AH工程项目中深基坑开挖施工技术质量控制研究

发表时间:2020/10/10   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:许婕
[导读] 摘要:深基坑开挖工序较多,涉及的施工项目复杂。
        北京城建华夏基础建设工程有限公司  北京  101102
        摘要:深基坑开挖工序较多,涉及的施工项目复杂。深基坑项目的工程位置重要,故,基坑施工中不得出现任何意外险情。那么,掌握深基坑开挖施工技术质量控制,对于降低险情的发生率,以及提升整体项目施工质量有着重要的影响意义。因此,本次研究以AH工程项目,作为案例分析对象,深入分析了AH工程项目中深基坑开挖施工技术质量控制的要点,依据要点的分析,进一步提出不同环境下,不同工程内,应采取的施工技术,从而有效性的提升工程质量控制水平。本次研究经过案例分析,以及现场的实际勘察,明确AH工程项目中深基坑开挖施工技术质量控制方案主要包括土方开挖工作准备、深基坑开挖施工技术质量控制工作制度的构建、挖掘机及运输汽车数调配及分析、基坑开挖顺序安排控制、土方开挖地下障碍处理、土方超挖预防及处理措施、基坑开挖技术要求、基坑开挖质量保证措施、协调施工质控分析、土方开挖施工注意事项。并通过AH工程项目中深基坑开挖施工技术质量控制效果评价,明确笔者所提出的技术质量控制的有效性,可以在同领域内的深基坑开挖工程中推广与应用。
        关键词:工程项目;深基坑;开挖;施工技术;质量控制
        基坑工程在施工的过程中,对基坑土体进行开挖,而在开挖的过程中,土体会得到应力的释放[1]。那么,这一过程会导致在一定范围内的土体产生应力的重新分布,而在这种情况下,主动土体的压力,会作用在围护结构上,进而发生基坑内侧的变形,在这种发展的状态下,围护结构会出现水平位移,而周围的地表则会发生沉降,而随着施工进度的推进,基坑开挖的深度也会随之增加,在增加的过程中,基坑变形量也会因此加剧[2]。若处理不当,则会对周围土体产生影响,也会进一步导致施工质量问题和安全事故的产生[3]。故,本次研究提出以AH工程项目工程项目为例,明确深基坑开挖施工技术质量控制要点,以期为同领域内的深基坑开挖施工技术,提供一些参考。
        1 工程概况
        拟建工程位于BJ市XC区西AH工程项目,为地上五层,地下四层,建筑物总高度为21.9m,基础埋深约为17.65m;采用筏板基础,框架结构,总建筑面积40188平方米。建筑物±0.000=48.500m,设计基础埋深为-17.65m。场地自然地坪标高为49.16~49.82m,基坑深度按17.65m设计。
        2 AH工程项目中深基坑开挖施工技术质量控制方案
        2.1 土方开挖工作准备
        AH工程项目本身处于比较繁华的街道范围,环境的复杂性,需要施工者做好充足的基坑开挖准备,才能够进一步的实施各项工序,从而保证施工质量达到标准。施工者需要办理齐全与土方挖运有关的环保、市政、交通等部门的审批手续[4]。查明施工现场的地下管线埋置方向及地下构筑物情况[5]。落实土方施工机械设备及现场安全、施工管理人员[6]。向施工人员全面进行文明施工、环保措施及安全技术交底。熟悉基坑开挖图,察看施工现场及周围环境,确定合理的出土运行路线,选定弃土地点。做好夜间照明准备,确保夜间施工时现场有足够的照明。安排专门人员负责施工现场出口处的环境卫生及运土车辆轮胎清扫,严禁轮胎携带泥砂出场,并落实好车辆出土环保措施,严禁中途遗洒。
        2.2深基坑开挖施工技术质量控制工作制度的构建
        AH工程项目中,深基坑开挖施工技术质量控制,需要保证工程质量达标,制定的建立也是重要的施工技术质量控制环节。结合本项目的实际情况,提出全面施工技术质量控制工作制度的构建。工作制度的构建是优化管理体系的支持,是保证深基坑开挖施工技术质量控制策略得到有效实施的关键[7]。管理应合理,并且符合项目需求[8]。深基坑开挖施工技术质量控制工作制度的构建中,所需要管理的工序较多,开挖深度不断向下延展的过程中,需要考虑多种因素的影响,从项目计划至开挖结束,必须建立完善的施工技术质量控制工作制度,优化管理体系,使之能够更好的服务于工程项目本身。
        2.3 挖掘机及运输汽车数调配及分析
        挖掘机及运输汽车数的确定,是保证工程量按照计划的前提,也是质量控制的重点,生产率是否按照预定的挖掘速度执行,是保证基坑开挖有效监测的关键。作好坡道与运输之间的配合,因此,在实际基坑开挖过程中,应详细计算不同区域内挖掘机的生产效率,以及所需要的运输设备配置,从而保证工作效率,按照计划进行,也防止质量安全事故产生[9]。具体计算如下:
        (1)挖掘机需用数量
        挖掘机纯工作小时生产率:
       
