大型超深基坑支撐及土方開挖施工技術(shù)

劉力偉

摘 要：基坑支撐技術(shù)以及土方開挖技術(shù)是建筑工程中常用到的關(guān)鍵技術(shù)，隨著大型高層建筑的增多，超大超深的基坑越來越多的出現(xiàn)，最大深度可達60米左右，這種程度的基坑支撐就需要專業(yè)的、科學(xué)的基坑支護技術(shù)來實現(xiàn)，在基坑支護達到標準后實行基坑開挖作業(yè)，其中就要應(yīng)用到土方開挖技術(shù)，筆者將結(jié)合自身工程經(jīng)驗及資料來簡要的對大型超深基坑支撐及土方開挖施工技術(shù)的方法和施工要點進行闡述，旨在提高工程的施工效率。

關(guān)鍵詞：超深基坑；土方開挖；施工技術(shù)；基坑降水

引言：筆者主要結(jié)合自身的工程項目經(jīng)驗來對大型超深，復(fù)雜的基坑支護和開施工技術(shù)進行探討。超大型深基坑粉土成分較多，土性和土體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)較差，加上基坑施工的周期性長的特點，就要盡量避免自然條件對施工質(zhì)量造成的影響，這就需要對施工工序和施工技術(shù)進行合理的安排與設(shè)計，從而在最快的施工進度下，保障施工工程質(zhì)量。下面就結(jié)合筆者工程實際對這兩種技術(shù)進行簡要的說明。

一、基坑支護施工技術(shù)

1.基坑降水

在基坑施工之前，要充分的對施工現(xiàn)場的條件進行分析，對各種影響因素進行對策的設(shè)計，以保證施工的順利進行，根據(jù)實際的情況制定施工方案。例如筆者曾經(jīng)參與設(shè)計的一個工程項目，就是由于土質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開挖深度大和周圍環(huán)境條件較差，因此采用擋土止水結(jié)構(gòu)施工體系。具體的施工為：

在工程樁施工結(jié)束后。開始進行第一層土方的挖掘工作，在進行土方開挖前首先就要進行降水工作，降水范圍為深井、基坑圍護平面和明溝兩部分。深井降水在施工前的兩周開始實行抽水試驗，然后結(jié)合工程實際情況和實踐抽水情況來進行方案的變更和調(diào)整，從而保證基坑降水工程的施工質(zhì)量。

2.坑邊限荷

清整場地。確?；又苓呑匀坏仄簶烁咴谠O(shè)計標高以內(nèi)，地面堆載不超過設(shè)計要求：施工出入口施工荷載不得大于40kN/平方米，其余坑邊地面施工荷載不得大于40kN/平方米。

3.支撐系統(tǒng)施工

第二層挖土至圈梁及支撐梁底以下150mm后施工圈梁和支撐梁。土釘支護部分挖至第一道土釘標高以下300mm后開始施工土釘。圈梁、支撐梁及已施工完成的土釘支護養(yǎng)護48h后開挖第二階段土方；土釘支護部分挖土至第二排土釘標高深度以下300mm，沿基坑周邊每完成20m長度開挖，立即進行相應(yīng)范圍的土釘及護坡施工；同時可跳開一段進行另一段土方開挖及土釘支護施工。已施工完成的土釘支護養(yǎng)護48h后，挖土至坑底或第三排土釘標高深度下300mm，按要求分段進行土釘支護及剩余部分壓頂梁施工。

4.剩余部分壓頂梁混凝土強度達到85%后，挖土至相應(yīng)下一排土釘標高，按要求分段進行土釘施工。

5.地下室基礎(chǔ)和傳力帶施工

采用與底板同等級的素混凝土填實基礎(chǔ)底板與圍護結(jié)構(gòu)間的空隙。地下室二層頂板施工時施工第二道換撐，標高與二層地下室頂板面相同，換撐混凝土強度達設(shè)計強度70%后可依次拆除上部相應(yīng)支撐。

二、土方開挖與支撐梁系統(tǒng)交叉施工

1.基坑開挖遵循“分層開挖、先撐后挖”的原則

（1）大面積挖至標高，開槽施工標高圈梁、基坑北側(cè)的錨筋、混凝土道板及東南角的水平鋼管支撐系統(tǒng)。

（2）基坑南側(cè)采用放坡開挖，確認開槽施工標高符合標準，采用“跳倉法”開槽施工同時進行豎向斜撐。待主支撐系統(tǒng)養(yǎng)護達到強度設(shè)計值的85%以上后，拆除鋼支撐系統(tǒng)及基坑北側(cè)的錨筋開挖標高以下的土方。

