运河新城48 班小学工程土方开挖施工探析

2022-03-08王健章文杰胡汉

工程建设与设计 2022年1期

王健，章文杰，胡汉

（泛城设计股份有限公司，杭州 310015）

1 引言

运河新城单元GS1202-A33-28 地块48 班小学工程和运河新城单元GS1202-R22-27 地块15 班幼儿园工程因为地下室是连通的，基坑围护结构是一个整体。在编制过程中，整个基坑以Y 轴线为分界线将2 个工程区分。Y 轴线以北为15 班幼儿园基坑，Y 轴线以南为48 班小学基坑。本文主要是针对48 班小学工程土方开挖施工进行具体的分析探讨。

2 工程简介

运河新城48 班小学工程位于杭州市拱墅区康桥街道，场地东侧靠近顾扬路，西侧和北侧分别为规划支三路和支四路，南侧为候圣街。

本工程规划总用地面积41 389 m2，总建筑面积61 559 m2，其中地上建筑面积41 389 m2，地下建筑面积18 510 m2，架空层建筑面积1 700 m2，单体中建筑高度最高的建筑为23.25 m.包括1#～6#共6 栋楼、2 个门卫室和1 个看台。除门卫室外其余都为框架结构。室内±0.000 m 相当于黄海高程5.250 m，场地平整前现场测定高程4.5 m，按设计高程为4.4 m 进行场地平整，相对标高为-0.85 m。依地下室底板结构图、承台详图等，综合考虑承台以及垫层的厚度：地下室的基坑垫层底标高高跨为-5.55 m，开挖深度约4.7 m；低跨为-6.0 m，开挖深度约5.15 m。坑中坑的基坑垫层底标高为-6.65 m、-7.0 m、-7.05 m，开挖深度为1.0～1.5 m[1]。

3 运河新城48 班小学工程土方开挖施工方案分析

3.1 施工工况

基坑为不规则形，东西部分长约170.6 m，南北部分长约161.5 m，基坑占总用地面积约为25804.3 m2，（其中本工程21 605 m2），围护周长约792 m（其中本工程443 m）基坑底坐落在淤泥土层中，总的开挖土方量约为1.298×105m3（其中本工程1.076×105m3）施工现场土方均外运。土方开挖应严格遵循“分层、分段、分块、对称、均衡开挖”的原则，严禁一次开挖过深。针对基坑分区示意图如图1 所示。

图1 基坑分区示意图

3.2 挖土总体部署

根据施工现场情况将整个土方阶段区域根据轴线、后浇带划分为4 个大区块（10 个小区块）。

为确保基坑开挖、支护、施工基坑周边建筑、道路及地下设施的安全，土方开挖原则上应按挖土次序严格遵循“分层开挖，先撑后挖”及“大基坑，小开挖”的原则进行分区开挖，分层开挖高度不大于1～2 m(淤泥质土层取小值)。淤泥质土土方开挖一般根据后浇带位置分层、分段开挖、对称开挖，分层高度1 m，分段长度一般15～20 m[2]。

3.3 土方开挖施工的关键技术及保证措施

3.3.1 土方开挖关键施工要点

在进行土方开挖的时候，要求人工与机械相互匹配。对于基底300 mm 和集水井的局部深度考虑到人工的方式，在开挖中要求考虑到分层与对称，不能一次到底。要注意避免超挖，控制好标高。在挖土时，需要注重分层开挖，要求先支撑后开挖，并且按照大基坑，小开挖的方式进行，实施分区开挖处理[3]。土方开挖到标高位置，需要做好垫层浇筑，在浇筑完毕后，再进行邻区的开挖[4]。

土方开挖坡道经过支撑梁时，要做好对支撑梁的保护工作，支撑梁上要覆土并铺设道板，严禁机械车辆直接与支撑梁发生接触。在完成基坑开挖之后，就需要做好验槽处理，并且记录数据。如果发现地质情况与勘察报告存在不匹配的地方，需要报相关单位做好研究处理。

3.3.2 基坑降排水措施

土方开挖工程中基坑的降排水措施直接影响着施工质量、工程进度和工程安全，应严格按照审批后的专项施工方案进行施工。由于运河新城48 班小学工程场地的土质大多为耕土和建筑回填土，高差最大达4 m，故先进行场地平整。根据地质勘察报告1 轴、12 轴与F 轴相交处为水位最高点，在0.8 m左右就出现地下水，因此，在场地平整时要考虑排水措施。

运河新城48 班小学在场地平整过程中采用集中排水，即在1 轴、12 轴与A 轴、F 轴相交处设4 个集水坑，集水坑直径D=1 m、深约3 m。每个集水坑内放置1 台潜水泵，集水坑之间挖一沟底宽2 m、深至基岩面的排水沟，使场地四周排水沟连成整体（运输道处不挖坑沟）然后用潜水泵将水抽向村用排水渠外排，如图2 所示。