        式中:——土斗容量
        ——每分钟挖土次数:
        ——系数,一般为0.6~0.67
        挖掘机台班生产率:
       
        式中  ——工作时间利用系数:0.68~0.72
        挖掘机需用数量:
       
        计算平均每天配置的挖掘机为3台,综合考虑出土高峰期、收挖坡道期和施工间歇及施工各分项的配合,确定配置挖掘机3~4台。
        式中:——土方量  ——挖土工期(45天)
        ——每天工作班数(1)
        ——时间利用系数,一般为0.8~0.85
        (2)汽车需用数量(汽车数量应能保证挖掘机连续作业):
       
        同样考虑出土高峰期、收挖坡道期和施工间歇及施工各分项的配合及总体部署,确定配置40~60辆土方运输车。
        式中:——汽车台班生产率
        2.4 基坑开挖顺序安排控制
        基坑开挖顺序安排控制也是质控中的重要环节,在实际施工过程中,结合本项目的实际情况,提出如下控制顺序:
        (1)土方开挖要求
        本工程基坑面积约5100m2,挖土深度为18.65m,挖运总土方量约100000m3。基坑土方挖运整体上分为周边部位和中心部位,周边部位的土方应进行分段、分步开挖,开挖长度和范围根据边坡支护的方式和实际地层条件确定,粘性土层一般不超过50 m,砂土一般不超过30m。土钉墙作业面区域开挖深度一步为1.5m,其余每步下挖2.0m,共分10步开挖;其余作业面开挖每步挖至锚杆设计标高以下0.50-0.80m;中心部位的土方分3~4步开挖,每步下挖4~5m。
        (2)土方开挖顺序
        土方开挖总体上从东向西退挖,采用中心岛开挖形式,即从周边向下逐层挖至设定标高,并从周边逐渐向中收缩,为护坡工程创造工作面,同时在坑中心自然形成中心岛,在场区西南角设置土方出入口,直通中心岛。
        (3)坡道及土方收尾
        基础施工完后进行土方收尾及马道口恢复。由于基坑开挖面积大,土方多,为了加快出土速度和便于出土,在前期大量出土期间,于基坑东北角和西南角各设置1个出土坡道,当大量土方挖运完成后,保留西南角坡道作为收挖土方坡道。保留的坡道尽可能设置为部分外坡道;当不能设置外坡道时,可采用长臂铲收挖坡道土方。出土坡道宽度不小于12m,保证两辆太脱拉运土车能并列行驶。
        无法全放外坡清除坡口处土方,可采用一半外一半内方式接力挖土法,在收口处下坐一步并在坡道口设11×10m的操作平台,平台外设9m长外马道,采用一台长臂挖掘机,将坡道剩余土方挖出。坡道土方分层开挖,与护坡施工相互配合,保证安全。为保证该处边坡安全,施工时将根据具体情况将该处边坡进行局部加强。完工后收尾平台进行支护,达到基坑完整,外坡道分层填筑,恢复原状。
        2.5 土方开挖地下障碍处理
        AH工程项目中,开挖土质存在大块混凝土,土方开挖地下障碍需要处理。依据现场实际情况,提出土方开挖时,配备1台小松液压锤,对大块混凝土进行破碎后拆除运走。该作业方式,快速处理了开挖地下障碍物,保证土方开挖的工程进度及质量。
        2.6 土方超挖预防及处理措施
        土方超挖预防及处理措施也是施工质控的重要环节之一,需要做好相关测量及标志,保证各方面人力的协调到位,进而达成质量控制的目标,降低质量问题的产生机率。具体见归纳如下几点:
        (1)为防止土方超挖,开挖时测量工全程监控,并设专人负责协调土方开挖与护坡施工的程序。
        (2)土方开挖期间,由测量工将每步土的开挖深度在边坡上做好标志,并随时监测实时开挖深度。将至槽底时,从地面原始高程点引测标高至槽底标高上1000mm处,做好永久性标志,以便控制槽底标高。
        (3)万一出现超挖时,不得随意回填,需上报业主/监理工程师,必要时报结构设计师。
        2.7 基坑开挖技术要求
