浅谈地下室土方开挖的方法

浅谈地下室土方开挖的方法摘要随着城市建设的飞速发展，杭州地区高程、超高层建筑和大中型地下市政设施日益增多，深基坑工程呈现出“数量多、规模大、深度深、难度大”的趋势，而且在土方开挖过程中由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他多种因素的复杂影响，为地下室施工带来了很大的难度，本基坑大面积深度为16.10m，通过合理的坡道留设及挖土顺序，为今后类似的基坑挖土施工提供可借鉴的经验。关键词深基坑；坡道；支撑；中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：城市化进程和全球经济的迅速发展带动了一大批大型化、复杂化的高层建筑涌现，许多建筑不仅是结构复杂、高度高，最重要的一点是融合了工期要求苛刻、质量要求严格、周围环境复杂、施工空间狭窄等一系列难题，对深基坑的土方开挖加大了难度。杭政储出（2010）3号地块商业金融用房，由5个单体建筑及地下3层大底盘地下室组成，总建筑面积为213591m2，该工程基坑长约277.2m，宽约118.9m，地下室面积约为82367m2，地下3层。基坑面积非常大，土方量约为46万立方米。基坑四周自然地面相对标高为-0.700米，主要开挖面标高-16.10m、-17.25m、-19.50，则计算开挖深度为15.45m、16.55m、18.80m。基坑围护采用钻孔灌注桩+三道钢筋混凝土内支撑围护，止水帷幕采用高压旋喷桩的形式，顶部-0.7m至-3.7m处采用喷锚护壁，坑中坑（电梯井）部位采用土钉墙+28C槽钢。地质条件分析各土层的土性描述与特征自上而下详细如下：1第四纪地层（Q）-0a人工填土（mlQ44）：灰褐色、灰黄色、杂色，碎石、碎砖瓦等建筑垃圾含量约占5080，层顶高程为5.074.12m，层厚0.502.80m。-1b粉质粘土（al-lQ43）：灰黄色、灰褐色，软塑为主，层厚0.403.90m。-2砂质粉土（al-mQ43）：灰色、灰黄色、灰褐色，稍密，切面粗糙，摇振反应迅速，干强度低，韧性低，层厚1.106.10m。-1淤泥质粘土（mQ42）：灰色，流塑，切面光滑，无摇振反应，层厚0.604.20m。-1a粘土（al-lQ41）：灰黄色、灰褐色、浅灰色，可塑为主，局部软塑，层厚0.909.50m。-1b粉质粘土（al-lQ41）：褐黄色、灰黄色、灰褐色，软塑，切面粗糙，干强度低，韧性低，层厚3.409.20m。-2淤泥质粉质粘土（mQ41）：灰色，流塑，切面光滑，无摇振反应，干强度中等高，韧性中等高，含有机质及腐殖质，层厚1.107.50m。-1a粉质粘土（al-lQ32-2）：褐黄色、灰黄色、灰褐色、青灰色，可塑硬可塑，局部软塑，切面光滑，无摇振反应，干强度中等高，韧性中等高，含有机质，层厚5.5013.70m。-1b粉质粘土（al-lQ32-2）：灰褐色、灰黄色、青灰色，可塑硬可塑，层厚9.2015.90m。-3含砾中粗砂（alQ32-2）：灰黄色、青灰色，中密，以中粗砂为主，层厚0.505.70m。-3夹含砂粉质粘土（alQ32-2）：灰色、灰黄色、青灰色，可塑为主，层厚1.104.10m。2、周围环境分析基坑东侧为莫干山路，莫干山路上车流量较大，据现场观察，离围护桩由远到近依次为：燃气管道（距离基坑边69.2m，埋深1.39m）、给水管道（距离基坑边62.2m，埋深1.48m）、污水管道（距离基坑边60.3m，埋深3.17m）、雨水管道（距离基坑边53.10m，埋深1.22m）、通信管线（距离基坑边39.7m，埋深0.72m）和电力管线（距离基坑边38.3m，埋深1.02m）。