厦门“罗宾森广场三期深基坑工程”项目部分施工难题的解决方案论文_林植晖

厦门安居建设有限公司

摘要:厦门市高效开放的经济发展模式和日益提高的居民生活水平,带动了房地产业在岛内市区开发越来越多的不动产业。随着厦门市区内老旧房屋的拆迁整改,以及地铁1号线的建设,越来越多在闹市区的楼盘正在或即将开发建设。而这些项目楼盘,一定会面临如何在交通、人口和建筑物密集的环境下进行深基坑开挖及作业的实际困难。如不妥善解决这类施工难点,那么工程项目的建设工期以及安全系数将必受极大的压力和冲击。罗宾森广场三期工程,就是位于厦门岛内其中一块最繁华地段的典型案例之一。因此,本文通过归纳罗宾森广场三期工程解决深基坑工程部分施工难题的项目管理经验和施工技术方法,希望借此给有着类似“罗宾森广场三期工程”特点的项目一些土方挖运难题及桩间渗水的解决方案。

关键词:厦门罗宾森广场三期项目;深基坑工程;土方挖运;围护桩桩间渗水;解决方案

Solution Schemes towards Part of Construction Technology Problems of Deep Foundation Pit Project within Robinsons Plaza Phase Three in Xiamen City

Abstract:Both the effective and open mode of economic development and daily growing resident living level are bringing about more and more real estates which developers invest in the urban area of Xiamen island. Accompanied by Old Building Reform Project and Metro Line No.1 Project in Xiamen city, more and more properties are or will be developed in downtown. However, these projects must face some practical problems how to excavate and construct their deep foundation pits in the environment which crowds with traffic, population and buildings. If the problems above can’t be solved well, construction schedule and safety level of corresponding projects must be endured strong stress and impact. Robinson Plaza Phase Three, one of the typical examples, is on the one of most prosperous areas on Xiamen island. Consequently, through collecting and summering some project management experiences and construction technology methods towards part of construction problems of deep foundation pit project of Robinsons Plaza Phase Three, this thesis will show and share several solutions of both earthwork and handling seepage between fender posts to other projects, which have similar features with Robinsons Plaza Phase Three.

Key word:Robinsons Plaza Phase Three in Xiamen City Project of Deep Foundation Pit Earthwork Water Seepage between Fender Posts Solution Scheme

引言

罗宾森广场三期工程作为位于厦门市区繁华地段的工程项目之一,面临的正是如何在交通拥挤、人口与建筑物密集的环境下施工作业的种种难题。单是深基坑工程,因其地理位置和场地限制,就经历了与此相关的十多项需要三方以上单位(指建设主管部门、建筑行业协会、建设单位、监理单位、设计单位与施工单位等)统筹协调的施工难题。经过项目部的努力和钻研,与各方有力高效的配合,截止其地下室顶板浇筑完毕,“罗宾森广场三期深基坑工程”项目中所遇到的施工难题的已全部妥善解决。

因此,通过收集整理罗宾森广场三期工程项目部在处理、解决该项目土石方开挖与运输及围护桩桩间渗水这两类难题的经验、技巧,归纳总结出该篇论文。希望可以通过该篇论文给其他正在进行的或者将要开工的、类似“罗宾森广场三期工程”特点的项目,一些处置深基坑工程施工难关的参考和借鉴。

一、厦门罗宾森广场三期深基坑工程项目情况

(一)罗宾森广场三期总承包工程概况

本工程位于位于厦门市厦禾路和金榜路交叉口东侧,地势平坦,交通便利。工程总建筑面积7.47万㎡,项目由一栋25层办公主楼、五层裙房和地下室组成,建筑高度133.6m,其中地下室高度20m;结构类型为核心筒-框架结构;对沉降敏感度为敏感;地基基础类型为冲钻孔灌注桩基础。

拟建基坑约呈正方形,边长约65米,周长270米,基坑面积为4600m2。根据场地地质情况、现地面标高及拟建地下室结构设计图,对拟建基坑分为5个剖面。地下室底板相对标高-14.7米,地下室外墙底梁高1.6m,故基坑开挖深度为15.4至15.9米。

(1)周边环境

本工程场地地处城市中心繁华地段,周边地下管线较多,但勘察期间未发现有管线通过场地。

本工程东面即为罗宾森广场一期工程(二层地下室)的西墙面;南面、西面、北面分别紧邻厦禾路、金榜路与单向两车道的汇文路。本工程退回红线内1m设立三面围挡,并分别修筑两扇现场进出大门在西北角及北面正中。

