垃圾轉運站深基坑施工關鍵技術研究

劉羽耀

（福州市長樂區(qū)建筑工程公司，福建 福州 350001）

0 引言

目前人們對生活環(huán)境的要求不斷提升，環(huán)保項目發(fā)展迅速，垃圾轉運站項目是重要的環(huán)保類建筑工程之一。垃圾轉運站建設規(guī)模普遍偏大，且主要集中在城區(qū)范圍，再加上其特殊性，導致該類工程的選址難度較高。垃圾轉運站一般是半地下式與全地下式的結構，這使得垃圾轉運站項目不得不涉及深基坑施工。因此，對深基坑施工的關鍵技術開展研究，是確保該類工程施工安全的必要手段。

1 工程概況

某垃圾轉運站建筑項目，擬建高度是11.15m，包含地上2 層與地下1 層。該建筑工程的基本情況如表1所示。

2 深基坑施工中存在主要問題

2.1 實際施工和項目設計不符

深基坑支護設計對于整個項目施工有關鍵性的意義，但實際工程中時常會出現(xiàn)實際施工與設計不符的情況。出現(xiàn)該類問題的原因是相關施工單位沒有深入細致地了解工程設計意圖，或者是由于工程設計人員沒有結合規(guī)劃場地實際條件，僅憑借少量材料就完成設計工作，加之缺乏深層次現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)，不清楚周圍水文地質(zhì)情況，最終導致項目的設計與現(xiàn)實作業(yè)不符，從而造成安全隱患[1]。此外，深基坑支護施工時，施工人員使用與設計參數(shù)有出入的材料，或者是個別建設方偷工減料，實際使用的材料不能滿足施工作業(yè)需求，從而導致結構支撐能力變?nèi)酰w支護結構就可能出現(xiàn)嚴重變形與開裂等病害，這也會給深基坑工程施工帶來嚴重的安全隱患。

2.2 基坑土方開挖不當

深基坑土方開挖是深基坑工程施工中一個十分重要的環(huán)節(jié)，但在土方開挖施工中，因為某些施工方不重視土方開挖，將該環(huán)節(jié)視為低技術含量的工作，導致施工期間引發(fā)許多問題。不同施工階段的土方開挖隨意開展，而各個專業(yè)班組之間未能提前協(xié)調(diào)好時間以及其他施工內(nèi)容，造成深基坑施工作業(yè)經(jīng)常受阻，不能正常進行，并導致部分深基坑施工作業(yè)延期。無序的土方開挖，不僅給深基坑作業(yè)帶來嚴重的安全隱患問題，還導致項目整體施工進度受阻。

3 垃圾轉運站深基坑設計方案比選

3.1 圍護方案的選擇

該深基坑項目開挖深度范圍內(nèi)的土層的土質(zhì)條件一般，還涉及到地下水問題，基坑周邊環(huán)境復雜，有建筑物、河道以及各類構筑物等，為保護基坑施工安全以及周圍建筑的結構安全，需要進行基坑支護。根據(jù)類似工程綜合來看，該深基坑圍護體系能夠選擇的圍護形式有：鉆孔灌注樁與水泥土攪拌樁止水帷幕組合；地下連續(xù)墻圍護；SMW工法樁圍護。

三種圍護方案的比較分析及選擇：地下連續(xù)墻結構整體變形小，但成本會相對偏高，而且還需要設置兩排水泥混凝土攪拌樁，會占用一部分建筑面積，在建筑占地面積較為緊張的情況下很難滿足基本建設的需要。SMW 工法建成的樁體，其側向剛度水平偏低，在工程建設期間可能會出現(xiàn)明顯變形，SMW 工法樁待現(xiàn)場施工作業(yè)完成后，需要施工人員將樁體拔出，這對深基坑工程會有較大的影響。鉆孔灌注樁與水泥土攪拌樁止水帷幕組合圍護方案不僅整體結構的剛度表現(xiàn)較好，而且止水性能較強，因此適合于該垃圾轉運站深基坑工程支護。

3.2 基坑支撐材料的選擇

該垃圾轉運站深基坑工程不僅基坑深度較大，而且開挖面積也比較大，平面形狀并不規(guī)則，如果單純使用鋼支撐結構，極易出現(xiàn)失穩(wěn)的情況?；炷两Y構本身剛度較高，并且能根據(jù)建筑物整體設計靈活布置支撐形式，后期也能夠控制結構變形的問題，能保障整體質(zhì)量，與單一鋼支撐框架相比，穩(wěn)定性、安全性都更好。因此，最終選定混凝土結構進行該工程的基坑支護。

