浅析垃圾贮坑的开挖与防护

郑立耘

1 工程概况

莆田市城市生活垃圾焚烧发电厂位于莆田市秀屿区东庄镇胜利围垦内。该工程是由综合楼和主厂房及附属配套工程组成。主厂房是由垃圾接收跨、垃圾贮存跨、垃圾焚烧跨、除尘器及发电机房组成，均为现浇钢筋混凝土框架结构，基础采用柱下独立基础。垃圾坑跨为深基坑，厂房总建筑面积为14 876 m2，建筑高度为38 m。垃圾基坑支护采用内撑式排桩支护结构，围护桩采用预应力管桩灌芯，桩直径500，桩中心距 800，桩长12 m，桩芯需灌注C40微膨胀混凝土，并配筋6φ 16;采用预应力锚索拉杆与管桩成20°夹角与土体拉结。

2 垃圾基坑地质情况

根据场地岩土工程勘察报告，场地上部土层依次为:①素填土，②淤泥质土，③粉质黏土，④残积砂质黏性土。

本场地对基坑有影响的地下水为残积土及风化岩中的地下水，水位埋深0.2 m～0.95 m，主要接受大气降水、地表水和侧向含水层的补给，向邻区排泄，水量小，根据勘察报告，细砂夹淤泥质土中的地下水对基坑影响不大。

3 施工顺序

1)为了减少对周边的影响，场地平整后，先进行围护桩施工，周边形成防挤土屏障，然后进行工程桩施工。2)围护桩采用DF62柴油锤击桩机施工，并间隔(1根桩或1根桩以上)跳打。3)表层土方(或在圈梁所在位置的土方)开挖至-2.65 m，并清除桩孔杂物。4)在桩孔内放入钢筋笼，12 m桩长钢筋笼长度为4 m，9 m桩长为3.5 m，并预留0.6 m锚固长度，然后采用C40微膨胀混凝土灌芯。5)排桩桩顶圈梁C25混凝土施工。6)圈梁混凝土达到80%设计强度后，方可进行土方开挖，要求分层均衡开挖至锚杆位置标高。淤泥分层开挖深度不宜超过1 m。桩间若发生淤泥挤出，采用M7.5砂浆砖砌支挡。7)土方开挖至-3.5 m时进行第一道锚索施工。施工工艺:锚索定位→成孔→锚索制作→清孔灌浆→安放锚索→一次注浆→初凝后二次注浆→锚固体达到设计强度80%以上后安装槽钢并预张拉锁定。8)第一道锚索锁定后继续分层开挖，分层施工并锁定第二道(-5.5 m)、第三道(-7.5 m)锚索，最后开挖至设计标高，随即施工混凝土垫层，周边应紧抵围护桩。9)桩承台土方用人工(局部)开挖至设计标高，严禁机械开挖承台，桩承台施工应间隔进行。10)基坑底板(钢筋、模板、承台砖台模、混凝土)工程施工。11)完成基坑底板混凝土施工后，基坑底板与围护桩之间浇筑C20素混凝土(横撑板)，紧抵围护桩。12)进行基坑剪力墙、暗柱、剪力墙护壁的施工。13)基坑剪力墙外墙防水层及外墙与围护桩之间土方回填、夯实(分层)。

4 土方开挖

1)待圈梁混凝土强度达到80%设计强度后，方可进行土方开挖，要求分层均衡开挖至锚杆位置的标高。2)分层开挖深度不宜超过1 m，边挖边观察，若发现管桩间有淤泥挤出，应采用M7.5砂浆砖砌支挡，适当间距留设排水管，排除积水。3)应及时施工锚杆，注浆达强度后及时锁定锚杆。4)土方开挖时应按顺序施工，碰到的桩应先砍掉(人工、风炮配合)。5)运土车无法行走时可采用先回填干质杂土置换，淤泥挖掉后再次挖除。6)挖出的土方应及时当班运走，当班不能运走时应停止开挖，严禁将土方堆积置放于基坑附近四周造成围护桩负荷的增加。7)机械开挖不得碰撞围护桩，设备必须顺着一边走，不许来回碾压将工程桩压偏，用人工开挖承台土方，严禁用机械开挖承台土方。