(2)地质状况

根据岩土工程详勘资料,场地原始地貌位于残坡积台地与港湾沟谷交互地带,后因城市建设需要,经人工改造回填成现状地形。场地岩土层可大致分为三层:0m至-6m为人工回填土层;-6m至-14.5m为粗砂/粘性土层;-14.5m至-20m为基岩风化带。

(3)场地特点

该工程施工现场场地狭小,东侧红线外与罗宾森一期直接相接,且另外三侧出红线外不足1m均为市政主要干道,施工车辆进出工地现场基本没有多余的回旋周转余地。工地毗邻繁华的火车站-莲坂商圈,人口稠密,建筑物多,长时间的交通拥堵,对该项目施工车辆进出现场和施工材料运输造成极大的障碍。该项目的深基坑工程,基坑开挖深度大,施工至坑底后存在两道圆形内支撑体系,对施工安全和施工工艺流程,特别是基坑围护工作要求颇高。因此该基坑工程需要极高的专注程度和妥善的施工方案。

二、厦门罗宾森广场三期深基坑工程部分施工难度归纳

(一)闹市区超-10米深基坑土方挖运的问题

(1)由于该工程施工现场面积仅约为4500m2(65m*70m),且随着开挖的进行将会有越来越多的场地无法使用,现场最多只能提供1至2辆土方运载车的停放、回旋、掉头空间;

(2)机动车(特别是土方车、水泥搅拌车、挖机等大型车辆)想要通过两扇均面朝北侧汇文路(宽度不足6m的双向两车道)的施工大门进入施工现场,必须先从金榜路拐直角弯(作为车辆进出的必经之路,西侧金榜路为由南而北的单行道,宽度不足6m,故车辆拐弯半径无法达到安全的12m)进入汇文路,再开过施工大门大约10米后,方能倒车进入现场。外加上倒车视野极差,驾车难度和危险系数可想而知;

(3)工地场外即厦门市区的交通要道---厦禾路,及人流量颇大的金榜路和汇文路,车辆出现场后的道路保洁工作压力巨大;

(4)由于厦门市针对土方挖运的规定以及该工程特殊的地理情况,该项目夜间才可进行土方运输,时间短、效率低,每日运输的土方量不足300立方;

(5)土方开挖过程中,随着深度越深,土层含水量越高,特别是作业深度大于9m以后,降排水压力大,且挖机作业效率低。例如-14.7m处的承台(1200*1200*1500)挖出大致范围后,地下水迅速充盈入坑内,不到半小时,就达到1 m深;再例如,基坑-12m以下均为遇水即软化瓦解的粘土层,挖机无法直接在这种区域行驶,故第三层土方开挖时,日均出土量仅为上面两层的三分之一。

(二)基坑两道内支撑系统中围护桩桩间渗水的问题

由于基坑-8.5m至-14.5m之间的地质构成,存在由粗砂和全风化花岗岩组成的粘土层,遇水易软化瓦解,且岩石结构大部分已破坏成散体状结构,故基坑北、西、南三边的第一道内支撑系统梁底往下,腰梁与围护桩结合处之间的土层大规模渗水(渗水区域占围护桩桩间全部土层的40%以上)。部分位置渗出水累积后甚至不间断地滴落至基坑底部,导致-15m处形成烂泥区域无法进行底板承台、地梁及排水沟的施工,并且围护桩侧壁土层松散,颜色变深,极易剥落。此类安全隐患如不解决,后果不堪设想。

三、针对厦门罗宾森广场三期深基坑工程部分施工难度的解决方案

(一)闹市区超-10米深基坑土方开挖问题的解决方案

(1)一旦场地内土方挖运的施工顺序设计不佳,甚至可以造成土方车进入现场后无法驶出的窘境。故随着开挖进度的加深,设计出两套土方开挖路线图,保证土方车可以在基坑内顺利完成装载任务。

第一套路线图[见图1]针对±0.00至-9.0m土方开挖,较为简单。第一阶段首先利用2#施工大门进出场地,放置两台挖机,从东往西,由南向北进行土方挖运,至2#施工大门处,且到达-5.1m深度时,再转为从1#施工大门进出,从东到西,由南向北进行土方挖运,至西侧红线,且到达-5.1m深度时,第一层土方开挖完成;同时利用挖机在工地一、二号大门入口修筑设有安全围挡的临时栈道,使土方车可下行到-5.1m处;第二阶段,-5.1m处至-9m处,首先利用2#施工大门进出场地,放置两台挖机,从东往西,由南向北进行土方挖运,至2#施工大门处,且到达-9m深度时,再转为从1#施工大门进出,从东到西,由南向北进行土方挖运,至西侧红线,且到达-9m深度时,第二层土方开挖完成,即第一套路线图使用完毕。

