大型建筑深基坑土方開挖的施工工藝研究

■梁 生 ■廣東強雄建設集團有限公司，廣東 廉江 524400

在大型建筑建設中，深基坑工程是重要的項目，其施工質(zhì)量與整體工程質(zhì)量有著緊密聯(lián)系。在深基坑工程中，土方開挖又是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，大型建筑土方開挖量大、施工面積廣，這在很大程度上增加了土方開挖的難度。所以，必須根據(jù)施工實際選擇合理的開挖方案，以最大限度確保基坑施工安全及質(zhì)量，有利于工程的如期竣工。

1 大型建筑深基坑土方開挖方法的分類及選擇

1.1 分類

深基坑開挖方法多種多樣，且分類也各不相同。以巖土性質(zhì)為劃分依據(jù)，可分為土方開挖與石方開挖;以施工環(huán)境為劃分依據(jù)，可分為洞挖、明挖與水下開挖;以適用情況為劃分依據(jù)，可分為分層開挖、全面開挖、分段開挖及分部位開挖等;以開挖者為劃分依據(jù)，可分為機械開挖、人工開挖及人工和機械配合開挖等［1］。

1.2 方法的選擇

在大型建筑深基坑土方開挖施工中，合理選擇土方開挖方法對保證施工質(zhì)量有重要影響。因此，在選擇土方開挖方法時，不但要結(jié)合設計要求及建筑功能考慮，還要考慮施工地段的地質(zhì)條件(如場地滲水情況、地下水水位、基坑深度等)、作業(yè)條件(場地寬窄、作業(yè)面大小等)及施工周圍環(huán)境(如地下管線分布、周圍建筑物等)等因素。在綜合考慮多種影響因素后，在選擇經(jīng)濟、安全、可行的施工方案。

2 基坑開挖的形式

深基坑開挖工程量較大，如果是人工開挖，由于勞動強度過大，會直接影響到整個工程的施工進度。因此，除了使用人工作為輔助開挖，還應配以大型挖土機、運輸機械進行施工。機械挖土時，還應考慮基坑深度、地質(zhì)條件、施工組織等因素再選擇開挖形式?，F(xiàn)階段，常見的挖土形式主要有以下這幾種:放坡開挖、直立壁內(nèi)開挖、直立壁無支撐開挖等。

3 開挖工藝

3.1 放坡開挖工藝

采用放坡開挖方式時，由于基坑深度會相對較淺，挖土機通?？梢淮伪汩_挖至設計的標高，故在地下水位較高地區(qū)，軟土基坑可運用反鏟挖土機與運土汽車協(xié)同作業(yè)。若地下水位相對較低，且坑底堅硬，還可讓運土汽車下坑，以配合鏟挖土機進行坑底作業(yè)。在采用該方式開挖時，應注意保持基坑邊坡的穩(wěn)定性。一般來說，在確定基坑邊坡的坡度時，要綜合考慮多種因素，如土質(zhì)、開挖方法、基坑深度、邊坡荷載、留置時間、場地大小等［2］。如果遭遇可能影響邊坡穩(wěn)定性的情況，應及時作出處理。通常情況下，影響邊坡穩(wěn)定性的情況有:基坑開挖深度在5m 以上、邊坡負荷超載、存在可能引起土體滑移的淤泥等［3］。在基坑開挖工程中，還應注意采取有效的護面措施，以免基坑邊坡松散、風化或被雨水沖刷，保護基坑邊坡穩(wěn)定。比如，使用高分子聚合材料覆蓋、采用鋼絲網(wǎng)混凝土護面等措施。

3.2 直立壁無支撐開挖工藝

在直立壁無支撐支護結(jié)構(gòu)中，往往會使用重力式水泥土擋墻，因為具有較強的擋土與防水功能，坑深度大約為5 米，可使用運土卡車和反鏟挖土機協(xié)同作業(yè)。由于地下水位大多較高，故使用正鏟挖機下坑的情況較少。

3.3 直立壁拉錨開挖工藝

采用直立壁拉錨的基坑，深度相對較大，坑內(nèi)作業(yè)條件往往較寬敞。在土方開挖中，一般需要分層級分區(qū)段開挖，然后穿插完成拉錨施工。值得注意的是，必須保證錨桿位置與分層及分區(qū)段開挖范圍相一致，并滿足土體穩(wěn)定性及施工機械的要求，從而有利于最大程度地確保開挖進度與質(zhì)量。

