建筑深基坑開挖方法

摘要：當今隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，在建筑施工中大型建筑物日益頻繁出現(xiàn)，大型建筑建設(shè)中一項重要的工作是深基坑開挖，它的進度直接的制約著大型建筑物的施工質(zhì)量和速度。因此，大型建筑深基坑土方開挖的問題值得深入考慮。本文結(jié)合建筑深基坑土方開挖的實際工作經(jīng)驗，描述了大型建筑深基坑土方開挖的方法，介紹了大型建筑深基坑土方開挖的施工要點。

關(guān)鍵詞：深基坑 開挖方法 基坑支護

0 引言

基坑工程隨著高層建筑和超高層建筑的大量涌現(xiàn)也隨之增多、增深，深基坑工程施工安全事故頻出也引起了各相關(guān)部門的重視，事故的發(fā)生造成了毗鄰道路塌陷、地下管線裂斷，臨近建筑物沉降開裂，造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會危害，影響正常的供水、供電、供氣、供暖，甚至有的導(dǎo)致多人傷亡的重大事故。

1 深基坑定義

基坑工程是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程，主要包括基坑支護體系設(shè)計與施工和土方開挖。它要求巖土工程和結(jié)構(gòu)工程兩方面的技術(shù)人員密切配合。在地下工程施工完成后就不再需要基坑支護體系，它是臨時結(jié)構(gòu)。建設(shè)部關(guān)于印發(fā)《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知》規(guī)定：一般深基坑是指開挖深度超過5米（含5米）或地下室三層以上（含三層），或深度雖未超過5米，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的工程都屬于深基坑。

2 深基坑工程的應(yīng)對措施

基坑開挖的規(guī)模不斷擴大，伴隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，深度不斷加深深基坑施工所帶來的風(fēng)險也越來越大，復(fù)雜的環(huán)境條件也對基坑開挖提出更加嚴格的限制要求，稍微有不慎，不僅將危及基坑本身安全，而且會殃及鄰近的建（構(gòu)）筑物、道路橋梁和各種地下設(shè)施?？梢詮囊韵聨讉€方面解決深基坑開挖工程中存在的問題，具體表現(xiàn)為：

2.1深入了解地質(zhì)特性與周邊環(huán)境 ①地質(zhì)資料是深基坑設(shè)計、施工最重要的依據(jù)之一，同樣的支護方案，地質(zhì)條件不同，方案的安全度也不同。施工單位在深基坑施工前，必須深入了解建筑場地及周邊、地表至支護結(jié)構(gòu)底面下一定深度范圍內(nèi)地層結(jié)構(gòu)，含水層性質(zhì)、巖土性狀、地下水位、滲透系數(shù)等地質(zhì)參數(shù)；在深基坑施工中，特別是土方開挖過程中，若發(fā)現(xiàn)實際開挖所揭露的地質(zhì)條件與設(shè)計所參考的地質(zhì)資料有異，應(yīng)及時向設(shè)計單位反映，必要時采取適當?shù)拇胧?。②施工單位在基坑施工前，需要了解建筑場地及其附近的地下管線、地下埋設(shè)物的位置、深度、結(jié)構(gòu)形式及埋設(shè)時間等，對周邊環(huán)境資料按設(shè)計圖紙進行現(xiàn)場核實。施工前應(yīng)熟知深基坑工程相鄰近建筑物的位置、層數(shù)、高度、結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)類型，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計圖紙不符，應(yīng)及時通知設(shè)計單位進行設(shè)計核查。另外，施工單位還應(yīng)該掌握深基坑施工的其他條件，如基坑周圍的底面排水情況，底面雨水、流水、上下水管線排入或漏入基坑的可能性以及基坑附近的地面堆載以及大型車輛的動靜載荷等因素，以方便對設(shè)計進行修改。

2.2 注重圍護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量 圍護結(jié)構(gòu)的好壞，直接影響深基坑工程的安全，圍護結(jié)構(gòu)是深基坑支護體系的基礎(chǔ)。目前圍護結(jié)構(gòu)主要有鉆孔灌注樁加止水帷幕、地下連續(xù)墻、鉆孔咬合樁等形式，這些都是比較成熟的施工方法。在圍護結(jié)構(gòu)施工期間，是否按照工法要求進行施工控制，是確保圍護質(zhì)量的關(guān)鍵，對每道工序的檢驗是圍護質(zhì)量的關(guān)鍵。而底部沉渣厚度、圍護結(jié)構(gòu)的深度、防水接頭的密閉性又是控制中的關(guān)鍵點，故對于圍護結(jié)構(gòu)必須按要求控制每個節(jié)點，確保圍護在后續(xù)開挖中不沉、不漏、不發(fā)生重大變形。

2.3 解決好水的問題 水是基坑工程的天敵，基坑最大的風(fēng)險就是地下水的危害，據(jù)統(tǒng)計百分之七十以上的基坑工程事故都是水直接或間接造成的?；咏蹬潘胧?，在土方開挖和地下室結(jié)構(gòu)、側(cè)壁外防水、基坑土方回填等施工階段，現(xiàn)場基坑排水暫按基底直接排水，在基坑底周圍設(shè)置排水溝、集水井進行排水疏導(dǎo)，然后用污水泵連續(xù)不間斷抽水。

