張文杰

    1.前言
    隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，超高層建筑及城市綜合體建筑等大體量的工程也越來(lái)越多地出現(xiàn)，這些大體量工程不僅地上部分的面積和高度較大，地下部分的面積和深度一般也都比較大，而這些大體量工程一般都會(huì)地處城市的繁華地段，平面規(guī)劃用地非常緊張，周邊環(huán)境也會(huì)比較復(fù)雜，由此對(duì)地下工程的施工會(huì)造成很大的影響，下面僅就有關(guān)土方開(kāi)挖的問(wèn)題進(jìn)行討論。與一般體量的工程相比，對(duì)于土方開(kāi)挖也不僅僅是簡(jiǎn)單多挖幾方土的事，而是隨著開(kāi)挖面積和深度的加大，以及周邊環(huán)境的影響，會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題，使得挖土這一本來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單的工序變得較為復(fù)雜。
    2.工程概況
    太原市某超大型的城市綜合體項(xiàng)目，地處繁華路段，周邊環(huán)境較復(fù)雜，項(xiàng)目包括A、B、C三區(qū)，總用地面積2066669.5 m²，總建筑面積1460478 m²，下面僅以其中最大的B區(qū)的土方開(kāi)挖過(guò)程來(lái)進(jìn)行討論。B區(qū)總用地面積1199520㎡，包括22棟建筑物，總建筑面積884084㎡，酒店部分為高度為144.46m的超高層建筑，所有建筑的地下部分由地下車(chē)庫(kù)連為一體，基坑長(zhǎng)約420.4m，寬約288m，周長(zhǎng)1593m，面積約107200m²，基坑開(kāi)挖深度16.3米，基坑基本將所有的規(guī)劃用地全部占用，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)其它施工場(chǎng)地。
    B區(qū)周邊環(huán)境:西側(cè)為某小區(qū)兩棟小高層住宅樓和三棟磚混住宅樓及一個(gè)教堂，小高層住宅樓為十層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)結(jié)合5孔過(guò)水箱涵形式，基礎(chǔ)梁底標(biāo)高—7.4m,地基處理均采用深層水泥攪拌樁復(fù)合地基，有效樁長(zhǎng)10 m，距基坑邊17.54 m；磚混住宅樓為六層磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)結(jié)合５孔過(guò)水箱涵形式，基礎(chǔ)底板墊層底標(biāo)高-7.10m，地基處理均采用深層水泥攪拌樁，有效樁長(zhǎng)9.1 m，地面絕對(duì)標(biāo)高約782.1 m，距基坑邊最遠(yuǎn)21.3 m，最近15.76 m；教堂為磚混結(jié)構(gòu)。B區(qū)東側(cè)為一會(huì)館，地上11層，地下一層，框架結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，底板墊層底標(biāo)高-6.2m，采用水泥粉噴樁復(fù)合地基，有效樁長(zhǎng)8.0 m。B區(qū)的南、北側(cè)為本項(xiàng)目的A、C區(qū)，對(duì)基坑支護(hù)和開(kāi)挖的影響可暫不考慮。
    場(chǎng)地地下水混合穩(wěn)定水位埋深為2.10～5.20m，絕對(duì)高程介于777.02～778.12，地下水混合穩(wěn)定水位埋深平均值3.4m,首層穩(wěn)定水位基本與混合水位相同，第二層穩(wěn)定水位5.00～7.50m，第三層穩(wěn)定水位11.8～14.0m，水位變幅為1.00m左右。地下水類(lèi)型：上部首層地下水為孔隙潛水，首層以下地下水均為承壓水。地下水由東向西逕流，主要受大氣降水、汾河及側(cè)向逕流補(bǔ)給。
    基坑支護(hù)西側(cè)采用-6m以上復(fù)合土釘墻支護(hù)，-6m以下混凝土灌注樁加一排錨索加一排斜撐的支護(hù)方式；南側(cè)及東側(cè)-4m以上采用放坡加土釘墻支護(hù)，-4m以下采用混凝土灌注樁加兩排錨索加一排斜撐的支護(hù)方式；西側(cè)教堂和東側(cè)會(huì)館處采用咬合樁加灌注樁加角撐加一排斜撐的支護(hù)方式。
