建筑施工手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，1997.4.