淺析垃圾貯坑的開挖與防護

鄭立耘

1 工程概況

莆田市城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠位于莆田市秀嶼區(qū)東莊鎮(zhèn)勝利圍墾內(nèi)。該工程是由綜合樓和主廠房及附屬配套工程組成。主廠房是由垃圾接收跨、垃圾貯存跨、垃圾焚燒跨、除塵器及發(fā)電機房組成，均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。垃圾坑跨為深基坑，廠房總建筑面積為14 876 m2，建筑高度為38 m。垃圾基坑支護采用內(nèi)撐式排樁支護結(jié)構(gòu)，圍護樁采用預應(yīng)力管樁灌芯，樁直徑500，樁中心距 800，樁長12 m，樁芯需灌注C40微膨脹混凝土，并配筋6φ 16;采用預應(yīng)力錨索拉桿與管樁成20°夾角與土體拉結(jié)。

2 垃圾基坑地質(zhì)情況

根據(jù)場地巖土工程勘察報告，場地上部土層依次為:①素填土，②淤泥質(zhì)土，③粉質(zhì)黏土，④殘積砂質(zhì)黏性土。

本場地對基坑有影響的地下水為殘積土及風化巖中的地下水，水位埋深0.2 m～0.95 m，主要接受大氣降水、地表水和側(cè)向含水層的補給，向鄰區(qū)排泄，水量小，根據(jù)勘察報告，細砂夾淤泥質(zhì)土中的地下水對基坑影響不大。

3 施工順序

1)為了減少對周邊的影響，場地平整后，先進行圍護樁施工，周邊形成防擠土屏障，然后進行工程樁施工。2)圍護樁采用DF62柴油錘擊樁機施工，并間隔(1根樁或1根樁以上)跳打。3)表層土方(或在圈梁所在位置的土方)開挖至-2.65 m，并清除樁孔雜物。4)在樁孔內(nèi)放入鋼筋籠，12 m樁長鋼筋籠長度為4 m，9 m樁長為3.5 m，并預留0.6 m錨固長度，然后采用C40微膨脹混凝土灌芯。5)排樁樁頂圈梁C25混凝土施工。6)圈梁混凝土達到80%設(shè)計強度后，方可進行土方開挖，要求分層均衡開挖至錨桿位置標高。淤泥分層開挖深度不宜超過1 m。樁間若發(fā)生淤泥擠出，采用M7.5砂漿磚砌支擋。7)土方開挖至-3.5 m時進行第一道錨索施工。施工工藝:錨索定位→成孔→錨索制作→清孔灌漿→安放錨索→一次注漿→初凝后二次注漿→錨固體達到設(shè)計強度80%以上后安裝槽鋼并預張拉鎖定。8)第一道錨索鎖定后繼續(xù)分層開挖，分層施工并鎖定第二道(-5.5 m)、第三道(-7.5 m)錨索，最后開挖至設(shè)計標高，隨即施工混凝土墊層，周邊應(yīng)緊抵圍護樁。9)樁承臺土方用人工(局部)開挖至設(shè)計標高，嚴禁機械開挖承臺，樁承臺施工應(yīng)間隔進行。10)基坑底板(鋼筋、模板、承臺磚臺模、混凝土)工程施工。11)完成基坑底板混凝土施工后，基坑底板與圍護樁之間澆筑C20素混凝土(橫撐板)，緊抵圍護樁。12)進行基坑剪力墻、暗柱、剪力墻護壁的施工。13)基坑剪力墻外墻防水層及外墻與圍護樁之間土方回填、夯實(分層)。

4 土方開挖

1)待圈梁混凝土強度達到80%設(shè)計強度后，方可進行土方開挖，要求分層均衡開挖至錨桿位置的標高。2)分層開挖深度不宜超過1 m，邊挖邊觀察，若發(fā)現(xiàn)管樁間有淤泥擠出，應(yīng)采用M7.5砂漿磚砌支擋，適當間距留設(shè)排水管，排除積水。3)應(yīng)及時施工錨桿，注漿達強度后及時鎖定錨桿。4)土方開挖時應(yīng)按順序施工，碰到的樁應(yīng)先砍掉(人工、風炮配合)。5)運土車無法行走時可采用先回填干質(zhì)雜土置換，淤泥挖掉后再次挖除。6)挖出的土方應(yīng)及時當班運走，當班不能運走時應(yīng)停止開挖，嚴禁將土方堆積置放于基坑附近四周造成圍護樁負荷的增加。7)機械開挖不得碰撞圍護樁，設(shè)備必須順著一邊走，不許來回碾壓將工程樁壓偏，用人工開挖承臺土方，嚴禁用機械開挖承臺土方。

5 坑外排水及坑內(nèi)降水

1)在開挖過程中設(shè)置坑外臨時排水溝，并酌情在坑底設(shè)置若干明溝及集水井，采用潛水泵抽水，明溝及集水井隨開挖深度加深，抽水排到坑外明溝經(jīng)集水井沉淀后外排。