    場(chǎng)區(qū)外圍設(shè)置一圈封閉的止水帷幕深層水泥攪拌樁將內(nèi)外水滲流進(jìn)行隔斷，場(chǎng)區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)管井降水，降水井依據(jù)部位、深度和用途不同設(shè)置有疏干井、降壓井、觀(guān)測(cè)井、回灌井。
    3．開(kāi)挖過(guò)程中的一些問(wèn)題
    3.1開(kāi)挖順序及坡道設(shè)置與動(dòng)態(tài)調(diào)整的問(wèn)題
    3.1.1開(kāi)挖順序
    開(kāi)挖分三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段為整個(gè)區(qū)域內(nèi)土體剝離平均深度為5米，第二階段為主樓樓座土方開(kāi)挖，第三階段為主樓周?chē)貛?kù)土方開(kāi)挖。第一和第二階段是穿插進(jìn)行。
    因?yàn)殚_(kāi)挖范圍面積大、深度深，且在前期現(xiàn)場(chǎng)還存在個(gè)別的拆遷等問(wèn)題，不可能一次性的大面積、全方位開(kāi)挖，所以挖土的大的順序應(yīng)該是分區(qū)、分層開(kāi)挖，這樣由于在時(shí)間、空間上的不連續(xù)，出土坡道的設(shè)置就至關(guān)重要了，在挖土順序的分區(qū)、分層之間，它起到保證運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)出通暢的作用。
    3.1.2坡道設(shè)置
    因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)的基坑開(kāi)挖線(xiàn)以外再無(wú)場(chǎng)地，所以施工占有場(chǎng)地如：鋼筋加工場(chǎng)地、模板加工場(chǎng)地等，也必須分階段設(shè)置于基坑以?xún)?nèi)，基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)大的施工順序?yàn)椋褐鳂遣糠謳б粔K地下車(chē)庫(kù)先施工，而周邊的地下車(chē)庫(kù)部分后施工，后施工的部分挖土要留下一步土不挖，作為施工場(chǎng)地，待先期施工的那塊地下車(chē)庫(kù)到±0.00m且達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度并做相應(yīng)的頂撐后，施工場(chǎng)地倒換到此處，再開(kāi)挖剩余部分土方，而有施工場(chǎng)地就必須有材料(如鋼筋、混凝土等)進(jìn)場(chǎng)的通道（這么大面積的基坑其水平運(yùn)輸如果僅靠塔吊等在坑內(nèi)倒運(yùn)的話(huà)是不可想象的），這也是保障施工順利進(jìn)行的必要條件之一，材料的運(yùn)輸通道設(shè)置和出土坡道的設(shè)置必須綜合考慮，這樣，挖土的進(jìn)度計(jì)劃就必須要受地下部分的施工進(jìn)度計(jì)劃的制約，而通道可以挖土與材料運(yùn)輸共用。坡道的設(shè)置還與后澆帶位置等因素相關(guān)（后述），具體位置見(jiàn)圖。

    考慮到工期的整體進(jìn)度和后期地庫(kù)開(kāi)挖土方量較大、行走道路雜亂、運(yùn)輸難度大。在場(chǎng)區(qū)靠中間南北向設(shè)一條主路，東西方向設(shè)置三條臨時(shí)道路（寬10m），挖土由南北兩側(cè)向中間退，最后由道路向東西兩側(cè)退的挖。臨時(shí)道路寬10米，因這是條主干道，土方車(chē)、鋼筋、模板材料運(yùn)輸車(chē)、混凝土罐車(chē)都在其上行走，故道路兩側(cè)坡度按1:2考慮，局部地區(qū)無(wú)法做到時(shí)，坡上做噴錨處理。
    3.2基坑支護(hù)及降水的問(wèn)題
    3.2.1與基坑支護(hù)的配合