基坑南侧为杭州建华建筑租赁有限公司，围墙离基坑距离为3米。基坑西侧为永固路，根据管线图显示，离围护桩由远到近依次为：雨水管线（预埋）距离基坑边18.7m，埋深1.3m。污水管线（预埋）距离基坑边16.9m，埋深3.00m、燃气管线（预埋）距离基坑边13.4m，埋深1.50m。基坑北侧为萍水路，根据管线图显示，离围护桩由远到近依次为：雨水管线（距离基坑边31.5m，埋深1.3m）、污水管线（距离基坑边29.4m，埋深3.17m）、电力管线（距离基坑边19.2m，埋深1.11m），污水管井（距离基坑边13.3m，埋深3.17m）。3、基坑围护结构设计基坑原设计采用钻孔灌注桩+三道内支撑的形式，水泥搅拌桩作为止水帷幕；后期由于现场的施工操作空间的不足及地下地质条件的改变，将双轴水泥搅拌桩改为旋喷桩止水帷幕的形式。围护总平面图见图一4、基坑开挖难点1）开挖深，大面积开挖至-16.10m，局部开挖至-17.25m及-19.50m处。2）支撑多，需在挖土前充分做好施工车辆的行走线路；3）坡道的留设，为了能使车辆顺利行驶，局部部位需要在支撑梁上回填30至50cm方能行驶车辆，局部需要在上下2道支撑梁间进行行驶。5、土方开挖施工步骤：本基坑土方开挖分三阶段开挖，第一阶段-0.7至4.5m；第二阶段-4.5m至-9.4m；第三阶段-9.4至-14.1m；第四阶段-14.1至-17.25m（局部至-19.50m）。出土口设置三处，分别在永固路，萍水东路，莫干山路个一处（永固路为主出土口），第一、二、三阶段挖土结束后，以退挖的形式挖除2个次出土口。第一阶段：1）按照1:7的坡度放坡至-4.5m处，大面积开挖土方至-4.5m，分3层土开挖,每层开挖厚度为1.5m。2）凿桩头，浇制压顶梁，做第一道支撑。第二阶段：1）待第一道水平支撑达到80%设计强度后，开始第二阶段土方开挖，第二阶段按照1:7的坡度放坡至标高-9.4m处；全场地开挖至-9.40米，浇制围檩、第二道支撑施工及养护，待第二道水平支撑达到80%设计强度后，再进行下道土方开挖。2）分4层土开挖,每层开挖厚度为1.5m，分段开挖长度不超过20m。第三阶段：1）待第二道水平支撑达到80%设计强度后，开始第三阶段土方开挖，第三阶段全场地开挖至-14.10米，浇制围檩、第三道支撑施工及养护。2）分4层土开挖,每层开挖厚度为1.5m，分段开挖长度不超过20m。3）大面积土方开挖采用大型挖机，支撑梁下方的土大挖机难以进入，采用小型挖机挖土。挖土机械布置在上面垂直向下开挖，小型挖土机械在支撑梁下面将土翻出，堆高，由上面的挖机将土方翻至运土车内，由场地东侧向西侧后退式开挖。第四阶段：1）待第三道水平支撑达到80%设计强度后，开始第四阶段土方开挖，土方开挖至-16.10m。2）大面积土方开挖采用大型挖机；支撑梁下方高度约为1.750m，挖机难以进入，采用挖土机械布置在支撑梁上面垂直向下掏挖、堆高，由外面的挖机将土方翻至运土车内，由场地东侧向西侧后退式开挖。3）因第三道支撑梁下空间不够，且支撑梁下承台土方量大，为确保工程进度，支撑梁下承台土方随第四道土方一起挖出。第五阶段：1）第五阶段承台土方(-17.25/-19.50)开挖采用原出土坡道由永固路出土口出土。2）土方开挖顺序自东向西后退挖掘；出土道路随土方开挖顺序退挖收坡。3）电梯井承台（-19.50）土方采用挖机层层开挖至底。5、结束语(1)通过在每个土方开挖阶段的合理施工安排，保证了在90天内完成土方的开挖，为后期的顶板施工预留了较充足的施工时间；(2)通过合理的施工流水线的安排，