2)坑外排水溝:坑外四周設(shè)排水溝和集水井，以排除地表滯水。垃圾坑周邊四角設(shè)集水井，集水井比溝底深0.5 m。

3)基坑內(nèi)在開挖過程中設(shè)置臨時排水溝(或盲溝)，并酌情在坑底設(shè)置若干集水井，采用潛水泵抽水，明溝和集水井隨開挖深度加深，抽水排到坑外明溝，經(jīng)集水井沉淀后排入市政下水道。

6 土方回填工程

1)基坑底板、剪力墻、后澆帶混凝土施工完成，強度達到設(shè)計要求，且確認無雜物后，采用黏土進行回填、夯實，密實度達0.94。

2)每次回填應(yīng)沿基坑四周均勻回填、分層夯實，每層厚度小于300 mm，回填應(yīng)與外墻建筑防水施工配合。

7 現(xiàn)場施工監(jiān)測流程和要求

1)基坑支護結(jié)構(gòu)安危關(guān)系到本工程的安全，還關(guān)系到已完成工程樁的保護等，因此必須采取信息施工的方法對基坑施工的全過程進行監(jiān)測，監(jiān)測未到位不得開挖。具體監(jiān)測施工流程如圖1所示。2)監(jiān)測工作的主要內(nèi)容如下:a.樁身變形(測斜):用測斜管埋入被支護土體中，監(jiān)測土體變形，共布7個測斜點。b.圈梁與支撐梁鋼筋應(yīng)力監(jiān)測各布兩個測試斷面。c.支撐梁立柱沉降觀測:支撐梁立柱位置埋設(shè)測點，用精密水準儀監(jiān)測立柱沉降。d.臨近建筑沉降，傾斜觀測:距基坑邊30 m范圍內(nèi)建筑，每座建筑設(shè)置4個～6個測點。3)現(xiàn)場應(yīng)做好檢測元件的保護工作。4)開挖前應(yīng)取得基數(shù)，且測試基數(shù)不少于2次，在開挖過程中，當測試數(shù)據(jù)變化較大或開挖后期應(yīng)加密監(jiān)測或連續(xù)監(jiān)測，應(yīng)在測試當天向監(jiān)理單位及設(shè)計單位提供檢測資料。5)監(jiān)測時間從開挖開始至±0.000標高，封底及底板施工完成后，可加大監(jiān)測的時間間距。6)監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)有異常情況應(yīng)及時采取緊急防患措施，以防發(fā)生工程事故。7)樁身水平位移允許值30 mm，周邊建筑允許沉降值15 mm，地面水平位移允許值20 mm。

8 支護變形預警要求及應(yīng)急預案

1)當出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)立即報警，若情況比較嚴重，應(yīng)立即停止施工，并對基坑支護和周邊已有建筑(或構(gòu)筑物)采取應(yīng)急措施:基坑支護結(jié)構(gòu)的最大水平位移大于開挖深度的1/200(1/300)，或水平位移速率已連續(xù)3 d大于 3 mm/d?；又ёo結(jié)構(gòu)的支撐體系中有個別的構(gòu)件出現(xiàn)應(yīng)力驟增、壓曲、斷裂、松弛等現(xiàn)象。場地周圍建筑不均勻沉降或傾斜大于規(guī)范規(guī)定的允許值，或建筑的傾斜速率已連續(xù)3 d大于0.000 1H mm/d(H為建筑高度)。2)現(xiàn)場應(yīng)準備足夠的砂和砂袋，若出現(xiàn)緊急情況實施反壓，或用挖土機挖土反壓穩(wěn)定坑壁。

9 結(jié)語

在垃圾貯坑施工過程中，往往會出現(xiàn)圍護梁過大的內(nèi)傾位移、內(nèi)撐或錨桿圍護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)發(fā)生較大向內(nèi)變形、邊坡失穩(wěn)、滲流破壞、坑底突涌、基坑上四周地面沉降等事故。必須依照國家規(guī)定，委托具有相應(yīng)資質(zhì)等級的單位做好支護工程的勘察、設(shè)計和施工，并組織專家評審論證。施工中必須采取足夠的安全措施，建立完整有效的事故預測、預報系統(tǒng)，并建立事故發(fā)生應(yīng)急預案，采取必要的技術(shù)手段，完善保障機制，做到能及時預報并預防施工事故的發(fā)生，保證施工過程的順利進行。

[1] 郭繼武.地基與基礎(chǔ)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1986.

[2] 冶金建筑科學研究院.基坑開挖與支護[J].建筑技術(shù)，1993(1):15-16.

[3] 中國巖土錨固工程協(xié)會.巖土錨固工程技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，1996.

[4] JG 79-91，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[5] GB 50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

[6] 葛忻聲，鹿宏偉，翟曉力.某基坑工程安全問題的啟示[J].山西建筑，2009，35(6):126-127.