2.第二層土方開挖、圈梁和支撐施工

（1）土體開挖時應(yīng)及時進行基坑內(nèi)降排水。按設(shè)計要求采用深井降水及明溝排水，使支撐混凝土構(gòu)件的土體干燥，利于安放混凝土支撐底模（木模）。

（2）支撐位置放線，量測標高。

（3）支撐底用人工開挖基槽。基槽寬度應(yīng)放出標準的工作面和排水明溝位置。并按一定間距設(shè)置集水井。

（4）挖至圈梁底標高后，破鑿圍護樁樁頂混凝土，用清水洗凈，綁扎圈梁鋼筋，周邊鋪符合規(guī)格的碎石。

（5）挖至支撐梁底后，用碎石墊層上鋪素混凝土作底模，墊層面設(shè)油氈隔離層。

（6）圈梁及支撐梁模制作安裝及驗收。

（7）圈梁、支撐梁用預(yù)拌混凝土澆筑，混凝土試件留置取樣送樣檢測。

3.第三層土方開挖

第三層土方開挖時按1：6放坡填土做出土斜道伸入基坑，上鋪厚鋼板和路基箱，注意做好路面防滑措施。出口坡道須確保整個支撐系統(tǒng)安全，兩側(cè)用草包圍護。支撐施工完成后，小型挖掘機進入二層支撐上面，開挖第三層土體。

4.土釘支護施工

土釘支護施工成孔時應(yīng)保證孔徑、孔深準確，孔中雜物及碎±塊及泥漿應(yīng)清除干凈；推送土釘就位時土釘應(yīng)位于鉆孔中心軸上。保證推送過程中鉆孔壁不損壞，孔中無碎土泥漿堵塞，土釘與錨頭的連接應(yīng)牢固可靠；噴射混凝土面層時應(yīng)保證配合比、水灰比及外加劑摻量比正確，按規(guī)程養(yǎng)護，注漿應(yīng)飽滿。

三、施工要點

1.嚴格按照要求進行規(guī)范作業(yè)

基坑工程應(yīng)按照相應(yīng)個會犯進行設(shè)計施工，遵循先設(shè)計后施工的原則；應(yīng)按設(shè)計和施工方案要求，分層、分段、均衡開挖。

2.先支護、后開挖

支護結(jié)構(gòu)須在達到設(shè)計要求的強度后方可開挖下層土方，嚴禁提前開挖和超挖。施工過程中嚴禁設(shè)備或重物碰撞支撐、腰梁、錨桿等支護結(jié)構(gòu)。亦不得在支護結(jié)構(gòu)上放置或懸掛重物。

3.保證基坑周圍施工環(huán)境

除基坑支護設(shè)計允許外，基坑邊不得堆土、堆料或放置機具。

4.及時發(fā)現(xiàn)及時報告

基坑開挖過程中發(fā)現(xiàn)位移超過預(yù)警值、地表裂縫或沉陷等情況時，應(yīng)及時報告。出現(xiàn)塌方險情等征兆時，應(yīng)立即停止作業(yè)，組織撤離危險區(qū)域，并通知有關(guān)方面研究處理。

5.規(guī)范的進行格構(gòu)柱的制作

格構(gòu)柱制作時需注意綴板避開底板及地下一層樓板鋼筋位置，立柱剪刀撐在相應(yīng)位置土方開挖不深于12.750m時施工，立柱連桿（埋在底板內(nèi)）在相應(yīng)位置土方開挖不深于14.750m時施工。

6.基坑采用截水帷幕時，地下水位以下的錨桿注漿應(yīng)采取孔口封堵措施。

結(jié)語：基坑支護的施工中主要在施工準備階段先進行基坑降水和坑邊限荷的設(shè)計，然后實現(xiàn)基坑支護系統(tǒng)施工的有效進行，在達到工程要求后方可進行土方的挖掘工作?；娱_挖的過程中，如果發(fā)現(xiàn)任何的特殊情況或者風(fēng)險隱患都應(yīng)該及時報告，在整個工程施工中，要依據(jù)“先支護、再開挖”的原則進行作業(yè)，在格構(gòu)柱制作、截水帷幕、地下室基礎(chǔ)、傳力帶等施工工序中，要嚴格的按照相關(guān)規(guī)范進行，保證施工的質(zhì)量和施工效率。

參考文獻：

[1] 張文杰.超大超深基坑土方開挖特殊性施工技術(shù)問題探討[C]//中國中西部地區(qū)土木建筑學(xué)術(shù)年會.2013：91-93；

[2] 汪小林.復(fù)雜環(huán)境條件下的超大超深基坑工程施工技術(shù)[J].建筑施工，2017，39（7）：952-954.