    一些支護(hù)工藝需與挖土相互配合，土釘墻、冠梁、連梁、錨索、斜撐施工穿插到土方開(kāi)挖施工中，需安排專(zhuān)門(mén)的人員跟進(jìn)。土釘墻施工按照土方剝離完，邊坡成形后開(kāi)始施工，冠梁、連梁、錨索緊隨土方開(kāi)挖到冠梁底標(biāo)高后進(jìn)行局部開(kāi)挖搭接施工，斜撐緊隨底板施工完后強(qiáng)度達(dá)到要求開(kāi)始施工?；娱_(kāi)挖第一階段隨土釘墻施工進(jìn)度進(jìn)行，開(kāi)挖進(jìn)程隨土釘墻施工過(guò)程，每天開(kāi)挖的工作量必須在土釘墻能夠施工完成的范圍內(nèi)，嚴(yán)禁超挖。邊坡施工邊挖邊加固，即開(kāi)挖一級(jí)，防護(hù)一級(jí)，不得一次開(kāi)挖到底。
    3.2.2與降水的配合
    1.整體降水問(wèn)題
    根據(jù)分區(qū)開(kāi)挖計(jì)劃為先挖三個(gè)具備開(kāi)挖條件的區(qū)域，但這三個(gè)區(qū)域的土挖到接近地下水位時(shí)，不僅要求開(kāi)挖區(qū)域的降水井開(kāi)始抽水，而且要求整個(gè)場(chǎng)地的其它降水井也要具備抽水條件，這樣才能保證水位能及時(shí)降低到滿(mǎn)足挖土的條件，這就要求在這三個(gè)區(qū)域的土挖到接近地下水位時(shí)，其它區(qū)域的降水井要施工完畢。
    2.降水時(shí)的排水管網(wǎng)問(wèn)題
    如果按150㎡左右布置一個(gè)降水井，整個(gè)基坑要布置約713個(gè)，由于場(chǎng)地面積大，排水距離長(zhǎng)，所以排水管網(wǎng)的布置也很重要，原則應(yīng)是在東西南北各邊就近設(shè)置排水口，在第一階段在臨時(shí)道路兩側(cè)也設(shè)排水管。
    排水管應(yīng)以帶集水口的鋼管為主，這樣管道本身不會(huì)漏水，也便于因場(chǎng)地變動(dòng)的來(lái)回挪動(dòng)和連接。
    在臨時(shí)道路兩側(cè)各布置一根Φ325鋼管當(dāng)降水排水管用，按坡度要求鋪設(shè)。降水過(guò)程中，須特別注意對(duì)基坑周?chē)ㄖM(jìn)行沉降和位移觀(guān)測(cè)，對(duì)基坑邊也須做位移觀(guān)測(cè)。開(kāi)挖過(guò)程中，降水密切配合，保證地下水位比基底低1m左右。開(kāi)挖時(shí)特別注意成品保護(hù)，挖樁不準(zhǔn)觸碰樁頭和井點(diǎn)管，以免破壞井點(diǎn)管。
    3.3現(xiàn)場(chǎng)施工平面布置與坡道位置關(guān)系問(wèn)題
    由于本工程場(chǎng)地有限，在基坑開(kāi)挖線(xiàn)外基本沒(méi)有多余的場(chǎng)地，所以施工場(chǎng)地必須在基坑內(nèi)部設(shè)置，另外由于結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大和各個(gè)單位工程的結(jié)構(gòu)高度不同，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須設(shè)置溫度應(yīng)力和沉降后澆帶，根據(jù)施工圖，整個(gè)基礎(chǔ)被后澆帶分割為66塊，這樣，挖土及地下結(jié)構(gòu)部分施工期間的場(chǎng)內(nèi)交通和鋼筋制作場(chǎng)地等的規(guī)劃與動(dòng)態(tài)調(diào)整，就必須以后澆帶為界進(jìn)行區(qū)域劃分。
坡道及其坡腳的位置必須避開(kāi)后澆帶位置，以便于在后澆帶一側(cè)的一塊場(chǎng)地能以后澆帶為界進(jìn)行施工。
    3.4與其它工序的穿插配合的問(wèn)題
    按照總體施工計(jì)劃，土方工程直接制約著后續(xù)工程的展開(kāi)。因此總體施工當(dāng)中以最大化保證土方開(kāi)挖施工為主導(dǎo)，以土方開(kāi)挖施工為核心，其余分項(xiàng)工程包括降水、土釘、噴錨、冠梁、連梁、斷樁頭、基底清理為配合，需各專(zhuān)業(yè)施工單位技術(shù)人員和機(jī)械，施工班組和夜間值班人員做到每一個(gè)施工點(diǎn)都有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，統(tǒng)一指揮，服從總體安排。緊密的搭接施工。
