某地下人防工程土方开挖施工技术

康 涛

(山西一建集团有限公司，山西太原 030002)

1 工程概况

某地下人防工程地下共两层，战时功能为核6级常6级甲类人防物资库。平时功能为地下一、二层为商业营业厅，并且有设备用房。地面标高介于779.26～782.81，最大高差3.55 m。

本工程地基处理为钢筋混凝土灌注桩，直径为700 mm，共444根，其中包括5根试桩和10根锚桩，桩长约19 m。

2 成立土方施工小组

土方施工时，应按审批后的方案进行施工，不得随意变更，如需变更应经过建设、监理单位的认同。由于本工程开挖深度较深，土方施工时，为了施工安全、质量、进度，项目部成立土方施工小组，对土方施工进行重点监控。

3 施工准备工作

3.1 作业条件

1)检查图纸和资料是否齐全，核对平面尺寸和坑底标高，检查图纸相互间有无错误和矛盾;

2)研究土方开挖程序，明确各专业工序间的配合关系、施工工期的要求，并向参加施工的人员进行技术交底;

3)摸清工程场地情况，收集施工需要的各项资料，包括施工场地的地形、地貌、邻近建筑物、地下管线、电缆等情况;

4)将施工区域内的所有障碍物进行清除，将施工场地上的旧有房屋、临时建筑等进行拆除;

5)将建筑物开挖范围内的场地进行平整;

6)在施工区域设置好临时性的排水沟，将地面水排走，防止坡顶雨水流入基坑内;

7)根据现场的情况，修筑临时的道路，供土方运输车辆行走;

8)在基坑开挖前，基坑开挖范围内的所有轴线桩和水准点都要引出施工活动区域以外，用大方木桩深打后钉上铁钉并用混凝土加以保护。

3.2 施工机具

1)挖土机械。

两台WY300反铲挖掘机和三台小型挖掘机(SWE50型)、两台载机(50型)、五辆自卸汽车等。

2)一般机具。

铁锹、手推车、小线、卷尺、大钢尺等。

4 施工方案

本工程的土方开挖采用大开挖进行施工。由于本工程场地有限，无法一次性将基坑土方开挖完成，分三个施工段进行开挖，第一个施工段为36轴～39轴，长度为25 m;第二个施工段为39轴～56轴，长度为136 m;第三个施工段为56轴～70轴，长度为112 m。本工程土方实际平均开挖深度为11.203 m，分三层进行开挖，每层开挖深度为3.73 m。

根据现场道路情况，采用两台WY300反铲挖掘机在基坑上开挖，五台自卸汽车进行运输，由于施工场地有限，无法堆放土方，将挖出的土方运出场地。

本工程的支护为地下连续墙和桩支护，冠梁、钢支撑、锚索的标高、尺寸等均按设计图纸进行施工。

4.1 测量放线

施工进场后，立即对控制点测量、复核，建立平面测量控制网。布设符合实际要求的水准测量线路，按照精密水准测量要求施测。测量完成的控制点必须上报监理工程师，经监理工程师复核合格后方可投入使用。

4.2 导墙施工

导墙施工全部采用商品混凝土，为便于施工，导墙分为垫层、面趾施工，配筋、砌筑、支模、浇筑混凝土。导墙施工完毕后，应及时进行墙内支撑及回填。

4.3 导墙施工要点

导墙应筑于密实的地基上，对管线拆除区域和水渠区域导墙地基应进行换填碾压，要妥善处理。

导墙混凝土养护期间，重型机械设备不应在导墙附近作业或停置，以防墙体开裂和位移。

4.4 成槽工程

1)挖槽时，必须严格按照确定的施工顺序进行开挖，按间隔一个槽段施工法进行。

2)任何一个槽段开挖前，均需重新调整抓斗的垂直度及水平度，校正监测系统的准确性，并确保抓斗平行导墙，自然入槽。

3)挖槽过程中，应自始至终认真观察监测系统，X轴、Y轴任一方向偏差超过允许值时，应立即启动纠偏系统进行纠偏，确保槽壁垂直度符合设计要求。

4.5 泥浆工程

1)采用复合钠基膨润土和少量纯碱。

为解决常规泥浆在地下墙施工中，尤其是在超深地下墙施工中其护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等种种方面的不足，我们选用复合钠基膨润土泥浆。