5 坑外排水及坑内降水

1)在开挖过程中设置坑外临时排水沟，并酌情在坑底设置若干明沟及集水井，采用潜水泵抽水，明沟及集水井随开挖深度加深，抽水排到坑外明沟经集水井沉淀后外排。

2)坑外排水沟:坑外四周设排水沟和集水井，以排除地表滞水。垃圾坑周边四角设集水井，集水井比沟底深0.5 m。

3)基坑内在开挖过程中设置临时排水沟(或盲沟)，并酌情在坑底设置若干集水井，采用潜水泵抽水，明沟和集水井随开挖深度加深，抽水排到坑外明沟，经集水井沉淀后排入市政下水道。

6 土方回填工程

1)基坑底板、剪力墙、后浇带混凝土施工完成，强度达到设计要求，且确认无杂物后，采用黏土进行回填、夯实，密实度达0.94。

2)每次回填应沿基坑四周均匀回填、分层夯实，每层厚度小于300 mm，回填应与外墙建筑防水施工配合。

7 现场施工监测流程和要求

1)基坑支护结构安危关系到本工程的安全，还关系到已完成工程桩的保护等，因此必须采取信息施工的方法对基坑施工的全过程进行监测，监测未到位不得开挖。具体监测施工流程如图1所示。2)监测工作的主要内容如下:a.桩身变形(测斜):用测斜管埋入被支护土体中，监测土体变形，共布7个测斜点。b.圈梁与支撑梁钢筋应力监测各布两个测试断面。c.支撑梁立柱沉降观测:支撑梁立柱位置埋设测点，用精密水准仪监测立柱沉降。d.临近建筑沉降，倾斜观测:距基坑边30 m范围内建筑，每座建筑设置4个～6个测点。3)现场应做好检测元件的保护工作。4)开挖前应取得基数，且测试基数不少于2次，在开挖过程中，当测试数据变化较大或开挖后期应加密监测或连续监测，应在测试当天向监理单位及设计单位提供检测资料。5)监测时间从开挖开始至±0.000标高，封底及底板施工完成后，可加大监测的时间间距。6)监测过程中发现有异常情况应及时采取紧急防患措施，以防发生工程事故。7)桩身水平位移允许值30 mm，周边建筑允许沉降值15 mm，地面水平位移允许值20 mm。

8 支护变形预警要求及应急预案

1)当出现下列情况之一时，应立即报警，若情况比较严重，应立即停止施工，并对基坑支护和周边已有建筑(或构筑物)采取应急措施:基坑支护结构的最大水平位移大于开挖深度的1/200(1/300)，或水平位移速率已连续3 d大于 3 mm/d。基坑支护结构的支撑体系中有个别的构件出现应力骤增、压曲、断裂、松弛等现象。场地周围建筑不均匀沉降或倾斜大于规范规定的允许值，或建筑的倾斜速率已连续3 d大于0.000 1H mm/d(H为建筑高度)。2)现场应准备足够的砂和砂袋，若出现紧急情况实施反压，或用挖土机挖土反压稳定坑壁。

9 结语

在垃圾贮坑施工过程中，往往会出现围护梁过大的内倾位移、内撑或锚杆围护结构失稳发生较大向内变形、边坡失稳、渗流破坏、坑底突涌、基坑上四周地面沉降等事故。必须依照国家规定，委托具有相应资质等级的单位做好支护工程的勘察、设计和施工，并组织专家评审论证。施工中必须采取足够的安全措施，建立完整有效的事故预测、预报系统，并建立事故发生应急预案，采取必要的技术手段，完善保障机制，做到能及时预报并预防施工事故的发生，保证施工过程的顺利进行。

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