图2 基坑降排水平面图

3.3.3 开挖进度的控制

深基坑的开挖进度，必须严格按照施工组织计划进行，完成施工进度计划网络图的编制，明确关键节点与线路，做好土方开挖精度的合理控制。如果开挖速度过快，就会加大边壁的负荷速率。其本身会直接影响土体的强度与变形。开挖速度过快，会导致加荷速率进一步加大，边壁土体就会产生塑性流动，进而增大边壁土体的强度，严重时，还会破坏边壁的稳定性。严格控制开挖的实际进度，这样才可以避免边壁失稳的情况出现，同时也可以减少变形的出现。

3.3.4 测量监测的控制

基坑土方开挖施工中应建立测量控制网，在开挖土方之前，需要收集与分析邻近道路与建筑物的基本资料，针对已经存在裂缝的需要做好记录备案，在开挖基坑过程中，做好支护结构体系、基坑稳定性和邻近道路、建筑物的监测，做到每深挖一层就需要进行监测，同时能够分析与反馈桩顶位移、沉降以及桩倾斜度等监测。如果监测值出现变化，就代表基坑支护压力较大，需要放缓挖土的速度或者是立刻停止挖土，等待变形稳定之后，才能够开展后续的施工。

3.4 土方回填施工及技术措施

3.4.1 土方回填前的准备

1）回填料的确定

在基础与基坑侧壁间隙回填土前，应排除积水，清理虚土和建筑垃圾，填土应按设计要求选料，分层压实，对称进行。回填土宜采用中、粗砂回填，分层压实，压实度不小于0.95。不得采用淤泥、粉砂、杂填土、有机含量大于8%的腐殖土、过湿土或粒径大于150 mm 的石块。可采用水密法分层回填，每层土回填高度不超过1.0 m，回填砂土应在饱水情况下采用插入式振捣器充分振捣，以使回填砂土密实[5]。

2）现场碾压试验

在完成标准击试验之后，也就是完成现场的施工碾压试验，其主要是检查土料在压实之后是否能够满足设计压实干密度值的要求。核查压实机具本身的性能是否能够满足施工要求。对应选择施工压实参数，掌握压实方法、含水量适宜范围、压实遍数等，并且明确质量控制的检测方法和技术要求。

在标定的回填区域进行碾压试验，不同回填区域，采用的压实机具存在差异。对于蛙夯夯实，要求从4 遍开始，通过环刀法进行试样的抽取，并且测定干密度值，对于达不到要求的，可以进行4～6 次。履带式推土机从第4 次开始测定，然后是第6 次、第8 次，最终测定其具体的碾压遍数、土块限制粒径与铺土厚度等参数。

3.4.2 施工前技术交底

在进行土方回填之前，技术部门需要与质检员进行技术交底，并且能够交代清楚碾压试验的具体参数、区域划分以及施工方法等相应的问题。

3.4.3 安全措施

第一，针对现场排水要求，基于总图，通过自然地形来明确方向，基于规定做好排水沟的开挖，确保工地与设施的安全性。在雨期，需要检查原本的排水系统，并且做好对应的加固与疏浚处理，必要时，可以增加排水措施。在雨季，还要求专人负责对应的处理。

第二，临时的设施与设备防护。对于施工现场的大型临时设施，在雨季之前要求能够完成临时设施的准备工作。施工现场的机电设施也需要做好可靠的防雨处理。雨季之前，针对照明和动力线的腐蚀问题进行察看，并且了解电杆是否埋设牢固，从而保障在雨季能够正常供电。对于怕潮、怕雨等原材料、设备与构件等，都需要将其放置在室内，或者是放在基础堆较高的位置上，选择利用篷布进行遮盖，等等。

3.4.4 土方回填控制

在进行土方回填施工之前，首先需要清理基坑，并且等待隐蔽检验合格之后才能够进行回填处理。在回填之前，需要做好测定，确定其回填土料的最佳含水量，做好压实试验，明确其含水量的具体控制范围、压实度、铺土厚度等，不得使用杂填土、粉砂、淤泥等材料，并且在顶板每一段防水完成之后，都需要进行回填处理，避免长时间暴晒导致结构温差裂缝的出现。

3.4.5 质量检查

在进行回填之前，要求复核回填的剖面与地形，并且做好资料的复检处理。其次，做好基础面的及时清理，并且落实回填之前的验收，等待合格之后才能够回填。在填筑土方的时候，需要在现场指派有经验的工程技术人员来进行监督，并且能够配合现场工作。在堆土料场，不定期地检查含水量，确保土料含水量达到对应的要求后才能够开展后续的施工。如果检查不合格，就要求进行修理与补强处理。等待完成回填之后，首先需要做好自检，然后再上报工程师进行验收处理[6]。