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摘要:在现代工程项目建设当中,基坑土方施工是极为重要的基础施工环节,由于地基结构具有明显的特殊性与复杂性,使得基坑土方开挖与回填施工当中存在较多的安全风险因素。基于此,本文围绕基坑土方开挖与回填施工展开分析,以本人参与的盒马鲜生产业基地项目为案例,先对其工程概况进行阐述,然后分别对土方开挖施工与回填施工进行具体研究。
关键词:基坑土方开挖;土方回填;施工策略
引言:近些年来工程建设项目开发力度逐渐提升,为我国经济发展与建设水平提升做出了有力贡献。基坑土方施工对于整体工程建设质量与安全的影响作用较大,在实际土方开挖与回填施工期间,会受到很多因素的影响,导致安全风险加剧,施工难度水平也随之提升。在具体土方开挖与回填施工时需要做好方案规划,对各项细节问题进行重点分析,以保证施工高效、安全的推进,为工程项目顺利开发奠定基础。
一、工程概况
本次研究以本人参与的盒马鲜生产业基地项目的土方开挖和回填施工为例,该工程的总规划用地面积为77632.8m³,建设地理位置在上海市的航头镇,用地西侧为航吉路、东侧为航都路、南侧为航园路。土方开挖机回填施工的标高设计为±0.000相当于黄海高程系5.550m,原始的土面标高水平为-1.850~-0.450m,基坑的土层一共分为三层,分别为素填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土。(概况里面加单体总数)
二、基坑土方开挖施工分析
(一)土方开挖具体施工
在进行土方开挖之前,需要通过测量放线来对基坑开挖的放坡位置与距离、边线等参数进行精准定位,并对基坑开挖的深度、范围以及高程等进行测量标注,之后要根据施工设计图纸与方案来确定基坑开挖的流程顺序,根据实际情况进行土方分层,保证施工能够顺利的进行,案例工程当中根据基坑的特点和开挖的要求选择了分层后退式开挖模式。土方开挖需要应用相应的机械设备,案例工程当中应用的机械设备主要有挖掘机、推土机、运土车等。在应用机械设备开展土方挖掘施工期间,需要重点对基坑支护结构进行保护,土方挖掘的土料需要在施过程中及时利用运土车运走,避免影响施工的正常进行或破坏基坑结构。
另外,在开挖深度逐渐加大的情况下,开挖操作与运土车辆行驶都要注意不能撞到工程桩。当机械挖掘到距离底层设计标高相近水平时,需要停止应用大型挖掘机械,要改用人工与小型挖掘设备进行开挖。在案例工程当中,大型机械挖掘至地板素土设计标高之上的30cm处就开始转换成人工开挖形式,并且在基坑排水沟这种会出现下沉的区域,选择应用小型机械与人工结合开挖的模式。这样主要是为了降低开挖对基坑土层结构的干扰效果,保护基础桩结构,保证开挖期间基坑结构的稳定性与安全性。如果在开挖施工期间出现降雨的情况,需要在施工边坡周围、外侧设置排水沟和集水井,保证雨水能够及时排除,避免雨水渗入地基土层,加剧基坑开挖的风险。就比如案例工程就应用了1:1自然放坡,明沟排水。
(二)施工便道设置
在土方开挖施工期间,需要提前设置好挖掘出的土料运输便捷通道,保证土料运输的顺畅性与高效性。通常需要应用施工现场材质比较硬的建筑废物来铺设道路,根据实际情况对通道的坡度、宽度、厚度等参数进行合理的设计,以保证土料运输道路结构的坚实性,避免出现塌陷的情况,保证道路行驶的安全性[1]。实际土方开挖的出土口处,冠梁结构遭受破坏情况发生的概率比较大,根据现场情况需要在施工便道的两侧增加木桩等结构进行加固处理,进一步提升施工便道应用的安全防护水平。在案例工程当中出土通道是根据开挖顺序的特点,将施工现场的地环道设置成出土道路结构,并针对基坑土质较软的结构应用钢板进行垫铺,从而保证道路能够让运土车顺利的行驶。
(三)分层开挖施工
为了保证土方开挖施工能够以安全、稳定、高效的状态运行,通常都会采取分层开挖施工的方式[2]。首先,在每一层土方开挖期间,需要保证挖掘出来的土方能够及时的运输至指定的卸土场,不能长时间的停留在开挖施工现场。其次,在每一层土方开挖施工之前,需要根据图纸和方案确定开挖深度与长度,并对支护结构进行建设和质量检查,开挖的深度控制是安全保障的关键。通常基坑分层开挖的深度最高不会超过170cm,在挖掘过程中要对异常情况进行随时观察,若是出现异常要停止施工,找到异常原因并解决之后才能继续施工。
