高層建筑基坑土方開挖的施工技術(shù)及要點分析

摘 要：在高層建筑施工的前期，基坑土方開挖是重要的一個環(huán)節(jié)，事關(guān)整個建筑的基礎(chǔ)性能，因此，必須保證該環(huán)節(jié)的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；基坑土方開挖；施工技術(shù)

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0148-02

在基坑土方施工組織設(shè)計中，重點解決基坑施工空間的組織、挖土和運土機械的配置以及土方作業(yè)與坑內(nèi)結(jié)構(gòu)作業(yè)之間的協(xié)調(diào)?；油练介_挖的主要內(nèi)容有：開挖形式、開挖工藝及土方施工設(shè)施。

1 基坑挖土的形式

基坑土方開挖工程量大，若采用人工開挖，勞動強度大，施工進度慢，嚴重影響工程進度。所以，除使用適當(dāng)人工作為輔助開挖外，應(yīng)盡可能采用生產(chǎn)效率高的大型挖土機和運輸機械施工。采用機械挖土?xí)r，可根據(jù)基坑的深度、工程地質(zhì)條件及現(xiàn)場施工條件組織土方開挖施工，常見的挖土方式有：放坡開挖、直立壁無支撐開挖、直立壁內(nèi)支撐開挖、直立壁拉錨開挖。

2 開挖工藝

①放坡開挖工藝。采用放坡開挖時，一般基坑深度較淺，挖土機可以一次開挖至設(shè)計標高，所以在地下水位高的地區(qū)，軟土基坑采用反鏟挖土機配合運土汽車在地面作業(yè)。如果地下水位較低，坑底堅硬，也可以讓運土汽車下坑，配合正鏟挖土機在坑底作業(yè)。采用放坡開挖時，要求基坑邊坡在施工期間保持穩(wěn)定?；舆吰缕露葢?yīng)根據(jù)土質(zhì)、基坑深度、開挖方法、留置時問、邊坡荷載、排水情況及場地大小確定。當(dāng)遇有易使邊坡失穩(wěn)的不利情況時，應(yīng)進行邊坡穩(wěn)定性驗算并進行處理。邊坡穩(wěn)定不利情況有：基坑開挖深度大于5 m，存在可能發(fā)生土體滑移的軟弱淤泥或含水量豐富的夾層，邊坡堆荷超載等。

在基坑開挖過程中，為防止基坑邊坡的風(fēng)化、松散以及雨水的沖刷，基坑邊坡常采取護面措施，以保護基坑邊坡的穩(wěn)定。如采用鋼絲網(wǎng)混凝土護面法或高分子聚合材料覆蓋等措施進行護坡。放坡開挖基坑內(nèi)作業(yè)面大，方便挖土機械作業(yè)，也為基礎(chǔ)施工提供了足夠的工作面，施工程序簡單，一般會縮短基礎(chǔ)施工工期，經(jīng)濟效益較好。

②直立壁無支撐開挖工藝。直立壁無支撐支護結(jié)構(gòu)，一般采用重力式水泥土擋墻，具有擋土和止水雙重作用，坑深5～6 m，坑內(nèi)土體可采用反鏟挖土機配合運土卡車在地面作業(yè)。大多數(shù)情況下，地下水位較高，因此很少使用正鏟挖土機下坑挖土方案。

③直立壁內(nèi)支撐開挖工藝。采用直立壁內(nèi)支撐的基坑，內(nèi)支撐成為組織土方施工的制約因素。內(nèi)支撐減小了施工機械的作業(yè)面，影響挖土機械、運土汽車的效率，增加施工難度。所以應(yīng)合理布置支撐，將內(nèi)支撐對土方施工的制約減到最小。當(dāng)采用機械挖土?xí)r，支撐豎向間距應(yīng)不小于4 m。

采用直立壁內(nèi)支撐的基坑，深度一般較大，超過挖土機的挖掘深度，需分層開挖。在施工過程中，土方開挖和支撐施工需交叉進行。內(nèi)支撐是隨著土方的分層、分區(qū)開挖，形成支撐施工工作面，然后施工內(nèi)支撐，結(jié)束后待內(nèi)支撐達到一定強度以后進行下一層土方的開挖，形成下一道內(nèi)支撐施工工作面，重復(fù)施工，從而逐步形成支護結(jié)構(gòu)體系。所以，基坑土方開挖必須和支撐施工密切配合，根據(jù)支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的工況，確定土方分層、分區(qū)開挖的范圍，分層、分區(qū)開挖基坑土方。在確定基坑土方分層、分區(qū)開挖范圍時，還應(yīng)考慮土體的時空效應(yīng)、支撐施工的時間、機械作業(yè)面的要求等。

