淺談地下室土方開挖的方法

陳正立

[摘要] 隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，杭州地區(qū)高程、超高層建筑和大中型地下市政設(shè)施日益增多，深基坑工程呈現(xiàn)出“數(shù)量多、規(guī)模大、深度深、難度大”的趨勢，而且在土方開挖過程中由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其他多種因素的復(fù)雜影響，為地下室施工帶來了很大的難度，本基坑大面積深度為16.10m，通過合理的坡道留設(shè)及挖土順序，為今后類似的基坑挖土施工提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞] 深基坑；坡道；支撐；

中圖分類號(hào)：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：

城市化進(jìn)程和全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展帶動(dòng)了一大批大型化、復(fù)雜化的高層建筑涌現(xiàn)，許多建筑不僅是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高度高，最重要的一點(diǎn)是融合了工期要求苛刻、質(zhì)量要求嚴(yán)格、周圍環(huán)境復(fù)雜、施工空間狹窄等一系列難題，對(duì)深基坑的土方開挖加大了難度。

杭政儲(chǔ)出（2010）3號(hào)地塊商業(yè)金融用房，由5個(gè)單體建筑及地下3層大底盤地下室組成，總建筑面積為213591m2，該工程基坑長約277.2m，寬約118.9m，地下室面積約為82367m2，地下3層?；用娣e非常大，土方量約為46萬立方米?；铀闹茏匀坏孛嫦鄬?duì)標(biāo)高為-0.700米，主要開挖面標(biāo)高-16.10m、-17.25m、-19.50，則計(jì)算開挖深度為15.45m、16.55m、18.80m。

基坑圍護(hù)采用鉆孔灌注樁+三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐圍護(hù)，止水帷幕采用高壓旋噴樁的形式，頂部-0.7m至-3.7m處采用噴錨護(hù)壁，坑中坑（電梯井）部位采用土釘墻+28C槽鋼。

地質(zhì)條件分析

各土層的土性描述與特征自上而下詳細(xì)如下：

1 第四紀(jì)地層（Q）

①-0a 人工填土（mlQ44）：灰褐色、灰黃色、雜色，碎石、碎磚瓦等建筑垃圾含量約占50％～80％，層頂高程為5.07～4.12m，層厚0.50～2.80m。

①-1b 粉質(zhì)粘土（al-lQ43）：灰黃色、灰褐色，軟塑為主，層厚0.40～3.90m。

①-2 砂質(zhì)粉土（al-mQ43）：灰色、灰黃色、灰褐色，稍密，切面粗糙，搖振反應(yīng)迅速，干強(qiáng)度低，韌性低，層厚1.10～6.10m。

②-1 淤泥質(zhì)粘土（mQ42）：灰色，流塑，切面光滑，無搖振反應(yīng)，層厚0.60～4.20m。

③-1a 粘土（al-lQ41）：灰黃色、灰褐色、淺灰色，可塑為主，局部軟塑，層厚0.90～9.50m。

③-1b 粉質(zhì)粘土（al-lQ41）：褐黃色、灰黃色、灰褐色，軟塑，切面粗糙，干強(qiáng)度低，韌性低，層厚3.40～9.20m。

③-2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（mQ41）：灰色，流塑，切面光滑，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等～高，韌性中等～高，含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，層厚1.10～7.50m。

④-1a粉質(zhì)粘土（al-lQ32-2）：褐黃色、灰黃色、灰褐色、青灰色，可塑～硬可塑，局部軟塑，切面光滑，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等～高，韌性中等～高，含有機(jī)質(zhì)，層厚5.50～13.70m。

④-1b 粉質(zhì)粘土（al-lQ32-2）：灰褐色、灰黃色、青灰色，可塑～硬可塑，層厚9.20～15.90m。

④-3 含礫中粗砂（alQ32-2）：灰黃色、青灰色，中密，以中粗砂為主，層厚0.50～5.70m。

④-3夾 含砂粉質(zhì)粘土（alQ32-2）：灰色、灰黃色、青灰色，可塑為主，層厚1.10～4.10m。

2、周圍環(huán)境分析

基坑?xùn)|側(cè)為莫干山路，莫干山路上車流量較大，據(jù)現(xiàn)場觀察，離圍護(hù)樁由遠(yuǎn)到近依次為：燃?xì)夤艿溃ň嚯x基坑邊69.2m，埋深1.39m）、給水管道（距離基坑邊62.2m，埋深1.48m）、污水管道（距離基坑邊60.3m，埋深3.17m）、雨水管道（距離基坑邊53.10m，埋深1.22m）、通信管線（距離基坑邊39.7m，埋深0.72m）和電力管線（距離基坑邊38.3m，埋深1.02m）。

基坑南側(cè)為杭州建華建筑租賃有限公司，圍墻離基坑距離為3米。

基坑西側(cè)為永固路，根據(jù)管線圖顯示，離圍護(hù)樁由遠(yuǎn)到近依次為：雨水管線（預(yù)埋）距離基坑邊18.7m，埋深1.3m。污水管線（預(yù)埋）距離基坑邊16.9m，埋深3.00m、燃?xì)夤芫€（預(yù)埋）距離基坑邊13.4m，埋深1.50m。

