超大型基坑開挖探討

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工程概況
　　嘉興市國際中港城——商貿(mào)城工程位于嘉興市中環(huán)南路與雙溪路交匯點偏東北方向，由浙江盈兆房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)，浙江中成建工集團有限公司施工總承包建設。該工程為一港商投資興建的超大型商業(yè)廣場，地下一層，地上六層，總建筑面積255397平方米，其中地下室面積47123平方米，呈Y形，基礎為預應力管樁伐板基礎，基坑開挖面積達50000平方米，開挖深度自自然地坪以下5.4米至8.6米，總挖土方量約30萬立方米。
    支（圍）護方案選取
　　1.臨近工程參考
  　相鄰工程為同一地塊同期開發(fā)的另一單位工程，地下一層約10000平方米，基坑開挖平均深度為4.5米，具有相同的基礎型式，比本工程早一些開工，基坑開挖采用1:1兩級放坡，基本不做任何支（圍）護，個別地段打設木樁。根據(jù)開挖和施工過程中邊坡的變形和位移情況，發(fā)現(xiàn)普遍出現(xiàn)不同程度的滑坡現(xiàn)象，部分地段較為嚴重。
　　2.邊坡穩(wěn)定計算
　　利用地質(zhì)勘察報告中基坑范圍內(nèi)土層參數(shù)、開挖深度及計劃放坡坡度，我們使用同濟大學啟明星系列軟件中邊坡穩(wěn)定分析計算軟件SLOPEv1.0對該工程邊坡穩(wěn)定進行了驗算和分析。由于我們準備充分，措施到位，施工過程中沒有任何事故發(fā)生。
　　3.支（圍）護方案確定
　　經(jīng)綜合分析比較，最終的開挖方案確定為兩級放坡，坡度為1：1（上坡段）和1：1.2（下坡段），C15素混凝土80毫米厚護坡，內(nèi)插竹片，坡腳處打設3米長木樁，直徑100～150毫米，間距800～1000毫米。并做好基坑內(nèi)的降水和排水，基坑外防水，減少地下及地表水對邊坡和地基的侵蝕沖刷破壞。
    開挖試驗
　　本工程基坑具備了進行開挖試驗的條件：第一，該基坑面積為50000平方米，周長約1500米，屬超大型基坑，即使試驗模型取為10％，也有5000平方米，試驗的數(shù)據(jù)具備可信度；第二，試驗時基坑邊坡即使出現(xiàn)滑坡，對周圍環(huán)境的影響也不大；第三，本工程確定春節(jié)后全面開挖。這一開工日期為開挖試驗創(chuàng)造了具備時間效應和氣候效應的條件。春節(jié)前后是嘉興地區(qū)雨雪霜凍最集中的季節(jié)，我們在征求了設計、監(jiān)理、建設方等意見后，利用春節(jié)前這一時間上的空隙，以設計好的開挖方案進行約4000～5000平方米基坑的試開挖，按照正常的施工進度進行開挖、圍護、降水，并將基坑暴露和墊層封閉，派專人定時測量基坑位移和變形，春節(jié)期間照常觀測?；咏?jīng)過兩個月雨雪霜凍的洗禮后，基本上保持穩(wěn)定，說明我們設計的基坑開挖圍護方案是適合本工程的，只是在地質(zhì)較差的局部區(qū)域出現(xiàn)混凝土護坡開裂，邊坡出現(xiàn)滑移跡象，說明應該在類似區(qū)域?qū)⒛緲都用埽匾獣r改打鋼板樁或槽鋼護坡。另外，出水量與計算基本一致。
    基坑開挖
　　1.開挖順序
　　本工程基坑面積較大，為避免混亂及合理安排流水施工，事先確定了合理的挖土推進方向，自D區(qū)D-A軸向C區(qū)推進，之后，一分為二，分別向A區(qū)和B區(qū)推進。A、B區(qū)后期開挖的土方直接用于D區(qū)早期開挖部分的回填。該工程基坑自2005年3月1日全面開挖，5月20日全部土方開挖完畢，歷時81天，比計劃略有提前。日平均出土量3700立方米，日最大出土量6000立方米。
　　2.開挖工藝
　　土方開挖以機械為主人工為輔，挖土采用反鏟挖掘機，土方運輸采用自卸式翻斗汽車。大型反鏟挖掘機負責地下室底板以上部分的土方開挖及將基坑底部小型挖機傳遞過來的土方，再二次傳遞到地面上；基坑內(nèi)采用中型挖掘機，負責底板下承臺部分的土方開挖，因其工作半徑較小，故須將所挖土方傳遞至大型挖土機的工作半徑范圍之內(nèi)；小型挖掘機負責底板下的基礎梁土方開挖，因其工作半徑更小，須將所挖土方傳遞至大型或中型挖掘機的工作半徑范圍之內(nèi)。邊坡修平以后，由挖掘機配合，在坡腳處打設木樁；及時在坡面插上竹片，澆筑護坡混凝土，并覆蓋塑料薄膜保溫養(yǎng)護。
    特殊情況處理
　　該工程基坑最大的特點在于其面積巨大，由此引發(fā)的地質(zhì)條件分布不均為基坑工程施工增加了不小的難度，需要根據(jù)具體情況具體處理。
　　1.消防電梯井等局部深挖部位施工
　　該工程設有5部消防電梯，其中4部電梯井標高為負7.250，加上1.6米高承臺和200毫米厚墊層，基坑深度要求達到負9.050。根據(jù)挖出情況來看，坑底出現(xiàn)大量流砂，必須盡快封閉，否則對工程極為不利。我們將100毫米厚碎石墊層改為200毫米厚速硬混凝土進行止水，在其上再澆筑墊層，綁扎鋼筋，并將該承臺和電梯井先行澆筑，地梁鋼筋預留，確保了消防電梯井等局部深挖部位的成功施工。
　　2.局部加固
　　在本工程場地東北處，建有一座另一單位工程的兩層辦公室鋼板活動房，如果在該部位仍然按正常坡度開挖的話，將直接挖至該活動房的墻腳處。為保留該活動房，加大了該部位基坑邊坡坡度，加密加設多道槽鋼樁和木樁擋土，確保其安全，并力保不出現(xiàn)影響正常使用的大變形。
    結(jié)論:
　　現(xiàn)階段，政府正逐步將城市化進程的焦點引向城郊或開發(fā)區(qū)，建筑密度遠小于市中心，作為基礎設施的大型工程的建設往往伴隨大型或超大型基坑施工，最為經(jīng)濟簡單的放坡開挖必定是首選。而超大型基坑的地質(zhì)分布往往并不均勻，造成基坑施工方案不能一刀切，多種支（圍）護方式并存，在時間和空間上進行優(yōu)化配置，可以節(jié)約成本，提高效益，有條件的工程做一下“開挖試驗”還是非常有意義的。