图1 土方开挖第二套线路图

由于深度已超过9m,每日修缮进入现场的陡峭土坡道已不可能实现,1#施工大门临时栈道作废,故设计第二套路线图[见图2],土方车辆能够倒车入场为可实施的前提条件。方案中将施工现场分为5个区域,白天利用三台挖机分层次由下往上盘运土方,堆放在五区边缘,等待调度;夜间土方车再由2#施工大门倒车进入临时施工栈道(坡面用C20混凝土铺设10cm垫层,两边设有安全围挡),前往五区转运平台,利用1台挖机将白天堆积的土方进行装载。五区平台可供一部土方车装土的同时,另一部土方车也可在旁等候装土。开挖顺序为一区、二区、三区、四区、五区。

图2 土方开挖第二套线路图

两套方案,采用方位顺序或者划分区域挖运土方,既可以保证夜间土方车辆顺畅出入现场,又可以在白天对已开挖到位的区域进行先行施工(例如,根据第一套路线图,夜间土方挖运完成一部分后,白天可对该部分进行内支撑梁的施工;根据第二套路线图,三区开挖到位后,即可进行三区基础地梁和承台砖胎膜的修砌),交叉作业,提高效率,保证进度。

(2)由于机动车进入施工现场仅有唯一方法,且人为无法改变路况,故每当土方挖运车辆频繁进出时,土方挖运公司应当同项目部各指派一名人员,于金榜路与汇文路交叉口及施工大门处,运用手势指挥工地车辆行驶,并维护过往行人及社会车辆的安全。

想要做好这方面工作,需要先行完善以下两点:一是道路周边以及场地进出口的照明,二是道路周边,特别是施工围墙上的标志标识。首先,在施工围墙上的显眼位置,应设置告示牌,告知周边居民该工地于某时段将进行土方挖运工作,提醒他们来往注意安全。除了在现场基坑冠梁的四个角固定搭设4盏3m高的250w金属卤化灯柱外,土方挖运时,应打开施工围墙上所有的照明灯,为施工车辆指示行进路线,照亮周边路况;还需配备两盏便携式移动照明灯,对称放置在施工大门两边照明,保证施工车辆倒车时后视镜里的亮度充足。最后,在施工大门的两根门柱上,应分别设置一盏红色爆闪灯,提示驾驶员大门的开口位置;并同时在门柱上的爆闪灯旁边,安装车辆拐弯凸面镜,防止施工现场内的车辆,因无法看到围墙外汇文路上行走的路人及行驶的车辆,开出大门时发生碰撞危险。

(3)土方开挖作业时,施工大门处洗车台位置,应安排3名洗车工,利用大门两端的两根高压水枪冲洗将要出行的土方车(特别注意冲洗车轮中间的夹缝,和车辆两侧下部的防撞栅栏),并利用铁锹将车辆两侧挡板上粘挂着的土渣刮下;每天土方挖运结束后,安排杂工进行洗车台排水沟的疏通清洗。同时安排1名杂工,定时巡视工地周边土方车行进的道路,一旦路面出现掉落的土渣,应当在第一时间清扫;在每天土方挖运工作结束后,周边道路上因车辆行驶造成的有色轮胎痕迹,应用高压水枪清洁,保证恢复路面原有状态。另外,与土方开挖相关的挖机、运料车进出现场,也应及时跟进洗车扫路工作,务必做到在路面污染造成后的半小时内清洁完毕。

(4)根据《厦门市环境保护条例》规定,一天之内允许土方车辆运输的时段为8:30至11:30、14:30至17:30以及19:30至22:00,外加上土方挖运单位表示白天运输时间实际上并没有那么充裕---火车站商圈是上下班高峰期的一大拥堵点,以及岛内大型车辆的限行规定(从市中心运输到岛外,白天几乎没有合法的行驶路线),故该工程只有夜间可以连续进行土方挖运。

首先,为了延长施工时间,提高每日土方外运量,在土方开挖三日前应前往厦门市环保局思明分局(根据施工项目所在区域,划片至该分局管理)办理“禁止施工时段产生噪声土方施工申请”手续,确保当天夜间10点至凌晨0点的法例外施工运输时间,能够得到环保分局、区交警支队以及市容城管行政执法局的批准。该手续有效期涵盖3天,如需延期,应于到期前两天继续申请。