基坑北側(cè)為萍水路，根據(jù)管線圖顯示，離圍護(hù)樁由遠(yuǎn)到近依次為：雨水管線（距離基坑邊31.5m，埋深1.3m）、污水管線（距離基坑邊29.4m，埋深3.17m）、電力管線（距離基坑邊19.2m，埋深1.11m），污水管井（距離基坑邊13.3m，埋深3.17m）。

3、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基坑原設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁+三道內(nèi)支撐的形式，水泥攪拌樁作為止水帷幕；后期由于現(xiàn)場的施工操作空間的不足及地下地質(zhì)條件的改變，將雙軸水泥攪拌樁改為旋噴樁止水帷幕的形式。

圍護(hù)總平面圖見圖一

4、基坑開挖難點(diǎn)

1）開挖深，大面積開挖至-16.10m，局部開挖至-17.25m及-19.50m處。

2）支撐多，需在挖土前充分做好施工車輛的行走線路；

3）坡道的留設(shè)，為了能使車輛順利行駛，局部部位需要在支撐梁上回填30至50cm方能行駛車輛，局部需要在上下2道支撐梁間進(jìn)行行駛。

5、土方開挖施工步驟：

本基坑土方開挖分三階段開挖，第一階段-0.7至4.5m；第二階段-4.5m至-9.4m；第三階段-9.4至-14.1m；第四階段-14.1至-17.25m（局部至-19.50m）。

出土口設(shè)置三處，分別在永固路，萍水東路，莫干山路個(gè)一處（永固路為主出土口），第一、二、三階段挖土結(jié)束后，以退挖的形式挖除2個(gè)次出土口。

第一階段：

1）按照1:7的坡度放坡至-4.5m處，大面積開挖土方至-4.5m，分3層土開挖,每層開挖厚度為1.5m。

2）鑿樁頭，澆制壓頂梁，做第一道支撐。

第二階段：

1）待第一道水平支撐達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始第二階段土方開挖，第二階段按照1:7的坡度放坡至標(biāo)高-9.4m處；全場地開挖至-9.40米，澆制圍檁、第二道支撐施工及養(yǎng)護(hù)，待第二道水平支撐達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行下道土方開挖。

2）分4層土開挖,每層開挖厚度為1.5m，分段開挖長度不超過20m。

第三階段：

1）待第二道水平支撐達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始第三階段土方開挖，第三階段全場地開挖至-14.10米，澆制圍檁、第三道支撐施工及養(yǎng)護(hù)。

2）分4層土開挖,每層開挖厚度為1.5m，分段開挖長度不超過20m。

3）大面積土方開挖采用大型挖機(jī)，支撐梁下方的土大挖機(jī)難以進(jìn)入，采用小型挖機(jī)挖土。挖土機(jī)械布置在上面垂直向下開挖，小型挖土機(jī)械在支撐梁下面將土翻出，堆高，由上面的挖機(jī)將土方翻至運(yùn)土車內(nèi)，由場地東側(cè)向西側(cè)后退式開挖。

第四階段：

1）待第三道水平支撐達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始第四階段土方開挖，土方開挖至-16.10m。

2）大面積土方開挖采用大型挖機(jī)；支撐梁下方高度約為1.750m，挖機(jī)難以進(jìn)入，采用挖土機(jī)械布置在支撐梁上面垂直向下掏挖、堆高，由外面的挖機(jī)將土方翻至運(yùn)土車內(nèi)，由場地東側(cè)向西側(cè)后退式開挖。

3）因第三道支撐梁下空間不夠，且支撐梁下承臺(tái)土方量大，為確保工程進(jìn)度，支撐梁下承臺(tái)土方隨第四道土方一起挖出。

第五階段：

1）第五階段承臺(tái)土方(-17.25/-19.50)開挖采用原出土坡道由永固路出土口出土。

2）土方開挖順序自東向西后退挖掘；出土道路隨土方開挖順序退挖收坡。

3）電梯井承臺(tái)（-19.50）土方采用挖機(jī)層層開挖至底。

5、結(jié)束語

(1)通過在每個(gè)土方開挖階段的合理施工安排，保證了在90天內(nèi)完成土方的開挖，為后期的頂板施工預(yù)留了較充足的施工時(shí)間；

(2)通過合理的施工流水線的安排，達(dá)到了甲方要求的年底前完成±0.00的頂板施工要求；

）通過合理的坡道留設(shè)，達(dá)到了挖土階段對(duì)格構(gòu)柱及塔基的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002），中國建筑工業(yè)出版社.

[2] 建筑施工手冊(cè)（第四版）：中國建筑工業(yè)出版社.

[3]《建筑安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-2011），中國建筑工業(yè)出版社.