3 開挖施工工藝的組織與管理

對于軟土深大基坑要精心安排開挖施工，為有效地控制基坑已開挖部分的無支撐暴露時間和減少土體被擾動的時間與范圍，要滿足分層分區(qū)分塊的部位和時間要求，以及相應(yīng)的支撐設(shè)置的時間要求，以利用尚未被挖到的土體，這部分土體能在一定程度上控制其自身位移的潛力，而達到使其協(xié)力控制擋墻位移和坑周土體位移的目的。也就是說，在基坑開挖施工（包括支撐設(shè)置過程）同支護結(jié)構(gòu)及坑周土體位移之間，存在著一定的相關(guān)性。所以科學(xué)地安排土方開挖施工順序和控制施工進度，有助于控制擋墻和坑周土體的位移。

①根據(jù)基坑工程的設(shè)計要求，選擇基坑的規(guī)模、幾何尺寸、支撐形式、開挖深度，以及加固地基的條件等施工參數(shù)，制定詳細的施工程序，以及科學(xué)合理的施工參數(shù)。按照分層、分步、對稱、平衡的原則制定開挖與支撐的施工工序和施工參數(shù)。分層開挖的層數(shù)、每層開挖的深度，以及開挖每層的過程中基坑擋墻被動區(qū)土體開挖后、擋墻未支撐前的暴露時間和暴露的寬度、高度等是基坑主要的施工參數(shù)。②按照施工程序，根據(jù)選定的施工參數(shù)進行施工作業(yè)，在一定程度上使得復(fù)雜多變的施工因素成為明確有規(guī)律的施工條件，進而確保施工效應(yīng)與設(shè)計預(yù)期的要求相符合。為了減小土的流變變形，需要通過井點降水法對各種形式的基坑的土性進行改善。根據(jù)支撐形式等具體情況，對每個分步的開挖和支撐施工時間進行具體而明確的控制。

4 開挖方法

4.1 明挖法 所謂明挖法是指在開挖基坑的過程中，挖開地面后，按照設(shè)計標高按從上到下的順序開挖土石方，基坑開挖完成后，在從基底按照從下向上的順作進行施工作業(yè)，進而對建筑物的主體結(jié)構(gòu)進行處理，處理完成后回填基坑或恢復(fù)地面的施工方法。在地面交通和環(huán)境允許的地方通常采用明挖法施工，進行建筑物施工時，明挖法是首選方法。這是因為，明挖法具有施工工藝簡單、經(jīng)濟實惠，施工速度快的優(yōu)點，因此常被作為首選的方案。但明挖法也存在噪聲與震動等對環(huán)境的影響，阻斷交通時間較長等弊端。通常情況下，通過明挖法進行施工時，其施工工序分為：維護結(jié)構(gòu)施工→開挖內(nèi)部土方→工程結(jié)構(gòu)施工→管線恢復(fù)及覆土。

4.2 蓋挖法 所謂蓋挖法是指從地面開始向下開挖，深度達到設(shè)計要求后，將頂部進行封閉處理，在封閉的頂蓋下進行其余工程的施工。通常情況下，主體結(jié)構(gòu)施工時可以順作，也可以選擇逆作。

當修建建筑物發(fā)生在城市比較繁忙的地帶時，往往會占用道路，進而影響交通。由于城市交通不能出現(xiàn)中斷，在施工過程中選用蓋挖法，可以滿足一定的交通流量要求。

①蓋挖順作法。所謂蓋挖順作法是指完成地表作業(yè)的擋土結(jié)構(gòu)后，在擋土結(jié)構(gòu)上覆蓋縱、橫梁或路面板等定型的預(yù)制標準結(jié)構(gòu)，進而確保交通的通暢性，在地表以下進行開挖和加設(shè)橫撐，直至高度滿足設(shè)計的標高要求。按照從下而上的順序，完成工程的主體結(jié)構(gòu)和防水處理，以及回填土、管線路或埋設(shè)新的管線路的恢復(fù)。最后，根據(jù)需要將擋土結(jié)構(gòu)的外露部分拆除同時恢復(fù)道路。②蓋挖逆作法。通常情況下，蓋挖逆作法是指基坑的維護結(jié)構(gòu)和中間樁柱在地表面從上往下做，與蓋挖順作法相同，多采用地下連續(xù)墻或帷幕樁對基坑維護結(jié)構(gòu)進行處理，通過采用中間支撐，多利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱進而可以降低工程項目的造價。然后開挖表層土體直到標高符合設(shè)計要求，澆筑頂板時利用未開挖的土體作土模。

5 大型建筑深基坑土方開挖的要點

在大型建筑深基坑開挖過程中，應(yīng)嚴格控制開挖的質(zhì)量，需要注意：①根據(jù)事先制定的施工方案進行土方的開挖，在進行分層、分段開挖土方時，采取各種措施保證開挖的深度符合設(shè)計的要求。②當大型建筑基坑在開挖土方作業(yè)時，挖土機作業(yè)半徑內(nèi)禁止施工，進而確保施工現(xiàn)場的安全。③通過采用人工配合機械設(shè)備的施工方式，解決基坑施工作業(yè)面小、深度大，機械設(shè)備難以開挖的難題。④在深基坑底部進行清底工作的人員，注意四周土壁的情況。⑤為了確保安全，當開挖基坑的深度超過2米時，在基坑的四周設(shè)置兩道高度分別為0.6米和1.2米的防護欄桿。⑥在大型建筑深基坑的頂部，為了避免基坑頂部的水流入基坑內(nèi)，需要預(yù)先在基坑四周砌筑攔水壩。

6 結(jié)束語

大型建筑深基坑土方開挖施工比較繁瑣，應(yīng)科學(xué)合理地選擇開挖機械設(shè)備，按照相關(guān)規(guī)范要求，根據(jù)現(xiàn)場地下土層分布情況來選擇合理的開挖方式，在一定程度上滿足整個建筑物的施工工期。

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