        认真绘制基坑开挖图,正确确定基坑开挖边线和基底不同标高处的开挖深度,严禁超挖,亦不得欠挖。熟悉基坑开挖图和施工现场周围环境,确定合理的出土运行路线。现场运土车出口处作冲洗池,对汽车轮胎进行出场前清洗。查明地下管网线位置,如需保留,采取妥善措施并作出明显标志后方可开挖。若开挖中发现不明管线,及时通知业主及有关部门进行协商处置。测量人员应在开挖前确定基坑上口边线及放坡角度,并做好标志。夜间施工应有足够的照明,并在危险地段及转角处设置标志。配合支护施工,严格控制每步挖掘深度。设专人控制挖土标高,防止超挖或欠挖;挖土允许偏差为:标高:0~-50mm、长宽:50mm、坡面平整:20mm。
        2.8 基坑开挖质量保证措施
        挖掘机手要学习和熟悉基坑开挖图,掌握基坑的长、宽、深度尺寸及坡度系数。设专职人员负责挖掘界线和控制深度,并设置醒目的基坑边界和开挖深度标志。为确保基坑的边坡稳定,从开挖第二步土方开始,每一步挖土,一定要征得支护施工人员同意后方可进行。挖掘机和载重汽车等大型机械设备进出基坑时,一定要走固定马道,并绝对不在距基坑2.0m内行走或停放,以免影响边坡支护结构的强度。沿基坑四周开挖时,挖掘机的铲头与支护结构一定要保持不少于20cm的距离,以免碰撞支护结构。
        2.9协调施工质控分析
        在实际深基坑项目施工过程中,应作好各方面的协调,从而保证各项工序有效的衔接与配合,进而达到协调控制的目标。具体内容如下:
        (1)与监理的配合
        必须服从监理工程师的监督检查,严格按设计方案进行施工;施工前先放出基槽开挖线,根据设计方案进行边坡坡度和槽底标高控制。
        (2)土方开挖与护坡施工的配合
        土方开挖前,必须查明场地地下管线的埋藏位置和深度,由业主提供书面材料和进行现场移交,共同协商移位和保护方案;对不明地下障碍物,采用探管仪或挖沟探查清楚后协商处理方案;在土方开挖时,派专人现场指挥,发现异常情况立即停止挖土,并马上组织人员抢修,使损失降到最低。为确保基坑的边坡稳定,在完成上层作业面的土钉与喷设完毕混凝土以前,不得进行下一层开挖。土方开挖与护坡施工密切配合,为本工程施工的重要环节,直接制约施工质量和工期。基坑护坡作业面部位挖土自上而下分步开挖,每步挖至设计标高位置下0.5m。每步挖土均应从基坑周边开始,在保证足够的护坡施工工作面前提下进行基坑中心土方开挖。基坑中心挖土分3~4步进行,每步挖深4m—5m左右。
        2.10土方开挖施工注意事项
        结合项目实际施工环境的需求,提出切实可行的施工注意事项,进一步的保证施工质量达到标准要求。具体内容如下:
        (1)开挖前先将场地清理平整,作好沿途交通环卫工作,并交纳其费用,办理好证件,在取得有关部门的同意后,方可进行施工,以保证工程的顺利进行。
        (2)现场出口搭设扫土架,安置洗车泵。
        (3)反铲挖土,充分利用挖土半径,提高效率,尽量抓紧时间,赶前不赶后,保证按期完成任务。
        (4)严格按开挖线进行开挖,严禁超挖。测量工作随时配合,机械开挖至边坡边界,留10—15cm,配备足够的人员人工清理及修坡。
        (5)机械开挖至距基坑底200㎜左右时,应配合人工进行清底,以免超挖或扰动地基持力层。
        (6)清土与挖土应与别的工序紧密配合,不可超前或滞后。
        3 AH工程项目中深基坑开挖施工技术质量控制效果评价
        经2016年评定结果显示,本次深基坑开挖施技术质量控制满足《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002,《建筑基坑支护技术规范》JGJ 120-99等标准的相关要求,质量控制的各项工序均达到合格标准要求。
        4结束语
        综上所述,深基坑开挖施工技术质量控制比较复杂,需要控制的要素较多,在实际施工中,应能够全面性的考虑施工所需,系统性的对基坑开挖设置方案,从而使其能够更好的匹配施工所需,进而提升工程质量。
        参考文献:
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