3.3 詳細支護方案的制定

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定了該垃圾轉運站深基坑工程如下的具體支護方案：

（1）東側、南側選用鉆孔灌注樁，側打Φ130預應力錨索，采用Φ400 旋噴擴孔，孔深18m，錨固段長9m，水平間距為2m，內(nèi)置3 根Φ15.2 鋼絞線，與高壓旋噴樁止水帷幕聯(lián)合支護；

（2）深基坑東南角-11.4m處采取被動土壓區(qū)加固；

（3）西側選用豎向Φ48支護錨管，高壓旋噴樁止水帷幕樁Φ130@1000，L=3000mm，側打錨桿Φ130@2000，L=6000mm，內(nèi)置Φ22 三級鋼筋，側面為Φ6@200×200 單層雙向鋼筋與80mm 厚C20 鋼筋混凝土噴面支護；

（4）北側選用自然放坡，距離坑底1m 處豎向施打Φ80@300 松木樁，L=4000mm，側打Φ22@600 支護土釘，L=2000mm，側面Φ6@200×200 單層雙向鋼筋與80mm厚C20鋼筋混凝土噴面支護。

4 垃圾轉運站深基坑施工關鍵技術

4.1 土層錨桿作業(yè)

建筑深基坑建設中，錨桿屬于承拉桿件，其一端插進地基巖石里，而另一端與擋土墻相連?；娱_挖施工中，應按照基坑深度確認錨桿高度。實際作業(yè)時，鉆孔直徑與孔深需和設計標準相同，孔應為圓柱形，便于布置鋼絞線以及灌注混凝土，這樣有利于與土層融合，保障錨桿拉伸性能。同時，在鉆孔過程中，施工人員要明確孔壁與深度、樁點之間的聯(lián)系，把控實際高度，做好清孔處理。安裝錨索期間，需確保錨索表面光滑沒有銹跡。作業(yè)人員應結合現(xiàn)場情況靈活變通，可挑選螺旋鉆桿技術。

深基坑灌漿料一般由水泥與砂漿拌制，待灌注結束后便可布置墊板、臺座、腰梁，并進行錨固張拉。此環(huán)節(jié)應當強調(diào)的是，錨桿要經(jīng)過專業(yè)檢測，確保符合工程要求，倘若有出入需盡快調(diào)整。

4.2 土釘支護處理

土釘支護可以起到提升支護結構可靠性的作用，能很好地解決很多實際工程問題。現(xiàn)場施工中，相關人員要考慮拉伸強度，土釘品質(zhì)應與深基坑作業(yè)要求相適應，而且需現(xiàn)場檢測，包括拉拔效果檢測、強度檢測等，以確?；又ёo效果。

對于開挖面積大、開挖深度深的基坑工程，為了使項目施工有序進行并保證工程建設質(zhì)量，應按照分層分段、對稱處理的原則進行施工。在開挖的過程中采取土釘支護，可以避免地基土被附近地下水影響以及被日光長時間照射等問題，避免地質(zhì)條件出現(xiàn)變化引發(fā)土質(zhì)不均導致工程質(zhì)量降低等問題。

對于地下水的常規(guī)處理思路是排水與止水兩種，土釘支護將鋼筋混凝土與素混凝土等樁體當成支柱介質(zhì)，代替原本的軟土材料，并實現(xiàn)良好的止水效果，切實提升了現(xiàn)場基坑結構的穩(wěn)定性。

4.3 基坑內(nèi)被動區(qū)土體加固

在基坑開挖施工中，被動區(qū)土體加固有利于控制基坑變形、滲漏水、坑底回彈、沉降以及其他環(huán)境效應等。加固體的寬度不宜小于基坑開挖深度的0.4倍，并不宜小于4m；加固體的深度不宜小于3m；加固體的平面布置可采用墩式加固、裙邊加固、抽條加固、滿堂加固等形式。該項目采用高壓旋噴樁墩式加固。在進行土體加固時，需要根據(jù)土體沿著假想滑動面上的極限平衡條件進行分析（一般稱為極限平衡法）。在極限平衡分析中，條分法由于能適應復雜的幾何形狀、各種土質(zhì)和孔隙水壓力，因而成為最常用的方法。

4.4 土方開挖施工

由于該垃圾轉運站建筑項目的基坑形狀并不規(guī)則，所以把整個基坑分成若干規(guī)則矩形基坑進行施工，一方面可以有效抑制基坑變形，另一方面也能保證施工所需的空間場地。結合工程場地規(guī)劃與土質(zhì)條件，為確保按期完成，該工程選擇機械挖掘，并配以人工輔助，由人工協(xié)助修坡和清底。采用反鏟挖掘機施工，倒退的同時進行挖掘，處理作業(yè)面之下的部分，把挖出土體隨即倒進機械兩旁與后方的自卸車輛上，通過汽車直接運到指定堆放位置。