3.4 直立壁內(nèi)支撐開挖工藝

若采用直立壁內(nèi)支撐開挖工藝，主要制約因素是內(nèi)支撐。使用內(nèi)支撐時，施工機械的作業(yè)面會大大減少，挖土機械與運土汽車的工作效率也會降低，且會給施工增加一定難度。因此，必須對支撐進行合理布置，盡量將內(nèi)支撐造成的影響縮到最小。一般來說，使用機械挖土時，支撐豎向間距應超過4 米。如果基坑運用了直立壁內(nèi)支撐，其深度往往較大，且遠超出挖土機挖掘深度，此時則需分層開挖。在施工中，一般需要交叉進行土方開挖與支撐施工。對土方進行分層、分區(qū)開挖，然后逐漸形成一個支撐施工工作面，接著是內(nèi)支撐施工，待內(nèi)支撐達到一定的強度后，則開挖下一層土方，又形成一道支撐施工面，如此重復施工，形成一個支護結(jié)構(gòu)體系，則稱為內(nèi)支撐施工［4］。因此，在開挖基坑土方時，必須緊密結(jié)合支撐施工進行，并考慮支護結(jié)構(gòu)設計情況，對土方分層及開挖的范圍作出合理的劃分，然后開始分層、分區(qū)開挖基坑土方。值得注意的是，在對基坑土方分層級分區(qū)開挖的范圍時，還應結(jié)合支撐施工時間、土體時空效應、機械作業(yè)面要求等因素進行綜合考慮。

土方開挖工藝還需和平面布置、支撐結(jié)構(gòu)形式相配套。若選擇周邊桁架支撐，可采用島式挖土方案:先將周邊土層挖走，然后開始架設周邊桁架支撐結(jié)構(gòu)，等到支撐形成，即能開始開挖中間島區(qū)的土方，再借助土方壓力控制支撐變形。如果選擇的是十字對撐，考慮到支撐設置后會不利于土方開挖的機械化作業(yè)，故主要采用盆式施工的方法。在基本完成下層中心土方的開挖后，即可著手進行十字對撐式鋼支撐的架設、澆筑，再依次將周邊土方挖去，形成對圍護壁的支撐。這種情況大多數(shù)是使用抓鏟與反鏟挖土機。

開挖兩層或者多層土方時，往往需要挖土機與運土汽車下基坑施工。因此，應在基坑的合適位置搭設有施工線橋或是留設有坡道，以滿足挖土機與運土汽車的正常通行。一般來說，挖土工作的開展需大、中、小型挖土機相配合進行，如支撐下挖土則使用小型挖土機、施工線橋或者裝車下挖土則使用大中型挖土機?；又苓叺耐?，也可先用小型挖土機集中運至抓斗機工作點，再用抓斗機裝車集中運出。

4 大型建筑深基坑土方開挖的應注意問題

在土方開挖的整個過程中，有眾多因素會對施工造成不同程度的影響。因此，為了實現(xiàn)對開挖質(zhì)量的有效控制，在開挖過程中應高度重視以下幾個方面的問題。

⑴對土方進行開挖時，必須根據(jù)事前制定的方案開展工作。如果選擇分層或者分段開挖方式，必須保證開挖深度與施工要求相符，避免擾動底層原狀土。⑵若基坑作業(yè)面不夠?qū)挸?，且深度較大，而機械開挖很難實施，此時可考慮采用人工與機械相配合的開挖方法。⑶負責深基坑底部清底的工作人員，必須嚴格根據(jù)施工要求及規(guī)范開展工作，并要留意四周土壁情況。如果出現(xiàn)裂紋、塌落等情況，應馬上暫停工作，直至情況穩(wěn)定后才可繼續(xù)施工。⑷為了確保現(xiàn)場施工安全，在大型建筑基坑開挖的同時，禁止在挖土機作業(yè)半徑內(nèi)開展其他施工。⑸如果基坑開挖深度在2 米以上，基坑四周應設置有兩道防護欄，高度為0.6米與1.2 米，并要設置有危險標志，夜間還應有紅色警示燈，以最大限度地保證施工安全。⑹在深基坑頂部，先進行攔水壩的砌筑，防止頂部水流入到基坑內(nèi)。

5 小結(jié)

總之，大型建筑深基坑土方開挖工程的作業(yè)量大、涉及范圍廣、對開挖技術(shù)要求高，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則會直接影響到整個項目的施工進度、質(zhì)量及安全。因此，相關(guān)部門或人員必須從思想上對大型建筑深基坑開挖施工給予高度重視，并在實際施工時，充分考慮現(xiàn)場實際，選擇可行的施工方案、設備及開挖方法等，還要注意加強過程質(zhì)量監(jiān)督與管理，既要確保工期，又要保證施工質(zhì)量。

［1］胡雄革.高層建筑基坑土方開挖的施工技術(shù)及要點分析［J］.低碳世界.2014(23):259 -260.

［2］孟磊.土木工程中深基坑土方開挖的施工技術(shù)分析［J］.中國建筑金屬結(jié)構(gòu).2013(10):76.

［3］周古友，徐彤昕.淺談建筑施工中的深基坑土方開挖技術(shù)［J］.工程經(jīng)濟.2013(03):64 -68.

［4］高永健，趙留剛.高層建筑工程中深基坑開挖施工技術(shù)的研究［J］.中華民居.2012(03):31.