关于大型设备基础施工中基坑作业的探讨

2012-08-15程志华

科技传播 2012年15期

程志华

中国有色金属工业第六冶金建设有限公司，河南郑州 450006

1 工程概况

本工程为建筑面积40 500m2的热连轧生产线技改工程，主厂房已封顶。本标段工程内容有：860t立推式加热炉设备土建基础、“1+4”2560㎜热连轧机机列线设备土建基础、轧辊磨床设备土建基础、热轧车间地下通风管道、轧辊磨床间辅助设备土建基础、电动平板车。

2 基坑开挖的工序

审查施工图纸 —→ 研究开挖程序—→ 绘制土方开挖图—→ 进行定位放线、测量—→ 修筑挖土和卸土场地的道路—→ 作好排水设施—→ 设计好土方平衡—→ 挖土机、推土机和运输机具进入挖土作业区—→ 调配车辆和施工人员—→ 土方开挖—→浇筑基础混凝土—→ 土方回填

3 土方工程施工

3.1 土方工程开挖

3.1.1 土方开挖方法

土方开挖以轧机主电机室及本体为先，因基础土方量大，工期紧，采取大开口挖土方法。采用二种挖土方式：

第一种为采用两台1m3反铲挖土机开挖人工填土层及粉质粘土层部分，4.5m3自卸翻斗汽车运输；

第二种为局部机械无法进行施工的部位，采用人工挖除、人工填土层及粉质粘土层。

为充分发挥机械效率，保证开挖质量，结合工程和地质情况，采取先整片开挖若干个标高，后挖个别较深部位坑槽，相邻标高差较小部位用人工开挖。

废土运至就近本厂房堆料跨及铝锭堆场等场地平整需回填土处

机械开挖按1：0.71放坡，坡底外边缘比设计底板放宽1m，相邻标高变化处标高差小于3m处按45°开坡，大于或等于3m处按60°开坡，支模时用造型砼填充。机械开挖均预留200mm～300mm厚土层，用人工清理和修坡，避免超挖和基底土扰动。凡因机械开挖或松动控制爆破造成基底局部土遭到扰动，均需将松土挖除,用级配砂石混合料分层回填夯实，遇基底标高不一时，高低接缝部位应做成一定斜坡过渡，满足设计规定的嵌岩及基础砼抗裂措施要求，用造型砼进行填充，以使各部位沉降基本均匀。

3.1.2 土方开挖注意事项

1）做好开挖准备工作

（1）学习和审查施工图纸，核对平面尺寸和坑底标高，搞清基础平面与周围地下设施的关系，掌握各项技术要求，研究好开挖程序；绘制好土方开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、底板标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置以及挖出的土方堆放地点。绘制土方开挖图应尽可能使机械多挖，减少机械超挖和人工挖方；

（2）根据设置的内控制网点，进行定位放线、测量、开挖基坑上部边线和底部连线的位置和标高；

（3）修筑挖土和卸土场地的道路，作好排水设施，做好土方平衡，堆放区及填压区满足运距最短，卸土与辗压平衡；挖土机、推土机和运输机具进入挖土作业区，进行保养和试运行。调配车辆和施工人员，组织安排好作业班次。

2）做好加强检查与及时组织验槽工作

大型设备基础实际上是由许多单体大型设备基础所组成的基础群，整个基础群之间虽设计利用沉缩缝解决不均匀沉缩问题，但为了满足生产工艺上的要求，整个基础群应有一个比较均匀的下沉，即不允许各单独基础间的不均匀沉降，因此对基础土质要求比较严格。设计要求轧机本体及地下室地基承载力特征值f=1200KPa。为此，要求在施工时，当基坑土方开挖至设计基底标高后，应由设计、业主、地勘、监理、施工等部门共同进行鉴定、验槽，校核工程地质资料，检查地基土与工程地质勘察报告、设计图纸的要求是否相符，有无破坏原状土体结构的扰动现象，经检查合格后，填写出隐蔽工程记录，及进办理交接手续，同时注意加强基坑土的保护，防止地基浸泡，使地基失稳或产生不均匀沉陷，造成裂缝，影响工程质量。当基底不能很快浇注砼垫层时，应预留10cm～15cm厚的土层暂不挖去，以保护基土不被破坏，待垫层施工时，再挖到设计基底标高。据地质资料显示，该区域土质长期暴露易风化，因此，应加快施工进度，尽量缩短地基暴露时间。