其次,由于夜间经过汇文路罗宾森广场段的社会车辆减少,应当向负责管理汇文路的小区物业申请,改变其夜间双向两车道的功能,改为靠近施工围墙的车道停放土方车,另一车道双向通行其他车辆。由于施工大门分别位于汇文路与金榜路交叉口及汇文路中段[见图1],故夜间安排人员指挥交通的方案可行,毕竟只有不足30m的道路受到影响。这样,可要求土方挖运公司每批同时派出4辆土方车前往施工现场,当一辆土方车载土出场后,停在汇文路上待命的下一辆车即可马上进场,有效提高土方挖运效率。

(5)对抗深基坑内地下水渗透的问题,该项目配合设计院,安排如下方案:首先,设置集水井。务必根据施工蓝图要求,在最后一层开挖后,第一时间设置相应数量和对应位置的1500*1500*1000的集水井;并增加抽水泵台班数量,每天安排杂工利用抽水泵人工排水的时间至少为18小时。

第二,在伴随土方开挖的进程中,一旦发现某区域水位急速上升或者存水量较大,应立即要求挖机就地挖出一个1000*1000*1000的临时集水坑(集水坑的深度始终小于等于每次开挖的最低标高),并调取仓库内备用小型抽水泵及时放入该集水坑内进行降排水,保证挖机可以在该区域附近行进作业,待坑内水位明显下降后抬出抽水泵,就可以接着安排挖机围绕该集水坑继续开挖。

第三,土方开挖结束后立即于基坑中点及四角(最好与固定位置的集水井保持大于5m的距离)钻取15至25m不等的深度,设置五组轻型降水井管,放入小型污水潜水泵24小时不间断抽水至冠梁排水沟。

最后,底板砖胎膜施工过程中,如发现基坑中部有极易渗水的位置且距离最近的集水井或降水井管超过5m,可利用挖机挖开合适空间(避开承台和地梁)并按砌砖胎膜、外层涂抹水泥砂浆的做法对应设置倒金字塔形集水明排降水井,放入备用小型抽水泵排水至距离最近的集水井。

(二)两道以上内支撑系统修筑问题的解决方案

如按照一般工地使用的桩间喷锚挂网方法阻挡桩间土层渗水,喷射速干混凝土厚度大、次数多,外加上罗宾森广场三期项目桩间渗水面积较广,钢筋网片和速干混凝土需求量很大,势必造成耗材耗时、污染环境的麻烦局面。

应对基坑侧壁渗水,该工程采用的以下方案:利用型号为1000*750*2与850*600*1.5的不锈钢板,按照下图[见图3]做法,由基坑底部位置从下往上盖实桩间土层直至第一道内支撑系统底部,两侧利用膨胀螺栓固定后,从钢板上侧与土层间隙处灌入水泥砂浆与C30速干混凝土(配合比为2:1)密封。该桩间封板只需在围护桩桩间土层渗水处安装,不仅花销费用与常见方法相比相差无几,而且一次成型、环保美观,最重要的是,可以帮助施工团队节省将近一半的工时,实用高效。

图3 桩间防水钢板做法详图

结论

基坑及地下室工程作为建立每个建设项目的基础根本,其在施工中的地位可谓重中之重。尤其遇到周边环境复杂、施工条件恶劣的深基坑工程,施工难度必定会采用严谨的处理机制和高超的解决方案一一化解。

本文主要结合了厦门岛内常见的诸多类似罗宾森广场三期工程的地理、地质和周边环境的特点,突出呈现了深基坑工程中最为麻烦却最有技术含量的土方挖运及防止围护桩桩间渗水部分,认为此类闹市区中的且现场面积较小的深基坑施工建设,需要从基坑施工单位自身抓起,发动所有相关单位的力量,共同负责任的、有效率的解决所面对的施工难题。

本文的不足在于有限的篇幅内,无法对罗宾森广场三期深基坑工程更多的施工难题进行展示和剖析,远远不能涵盖深基坑工程施工难度的全部。

参考文献

[1]成都建筑工程集团总公司.厦门罗宾森广场三期基坑支护及土方开挖工程安全专项施工方案[R],2014-04.

[2]上海市建设工程安全质量监督总站组.中心城区深基坑工程建设周边环境风险控制指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2011-5-1:156-161.

[3]王殿斌&吕三和.青岛市深基坑工程实践[M].北京:中国建筑工业出版社,2011-6-1:278-280.

论文作者:林植晖

论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期

论文发表时间:2018/5/23

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