探析海灘地質(zhì)深基坑PC工法施工安全管理控制措施

賴朝暉

摘要：本文簡要闡述了PC工法在海灘地質(zhì)條件下深基坑施工中的應(yīng)用，辨識(shí)與分析了深基坑施工過程中存在的危險(xiǎn)因素及安全控制措施，并通過沉降位移觀測(cè)對(duì)深基坑的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞：海灘地質(zhì)；深基坑；PC工法；安全管理；控制措施

1 工程概況

本工程位于舟山市大小魚山，項(xiàng)目用地大致呈長方形，基坑南北向長度約50m，東西向?qū)捈s26.33m，開挖深度為5.5m～10.9m。本基坑開挖面積約1300㎡，總土方量約1萬m?。本工程周邊地面標(biāo)高2.00m（85高程），設(shè)計(jì)基坑開挖標(biāo)高為-3.5～-8.9m，開挖深度為5.5m～10.9m，周圍環(huán)境復(fù)雜，屬于海灘地質(zhì)深基坑施工，而且施工過程中受潮水漲落影響較大。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012劃分，本基坑屬于二級(jí)基坑，基坑工程安全等級(jí)的重要性系數(shù)γ0為1.0。

2 工程難、特點(diǎn)：

（1）基坑開挖范圍大，開挖面積約1300㎡，土方總量約1萬m?；開挖深度大，挖深為5.5m～10.9m。

（2）根據(jù)地質(zhì)勘察資料，本基坑開挖范圍內(nèi)主要以粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，淤泥層厚度最深處達(dá)30m，土質(zhì)一般，基礎(chǔ)承載力較差。

（3）工程地處孤島，地區(qū)雨量充沛，春季有海霧及東南風(fēng)影響，夏季受臺(tái)風(fēng)影響，冬季受冷空氣影響頻繁。7～9月施工高峰期恰巧處于臺(tái)風(fēng)高峰季節(jié)，將給工程的順利推進(jìn)造成不利影響。

（4）基坑地質(zhì)土層承載力低，海灘地環(huán)境特殊，而且圍堰支護(hù)受潮水漲落產(chǎn)生的水壓力影響較大，因此控制基坑變形是本工程的難點(diǎn)，施工中定期進(jìn)行基坑沉降與位移觀測(cè)。

綜合考慮工程場(chǎng)地地質(zhì)條件、基坑開挖深度、周邊環(huán)境及其他類似工程經(jīng)驗(yàn)，本工程采用PC工法組合鋼管樁結(jié)合二道型鋼支撐的圍護(hù)方案，同時(shí)基坑內(nèi)外側(cè)采用明溝排水措施。

3 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案

3.1 PC工法結(jié)合鋼管樁施工：

（1）PC工法組合鋼管樁采用直徑630mm，壁厚為14mm的無縫鋼管，鋼管采用Q345鋼，長度為20m。

（2）PC工法組合鋼管樁空隙采用拉森鋼板樁連接。

3.2 壓頂梁、砼支撐：

（1）壓頂梁、砼支撐均采用C30現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)。

（2）砼支撐混凝土均應(yīng)一次性澆筑完成，不得留有施工縫。

3.3 鋼管支撐：

（1）鋼支撐采用φ609×16鋼管支撐，圍檁均采用H400×400×13×21型鋼圍檁，鋼材均采用Q235B，材料采用無變形、無裂紋的結(jié)構(gòu)專用材料。

（2）鋼管支撐在圍檁安裝后進(jìn)變形量監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率至少每天一次。

（3）鋼管支撐與壓頂梁體系的設(shè)置與安裝容許偏差：a）支撐中心標(biāo)高偏差不大于30mm；b）支撐構(gòu)件兩端的標(biāo)高差不大于20mm；c）支撐水平軸線偏差不大于30mm。

（4）鋼支撐應(yīng)分組施工，每組支撐組合完成后方可進(jìn)行下土方開挖。

3.4 豎向立柱樁：

（1）立柱為H400×400×13×21型鋼。

（2）型鋼的止水片施工安排在土方開挖結(jié)束后與底板混凝土澆筑之前實(shí)施，止水片設(shè)置在底板厚度的中間位置。

（3）土方開挖與吊裝作業(yè)施工時(shí)四周拉設(shè)警戒線，安排專人進(jìn)行指揮，并采取防護(hù)和警示措施，以防止挖機(jī)或吊機(jī)等大型設(shè)備對(duì)立柱產(chǎn)生碰撞影響。

3.5 基坑降排水

（1）在基坑頂部四周做尺寸為300×400mm的明溝以防地表水流入基坑而影響施工，基坑排水溝應(yīng)離基坑邊1m以上。

（2）如在基坑開挖期間遇暴雨等天氣應(yīng)采用水泵及時(shí)排出坑內(nèi)積水，防止基坑被雨水浸泡。

（3）排水溝由于地面變形導(dǎo)致發(fā)生開裂現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)采取修補(bǔ)措施，以防止地面水滲漏到深基坑中，從而影響深基坑的穩(wěn)定性。

3.6 安全防護(hù)設(shè)施

在基坑邊坡頂四周做明溝防止地表水流入基坑?；铀闹芘R空面設(shè)置1.2m防護(hù)欄桿并在欄桿內(nèi)側(cè)加擋板。上下基坑必須由鋼管腳手架制作的爬梯上下。爬梯側(cè)邊必須加設(shè)欄桿。基礎(chǔ)施工時(shí)，每隔50m搭設(shè)上下施工通道，并做應(yīng)急疏散通道的作用。通道采用鋼管搭設(shè)，寬度1.2m，扶手欄桿高度1.15m，與地面成45度角。