3）做好施工时的技术及组织管理工作

（1）由于设备基础底板标高不一，开挖次序一般采取先整片挖至一平均标高，然后再挖个别较深部位。

（2）挖土为多机多人作业连动化施工，应做好每一环节的组织管理和协调工作，建立一套完整的指挥高度系统，按挖土进度要求均衡地进行施工。机械操作和汽车装土行驶要听从现场指挥，所有车辆必须严格要求按规定的开行路线行驶，卸土到指定地点。

（3）做好机械的表面清洁和运输道路的清理工作，以提高挖土和运输效率；分层挖土应合理放坡，防止塌方，溜坡或造成机械倾翻等安全事故。

（4）认真做好降排水，防止基坑长期浸泡及边坡塌方。本工程排水拟采取在基坑边挖明排水沟，四角或对角挖集水井，用4寸污水泵及时将积水抽排至公路边市政雨排水管网。

4）做好成品保护及安全工作

对定位标准桩、轴线引桩、标准水准点等，挖运土时不得碰撞。土方开挖时，应防止邻近的主厂房基础，柱子以及必要时支设的基坑防护设施等发生下沉和变形，更不得碰撞。

3.1.3 土方开挖质量标准

基土土质必须符合设计要求，并严禁扰动。土方工程允许偏差要符合设计要求。

3.2 土方工程回填

基础砼浇注完毕养护期满，且防水处理做完，并检查验收合格，应立即进行回填工作。

3.2.1 施工操作工艺

1）回填土工艺流和为：基坑底杂物清理 —→ 检验土质—→ 分层铺土，耙平 —→ 夯打密实 —→ 检验密实度 —→ 修整找平验收；

2）填土前应将坑底垃圾等杂物清理干净，检验回填土的质量有无杂物，是否符合设计要求的回填土不得采用膨胀土及有机质含量>5%的土回填料等有关规定；

3）回填土应分层摊铺，每层铺土厚度应根据土质、密度要求和机具性能确定。一般蛙式打夯机为200mm～250mm，人工夯打为不大于200mm，每层摊铺后随之耙平；回填土每层至少夯打三遍，打夯应一夯压半夯，夯夯相接，并且严禁采用水浇使土下沉的所谓“水夯法”。打夯时，应在相对两侧或四周同时进行。深浅两基坑相连时，应先夯填深基础，填至浅基坑相同的标高时，再与浅基一起夯填。如必须分段填夯时，交接处应填成阶梯形，梯形的高宽比一般为1：2，上下层错缝距离不小于1.0m；

4）回填土每层填土夯实后，按规范进行环刀取样，测出干土的质量密度，达到设计要求后，再进行上一层的铺土；

5）修正找平：填土全部完成后，应进行拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平，凡低的地方，应补土夯实。

3.2.2 质量标准

基底处理，必须符合设计及施工规范要求；回填的土料，必须符合设计及施工规范规定；回填土必须按规定分层夯实，环刀取样的方法及数量应符合规定。取样测量夯实后土的干土质量密度，其合格率不应小于90%。土方回填允许偏差要符合设计要求

3.2.3 土方回填施工注意事项

1）回填土每层都要测定干土的密实度，符合设计要求后才能铺摊上层土。试验报告要注明土料种类，试验日期，试验结论及试验人员和监理见证人员签字。未达到设计要求的部位，应有处理方法和复验结果；

2）防止铺填超厚，严禁汽车直接倒土入槽；

3）严禁打夯机具或运土机具碰损撞坏基础砼结构及外部防水层；回填合格部分要做好成品保护，防止浸泡及其它扰动。