在正式挖掘前，相關人員根據(jù)具體開挖點、施工方法和運輸車輛等條件設計好通行路線。并且還繪制出詳細的土方挖掘圖紙，明確具體的施工順序與范圍、坡度、底部標高、排水與給水設施等。土方挖掘和預應力錨索、土釘支護存在交叉施工的情況時，要從上向下逐層分段開展，每段長度要結合土質(zhì)條件和土釘作業(yè)進行確定。單層高度控制在1.5m 左右，最后1 層施工至距離設計基底標高300mm以內(nèi)。上一層施工尚未結束前，不能開展下層施工，相鄰兩層也不可任意合并施工。

4.5 結構質(zhì)量檢測

對于深基坑施工來說，支護結構起到保證上層建筑穩(wěn)定與完整、避免土體結構出現(xiàn)異常的作用。如果基坑支護結構本身的穩(wěn)定性不足，會在后續(xù)的施工作業(yè)中多次反復加固，從而導致支護工程造價過高。為預防該種情況發(fā)生，相關技術員應對支護結構的可靠性采取動態(tài)化的檢測評估，主要通過測量結構水平位移與豎向位移兩個方面進行評估。

在該工程中，土方挖掘期間，每2d 檢測一次，直至挖到基坑底部并澆筑底板結束后的7d 內(nèi)，同樣要保持每2d檢測一次的檢測頻率。在澆筑底板結束7d之后，可放寬到每3d 檢測一次。在土方開挖過程中，相關技術員應結合檢測結果與開挖施工情況，靈活調(diào)節(jié)測量頻率。假設變形程度突然加大，亦或變形速度異常，都需提高測量頻率，并及時通知相關方制定應急方案。

5 垃圾轉運站深基坑施工管理的優(yōu)化

5.1 應仔細考察項目地質(zhì)環(huán)境

深基坑建筑項目的結構體系相對復雜，支護環(huán)節(jié)不能忽略客觀條件?；邮┕し焦ぷ魅藛T必須仔細考察項目地質(zhì)環(huán)境，否則容易弱化支護結構的支護效果。假設是砂層地質(zhì)條件，施工關鍵在于樁體長度；倘若砂層偏厚，需適當提升咬合度，其余位置同樣要合理提高樁體送入長度。

5.2 應綜合考慮各項因素

施工方需結合現(xiàn)場條件制定詳細的施工方案，確認具體工期進度，確保邊坡支護以及土方挖掘作業(yè)能有序協(xié)調(diào)，以免影響整體施工進度。同時，施工人員還需持續(xù)不斷地監(jiān)測土層情況，避免由于變形導致的整體結構失穩(wěn)。如果一旦察覺到變形跡象，施工方應當迅速采取應對方法。在現(xiàn)場開展支護施工時，對于工法的挑選要綜合考慮地理條件、氣候變化等客觀因素。支護結構施工會被諸多因素干擾，如地下管道的分布與作業(yè)時間等，為了保障施工質(zhì)量，相關方需統(tǒng)籌協(xié)調(diào)參建部門，優(yōu)化施工工藝體系，確保圖紙內(nèi)容的精準性與可行性。

5.3 應加強監(jiān)管力度

該深基坑項目施工中，施工方需根據(jù)制定的方案內(nèi)容嚴格開展現(xiàn)場作業(yè)。同時要注重場地監(jiān)管，規(guī)范人員的作業(yè)行為，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為，必須立刻制止，并監(jiān)督整改。此外，該項目開工前期，施工方需根據(jù)工程要求，組織專項培訓活動，保障所有入場人員都能勝任相應工作。

6 結束語

城市垃圾轉運站項目一般多涉及深基坑施工，針對某垃圾轉運站項目深基坑開挖的地址水文及周邊環(huán)境情況，經(jīng)過比較分析，選擇了鉆孔灌注樁與水泥土攪拌樁止水帷幕組合圍護方案，根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定了詳細的支護方案，并對土層錨桿作業(yè)、土釘支護處理、基坑內(nèi)被動區(qū)土體加固、土方開挖施工、結構質(zhì)量檢測等該項目相關的深基坑施工關鍵技術進行了分析。此外，為了切實保障該項目深基坑結構的穩(wěn)定及施工質(zhì)量，結合深基坑施工的特點，對施工管理提出了優(yōu)化措施，以促進深基坑施工技術的進步和施工水平的進一步提高。