    3.5強(qiáng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控措施
    本工程由于開(kāi)挖深度大、周邊環(huán)境復(fù)雜，按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012和《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》GB50497-2009，需監(jiān)控的對(duì)象包括：支護(hù)結(jié)構(gòu)、相關(guān)的自然環(huán)境、施工工況、地下水狀況、基坑底部及周?chē)馏w、周?chē)ǎ?gòu)）筑物、周?chē)叵鹿芫€(xiàn)及地下設(shè)施、周?chē)匾牡缆?、其他?yīng)監(jiān)測(cè)的對(duì)象?；庸こ痰谋O(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)抓住關(guān)鍵部位，做到重點(diǎn)觀(guān)測(cè)、項(xiàng)目配套，形成有效的、完整的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目尚應(yīng)與基坑工程設(shè)計(jì)方案、施工工況相配套，由有資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
    3.6本項(xiàng)目土方開(kāi)挖施工遇到的一些特殊情況的處理
    3.6.1局部滯水層的處理
    在開(kāi)挖過(guò)程中，第一階段挖完后，發(fā)現(xiàn)局部的降水效果不明顯，土體飽和滲水，分層開(kāi)挖的話(huà)，挖土機(jī)械在其上行走易陷入泥中，無(wú)法保證操作工作面，根據(jù)巖土勘察報(bào)告，形成這種情況的原因?yàn)榫植看嬖跍畬?，滯水層底部?biāo)高離開(kāi)挖面底標(biāo)高只剩2m，經(jīng)研究討論，決定此局部不再按原來(lái)的計(jì)劃分層開(kāi)挖，采用表層臨時(shí)填固體填料，形成硬殼層，以便于挖土機(jī)械的行走，采用長(zhǎng)臂挖機(jī)一次性開(kāi)挖到底的方法處理，起到預(yù)期的效果，順利開(kāi)挖。
    3.6.2坑壁底部預(yù)留土臺(tái)的處理
    在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，為減小側(cè)向變形，其中的一個(gè)措施是在支護(hù)樁離坑底3m左右的位置，挖土?xí)r預(yù)留一個(gè)梯形土臺(tái)，地下車(chē)庫(kù)靠近基坑邊的一跨先不施工，待內(nèi)側(cè)的基礎(chǔ)施工完畢并具備一定的強(qiáng)度后，再用型鋼以已施工完的基礎(chǔ)為后支點(diǎn)，對(duì)支護(hù)樁進(jìn)行斜頂加固，型鋼斜頂完后，預(yù)留的土臺(tái)才可挖除， 但到這個(gè)時(shí)候，土臺(tái)周?chē)褯](méi)有可通的道路和挖土機(jī)械行走和操作的空間了，預(yù)留土臺(tái)的出土成為一個(gè)問(wèn)題。
    經(jīng)綜合考慮，此部分的土不再外運(yùn)，而是作為基礎(chǔ)房心回填用土，這樣既可解決該部分的土方外運(yùn)的難題，又可節(jié)省回填土方回運(yùn)成本，只是需做好統(tǒng)籌的計(jì)劃協(xié)調(diào)工作。
    4．結(jié)束語(yǔ)
    相對(duì)于一般土方開(kāi)挖，無(wú)論是從施工技術(shù)還是施工組織管理等方面，超大、超深基坑的土方開(kāi)挖都有其特殊性，通過(guò)前期的從整體施工的角度全盤(pán)規(guī)劃，不僅保證了超大、超深基坑土方開(kāi)挖的順利進(jìn)行，最主要的是為后續(xù)工序和整個(gè)結(jié)構(gòu)施工階段的整體協(xié)調(diào)和配合打下了良好的基礎(chǔ)，取得較好的效果，可以作為類(lèi)似工程施工組織的參考。

（作者單位：山西四建集團(tuán)有限公司）