最后,土方开挖到达承台区域时,需要根据实际情况对垫层进行尽快的封底,如案例工程在进行4#楼土方开挖时,地坪桩定的标高值比较大,在挖掘至地坪桩区域的承台底时,开挖施工需要从中间开始向两侧推行挖掘,并且施工期间需要安排专门的施工人员进行跟随捡底,并在垫层地基验槽之后开展浇筑施工。
另外,在开挖施工期间需要进行边坡修整与护坡管理,这是为了有效强化开挖施工期间边坡结构的稳固性,案例工程施工当中在基坑自然放坡时,边坡是按照1:1的形式放坡,并对坡体表面的平整性进行修正,将坡度保持在同一水平状态,实现坡体的加固。对于临近承台区域的坡体角度比较陡、放坡条件不足的情况,利用混凝土进行护坡处理。
(四)土方开挖降排水措施建设
在基坑土方开挖施工期间,降排水措施的建设非常重要,通过排水设施将雨水进行及时的排除,并对地下水进行控制,防止雨水和地下水对地基土层结构产生不良的影响,通常土方开挖的降排水措施以集水和明排水、管降水等方式进行建设。案例工程当中设置了明沟排水,应用六台潜水泵用于基坑排水。并在基坑挖掘期间,在土方开挖层设置贯通排水沟槽,能够实现将雨水随时的排除。
三、土方回填施工分析
在基坑开挖结束并做好质量检验之后,就需要开展土方回填施工,土方回填需要保证回填后的地基结构能够达到良好的稳固状态,在具体回填施工时需做好施工准备工作,并对土质进行准确检测,保证分层摊铺与夯实质量达到合格标准。下面对土方回填施工进行具体分析。
(一)施工前期准备工作
在土方回填施工之前需要做好前期的准备工作,首先需要对基坑回填的内部区域杂物进行全面清理,保证基坑内没有任何的杂物。其次,要对基础结构、地下防水层结构、保护层结构等进行质量检查与验收,并要办好隐检手续。最后,对土方回填施工方案进行明确,对土方回填的区域、材料进行确定,加工土方回填的机械设备准备好,并对设备运行质量进行检查,避免设备出现故障影响土方回填施工顺利进行,通常土方回填施工设备需要提前1-2天进入施工现场。另外,要根据回填施工设计图纸,将每一层填土的厚度水平控制线进行标注。
(二)土质检测施工
为了保证土方回填结构的坚固性、强度、稳定性等质量水平达到良好、合格的效果,需要做好土质检测,对回填土的土质进行专业的检测,包括回填土的粒径、水分含量、杂物含量等,最终检测的数据要与回填施工质量要求进行对照。若是回填土材料当中的水分含量比较大的情况下,需要在回填之前进行干燥处理,将含水量降低至标准水平。可以将回填土放置在阳光充足的区域进行晾晒,或者可以将干土与回填土进行混合搅拌。针对含水量低于正常标准值的情况,可以加入适当的水进行搅拌,来增加水含量。
(三)分层摊铺施工
基坑回填采用分层摊铺是比较常见的,在进行分层摊铺施工期间,需要根据回填区域的实际情况和要求,对摊铺土层的厚度进行确定,一般情况下回填土层的厚度最大不会超过300毫米,这种厚度水平能够为后期的回填土层夯实提供便利[3]。比如案例工程当中,在进行5号楼(5#楼删除)回填施工时,采用了分层摊铺方式,将土虚铺厚度设计为30厘米,为了保证摊铺厚度控制的精准性,在边坡或外墙上划出了厚度线作为参照标准。
(四)土层夯实施工
回填土层夯实处理是强化土层结构性能质量水平的关键环节,在施工期间应用压实机械设备开展施工操作,夯压的次数需要根据回填土层的性能特点以及压实系数、压实设备类型等情况进行综合分析确定,在进行夯实处理期间需要保持施工操作的连续性。通常夯实施工次数最少需要达到三遍,才能保证夯实效果达到理想标准。在每一回填土层夯实完成之后,要进行取土试验,根据试验结果确定土层夯实效果合格之后再开展后续施工。其中,压实系数需达到0.94(局部0.97)。另外回填土摊铺与夯实施工之间需要连贯进行,当日摊铺的回填土层,必须要在当天进行同步夯实。
结束语:在基坑土方开挖与回填施工当中需做好施工准备工作,在实际施工过程中需要保障降排水与基坑支护水平达到标准要求。土方开挖施工当中存在的安全风险因素比较多,如塌方、不规则沉降等,难度与风险水平较高,必须要对土方开挖施工的各项流程环节进行精细规划,并进行严格质量控制。在土方回填施工期间要注重分层摊铺与土层夯实施工质量的强化,保证回填土层结构质性达到工程建设合格标准。
参考文献:
[1]陈乃辉,杨逸航.近堤桥梁承台基坑开挖钢板桩支护探讨[J].治淮,2020(09):58-59.
[2]王奇.建筑废料回填地铁车站基坑设计与应用研究[D].福建农林大学,2019.
[3]应振涛.深基坑土方开挖及围护施工工艺及技术探究——以和顺•沁园春为例[J].安徽建筑,2021,28(04):110-111.