4 危險(xiǎn)因素分析與控制措施

深基坑施工過程中由于工序繁多，作業(yè)環(huán)境也較為復(fù)雜，存在眾多的危險(xiǎn)因素。而且基坑圍堰受潮水漲落水壓力變化影響較大，而且施工期間正好是臺(tái)風(fēng)多發(fā)季節(jié)。再者作業(yè)人員安全意識(shí)參差不齊，如果不能很好加以控制，極有可能會(huì)導(dǎo)致安全事故發(fā)生。根據(jù)本工程施工內(nèi)容和作業(yè)環(huán)境，進(jìn)行了危險(xiǎn)因素辨識(shí)和分析，并制定了相應(yīng)措施，詳見表4-1。

5 安全監(jiān)測(cè)措施

本工程基坑開挖土質(zhì)差，施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，做到信息化施工；由于基坑周邊環(huán)境復(fù)雜除了日常監(jiān)測(cè)外，還應(yīng)委托有資質(zhì)的第三方單位進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)。

（1）土方開挖前應(yīng)對(duì)周邊作業(yè)環(huán)境進(jìn)行一次全面的觀測(cè)，并記錄各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的初始數(shù)據(jù)值。基坑進(jìn)行土方開挖時(shí)由測(cè)量人員每天觀測(cè)一次，如沉降位移數(shù)據(jù)變化較大時(shí)，則每天相應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。

（2）整理每天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，形成有關(guān)數(shù)據(jù)表格并繪制成相關(guān)曲線圖，如位移隨深度的變化曲線圖，位移及沉降隨時(shí)間的變化曲線圖等。

（3）監(jiān)測(cè)報(bào)警值

水平位移：連續(xù)3天日位移3mm，單日水平位移大于7mm，或累計(jì)位移達(dá)65mm。

地表沉降：連續(xù)3天沉降達(dá)到3mm，或累計(jì)沉降達(dá)50mm。

地下水位：每天變化幅度大于500mm，或累計(jì)水位變化大于3m。

支撐軸力：砼支撐7000KN，鋼支撐2000KN。

立柱沉降：連續(xù)3天沉降達(dá)到3mm，或累計(jì)沉降達(dá)20mm。

坡頂位移：連續(xù)3天位移達(dá)到3mm，或累計(jì)位移達(dá)40mm。

地表裂縫寬度：累計(jì)20mm或持續(xù)發(fā)展。

6 安全應(yīng)急管理措施

（1）如基坑地下水量比較豐富，可采用增設(shè)簡易深井等方法處理。

（2）如坡頂土層或壓頂梁出現(xiàn)裂縫，或沉降位移觀測(cè)數(shù)據(jù)偏大或超出報(bào)警值時(shí)，必須立即停止基坑土方開挖施工作業(yè)，采取水泥漿灌縫的措施，視情況具體采取坑外卸載，增加土釘，坑底增加一排豎向超前錨桿等措施，情況緊急時(shí)還應(yīng)進(jìn)行土方回填。

（3）如周邊構(gòu)筑物沉降位移數(shù)據(jù)較大時(shí)，可采取注漿的方法對(duì)構(gòu)筑物地基進(jìn)行加固處理。

（4）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備一定數(shù)量的發(fā)電機(jī)、抽水泵、鋼管、鐵鍬、沙包袋、砂子、水泥、手電等各類應(yīng)急搶險(xiǎn)物資。

（5）在基坑開挖過程中，應(yīng)保證有兩臺(tái)挖機(jī)可以隨時(shí)調(diào)用，便于采取應(yīng)急措施。

（6）土方運(yùn)輸車輛應(yīng)按指定線路行駛，嚴(yán)禁在基坑邊停留。挖出的土方應(yīng)及時(shí)外運(yùn)，嚴(yán)禁在基坑邊堆載，土方運(yùn)輸時(shí)應(yīng)有專人進(jìn)行交通指揮，并對(duì)基坑周邊情況進(jìn)行巡查。

（7）土方開挖必須遵循“大基坑、小開挖”以及“先支撐后開挖”的原則，支撐上嚴(yán)禁堆載，嚴(yán)禁挖土機(jī)械碰壓支撐系統(tǒng)。

（8）項(xiàng)目部成立應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)，如出現(xiàn)突發(fā)事件，立即啟動(dòng)相關(guān)應(yīng)急救援預(yù)案開展救援工作。

7 PC工法安全驗(yàn)算

本基坑圍堰PC工法組合鋼管樁采用直徑630mm，壁厚為14mm的無縫鋼管，鋼管采用Q345鋼，長度為20m；鋼板樁采用德國Larssen型鋼板樁（IV），選用鋼板樁長度19m。驗(yàn)算時(shí)選取最不利條件進(jìn)行，鋼管樁性能優(yōu)于鋼板樁，因此驗(yàn)算時(shí)選取開挖最深處的鋼板樁進(jìn)行驗(yàn)算。

7.1 技術(shù)參數(shù)

參考文獻(xiàn)

[1]建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.JGJ120-2012.

[2]建筑深基坑工程施工安全技術(shù)規(guī)范. JGJ311-2013.

[3]浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司.PC工法樁在德清某項(xiàng)目基坑工程中的應(yīng)用[J]山西建筑，2016.33

（作者單位：中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司）