土方的開挖工藝還必須與支撐的結(jié)構(gòu)形式、平面布置相配套。如采用周邊桁架支撐形式，可采取島式挖土方案，先行挖去周邊土層，進行周邊桁架支撐結(jié)構(gòu)的架設(shè)或澆筑，待周邊支撐形成后再開挖中間島區(qū)的土方，利用中間島區(qū)的土方對坑底的壓力來有效控制支撐施工前的初始變形。當(dāng)采用十字對撐時，由于支撐設(shè)置后會對下層土方開挖的機械化作業(yè)產(chǎn)生制約，所以常采用盆式施工方案，在盡量挖去下層中心區(qū)土方以后，架設(shè)十字對撐式鋼支撐并施加預(yù)緊力，或在挖去本層中心區(qū)域土體以后，澆筑鋼筋混凝土支撐，并逐個區(qū)域挖去周邊土方，逐步形成對圍護壁的支撐。這時一般使用反鏟和抓鏟挖土機。

進行兩層或多層開挖時，挖土機和運土汽車需下至基坑內(nèi)施工，故在基坑適當(dāng)位置需留設(shè)坡道或搭設(shè)施工棧橋，挖土機和運土汽車要能在坡道或棧橋上挖土或裝運土方。挖土一般選用大、中、小型挖土機配合作業(yè)，小型挖土機一般在支撐下挖土，中型或大型挖土機一般停在施工棧橋上向上駁運土或裝車。對于基坑周邊的土，也可以先由小型挖土機集中到抓斗機工作點，再由抓斗機裝車運出。

④直立壁拉錨開挖工藝。采用直立壁拉錨的基坑，深度較大，坑內(nèi)挖土作業(yè)條件寬敞。在土方施工中，需進行分層、分區(qū)段開挖，穿插進行拉錨施工。土方分層、分區(qū)段開挖的范圍應(yīng)和錨桿的設(shè)置位置一致，滿足錨桿施工機械的要求，同時也要滿足土體穩(wěn)定性的要求。

3 坑內(nèi)施工設(shè)施

高層建筑基坑一般情況下施工場地狹小。在基坑施工階段，大部分場地已被開挖的基坑占去，周圍可供使用的場地更加緊張。所以施工人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件、工程特點及施工方案，精心組織、合理布置現(xiàn)場平面，以保證施工的順利進行。在基坑施工階段，需要在現(xiàn)場合理布置起重機及其基礎(chǔ)、開行道路、大型設(shè)備(如混凝土泵車)的停放點、挖土棧橋或坡道、臨時施工平臺、材料堆場倉庫、現(xiàn)場辦公等。

為了解決施工場地狹小和分層挖土?xí)r挖土機、運土汽車的開行問題，可在基坑內(nèi)適當(dāng)設(shè)置臨時施工棧橋或坡道。

①施工棧橋。設(shè)置施工棧橋后，挖土機械及運土車輛可在棧橋上開行并進行下部土體的開挖與運輸。當(dāng)采用抓鏟挖土機時，棧橋的作用更為顯著。大型基坑挖土施工時，合理設(shè)置棧橋，可解決施工場地緊張問題。挖土棧橋一般與上道支撐合二為一，在支撐表面鋪設(shè)路基箱，這樣既可充分利用支撐結(jié)構(gòu)，又可縮短工期，降低造價。棧橋可采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)。棧橋的寬度應(yīng)考慮機車的最大寬度加1～2 m的行車間隙，一般可取5 m左右。棧橋的縱向跨度應(yīng)根據(jù)立柱設(shè)置狀況確定，一般為6～9 m。主支撐間宜設(shè)置聯(lián)系梁，使其連成整體。專為棧橋設(shè)計的立柱樁應(yīng)進行驗算，如果利用工程樁，則一般可不驗算。

②挖土坡道。在多道支撐條件下開挖土方，由于受支撐的影響，下層土方運輸十分困難，有時需用多臺反鏟挖土機駁運，大大影響施工效率。設(shè)置挖土坡道后，使運土車輛下坑，既便于運土，又大大提高運土效率。挖土坡道可采用土坡道或棧橋式坡道。棧橋式坡道多采用鋼結(jié)構(gòu)。在坡道的兩側(cè)設(shè)置支撐立柱，其上架設(shè)鋼桁架，再鋪設(shè)路基箱，由此組成一個挖土坡道。在土方開挖過程中，支撐立柱問加設(shè)系桿，以保證坡道的整體穩(wěn)定。支撐立柱可采用格構(gòu)式或H型鋼等。

挖土坡道過陡，會使卡車爬坡困難，甚至爬不上坡，坡道的坡度不宜大于10°，一般取6°～8°，因此坡道需要一定的長度，故在小型基坑中難以采用。為便于卡車上坡，應(yīng)在坡面焊接棍肋防滑，在兩側(cè)安裝防護欄桿，在底端設(shè)平臺，以便挖土機及卡車?？考盎剞D(zhuǎn)。坡道的寬度應(yīng)保證車輛正常行駛，可取車身寬度加2 m。

4 結(jié) 語

在高層建筑施工工程中，施工方必須要根據(jù)設(shè)計規(guī)劃，結(jié)合本項目的特點，重視建筑基坑土方開挖的施工的科學(xué)性和規(guī)范性，在施工的過程中選擇合理的施工手段，保證整個施工過程的安全有效。

參考文獻：

[1] 林毅.建筑深基坑土方開挖工程的施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2008，(7).