2)泥浆材料特性。

钠基膨润土是一种较高造浆率、添加特制聚合物的200目钠基膨润土。它具有以下特性:

a.泥浆化学稳定性强，携砂能力强;

b.低密、低切力;

c.配制简单，快速，作用时间长;

d.泥浆稳定性好，悬浮渣能力强。

3)泥浆配制。

采用专用泥浆池将膨润土和搅拌筒先行搅拌后，入池中，用泥浆泵反复抽动泥浆，同时用气泵搅拌泥浆，使膨润土充分水化，达到施工用泥浆标准。

4.6 钢筋笼制作工程

4.6.1 钢筋笼制作

1)钢筋笼制作是在现场特制平台上进行的，钢筋笼平台是用140 mm工字钢焊成的平面框架结构，其纵横垂直，周正水平，整体稳固。

2)钢筋笼加工时，先吊装拼接“工”字钢，铺设横筋，再铺设纵向筋，并焊接牢固，然后焊接组装钢筋桁架，再焊接上层横向筋及纵向筋，最后焊接锁边筋、吊筋、防绕流钢板、预埋件、预埋钢筋及保护垫块。

3)在焊接钢筋桁架时，应按照要求预留出灌注管的位置，两导管的间距不应大于3.0 m，导管距槽段端部的距离不应大于1.5 m。

4.6.2 钢筋笼吊放

根据本工程设计钢筋笼的形状及重量，钢筋笼起吊使用180 t履带吊，80 t履带吊做副吊，钢筋笼吊放时的施工要点如下:

1)钢筋笼经验收合格后方可起吊。

2)起吊时，吊车臂下不得有行人停留或通过。

3)起吊后，在运行过程中不得产生大幅度摇晃，以免使钢筋笼产生变形。

4.7 成墙工程

灌注混凝土是地下连续墙施工的关键工序之一，因此，必须充分作好准备工作，加强工序管理，确保成墙工程优质、快速、顺利实施。

4.8 混凝土质量和运输

1)采用商品混凝土，混凝土的配合比应通过实验确定，其性能应满足设计要求的抗压、抗渗等指标与适宜的模量。

2)混凝土拌和及运输能力应不小于计划浇筑强度的1.5倍，根据槽段划分长度而确定浇筑速度，混凝土供应强度应满足40 m3/h～60 m3/h。

3)混凝土运输:采用容积混凝土车运至槽口，分别送入各灌注导管。

4)混凝土浇筑前的准备工作要点:

a.为确保混凝土的连续性，现场保证至少两辆混凝土运输车等待浇筑。

b.按设计规定的位置安装导管，并检查导管内壁光洁程度，清理杂物，检查接口密封情况。

c.导管安放好后，其底部与槽底距离为300 mm～500 mm。

5 土方开挖

1)根据现场土质情况(现场土质为粉土)，土方开挖采用两台反铲挖掘机进行开挖，五台自卸汽车进行运输。

2)基坑开挖采用大开挖流水施工，39轴～42轴处无法放坡开挖，边坡进行支护，42轴～70轴开挖进行放坡，采用台阶式放坡，台阶宽度为10 m，开挖坡度为1∶1。

3)土方开挖前，根据图纸定出建筑物的位置，并且将土方开挖边线撒出。

4)先将土方开挖至自然地坪以下1.5 m(绝对高程为779.00)，施工36轴～39轴处第一道冠梁、腰梁及钢支撑。待第一道冠梁、腰梁和钢支撑施工完成后，开始开挖第二步土方，开挖3.5 m深，即绝对高程为775.50。开始施工第二道冠梁、腰梁和钢支撑。待第二道冠梁、腰梁、钢支撑及锚索施工完成后，开始进行第三步土方开挖，开挖深度为3.5 m，即绝对高程为772.00。开始第三道冠梁、腰梁和钢支撑施工。

5)施工作业面宽度从基础外边线外扩1 500 mm，主要考虑基础施工时搭设外防护为双排外脚手架。

6)在开挖过程中，应随时检查基坑的中心线和几何尺寸，如发现问题及时纠正。

7)土方开挖时，边开挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整。挖至设计标高时，检查坑底的尺寸和边坡的坡度，再统一进行一次修坡、清底。

8)在开挖最后一步土方时，应用水平仪进行抄平，控制基底的标高，以防超挖。

9)基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动，为了避免破坏基底土，应在基底预留20 cm厚的土层与桩间土同时采用人工进行开挖。

10)机械施工挖不到的土方，应随时配合人工进行挖掘，并用手推车将土方运到机械能挖到的地方，以便能及时运走。

11)基坑底开挖至设计标高后，柱下承台和后浇带处土方采用小型的反铲挖掘机进行土方开挖，采用3台小型反铲挖掘机将土方倒运出基坑，然后采用自卸汽车将土方运出施工现场。小反铲挖掘机采用25 t汽车吊吊入基坑内进行施工。

12)为防止雨水浸泡基坑，施工时人工修整排水沟，将雨水就近排入降水井内，采用水泵集中将雨水抽出基坑。

13)监测:土方开挖时，派专人进行观测基坑和基坑周围的建筑物，如有情况，立即停止开挖;在39轴南北两侧有两座建筑物，设置沉降观测点和垂直观测点，用水准仪和经纬仪对建筑物进行监测;每天对回灌井的水位进行观测，如发现水位下降，及时进行回灌，做好各项监测记录。