超大面積深基坑土方開挖施工技術(shù)

卓彥良

江西省贛州昌順工程建設(shè)監(jiān)理有限公司（341000）

0 前言

隨我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑行業(yè)得到充足發(fā)展機(jī)會。作為影響建筑工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，深基坑土方開挖工程質(zhì)量是建筑工程在后續(xù)施工，以及投入使用重要影響因素[1～2]。中高層、超高層建筑逐漸增加，超大面積深基坑土方開挖已經(jīng)成為常態(tài)。但是土層土質(zhì)、交通道路的影響因素會增加超大面積深基坑土方開挖難度，所以采用科學(xué)、合理的施工技術(shù)才能保障施工安全與質(zhì)量。

1 超大面積深基坑土方開挖技術(shù)

1.1 放坡挖土

作為超大面積深基坑土方開挖常見技術(shù)，放坡挖土需要設(shè)置不同寬度平臺，實(shí)現(xiàn)土方分層挖掘。平臺寬度雖然不同，但是都要保證在1.5 m以上。超大面積深基坑土方開挖的安全系數(shù)主要由土體性質(zhì)與基坑大小共同決定，所以在開挖前應(yīng)當(dāng)采取圓弧滑動(dòng)簡單分條法，對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)[3～5]。要使用總應(yīng)力法與固結(jié)快剪峰值指標(biāo)結(jié)合方法,對固結(jié)土體進(jìn)行抗剪強(qiáng)度測試。通常情況下，在雨季不建議使用放坡挖土技術(shù)，可以在少雨季節(jié)進(jìn)行正常挖土施工，從而保障土方排水通暢。如果在土方開挖施工作業(yè)時(shí)，坑內(nèi)存有積水，則需要使用釋放方法排出積水，降低坑內(nèi)水位，避免地表水回滲影響土方開挖。在土方開挖過程中，外露土坡要采取適當(dāng)方法進(jìn)行保護(hù)，以減少坑外主動(dòng)土對基坑造成過多壓力。

1.2 逆作法挖土

逆作法挖土是先對地下室樓板結(jié)構(gòu)從上至下進(jìn)行施工，再進(jìn)行常規(guī)土方開挖。地下室樓板結(jié)構(gòu)擁有一定剛度與抗壓強(qiáng)度，從而為基坑提供支撐作用。逆作法挖土就是利用這種支撐基坑作用，實(shí)現(xiàn)土方開挖。搭建樓板結(jié)構(gòu)要早于地下室柱，需要對樓板結(jié)構(gòu)添加豎向臨時(shí)支撐。逆作法挖土正常施工順序?yàn)檠氐叵率逸S線、支護(hù)結(jié)構(gòu)向下施工，并在關(guān)鍵部位設(shè)置支撐柱，用于承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)自重與其他壓力。對于開挖深度要嚴(yán)格控制，利用盆式開挖方法對土方整體進(jìn)行開挖，從而保障土方開挖順序，再進(jìn)行逐層下挖，并對地下梁板進(jìn)行澆筑，直到封頂?shù)装逋瓿?。因?yàn)榈孛?層樓面施工是逆作法挖土施工的前提條件，1層樓面施工也同樣是上部結(jié)構(gòu)施工的基礎(chǔ)，所以地下土方開挖與地上結(jié)構(gòu)施工互不影響，可以在地面1層樓面施工完畢后同時(shí)進(jìn)行作業(yè)[6～9]。因?yàn)槟孀鞣ㄍ谕潦腔诟邔咏ㄖ碛卸鄬拥叵率以O(shè)計(jì)，所以在超高層建筑應(yīng)用較為廣泛。發(fā)達(dá)國家如美、日、德等國家廣泛使用。如日本讀賣新聞社大樓，地上9層地下6層，使用逆作法挖土，讓地下與地上同時(shí)作業(yè)，有效縮短工期6個(gè)月。雖然逆作法挖土無論是理論要求還是應(yīng)用實(shí)踐，都得到廣泛認(rèn)可，但是仍是一種特殊施工方法，只能在常規(guī)土方開挖不方便的情況下使用，不建議在設(shè)計(jì)時(shí)將逆作法挖土作為主要方法。

1.3 盆式挖土

盆式挖土就是將區(qū)域中間土體挖出，再挖除四周預(yù)留土坡，如同花盆一樣的挖土方式。盆式挖土可以利用周圍土坡充當(dāng)圍護(hù)墻作用，還可以有效降低圍護(hù)墻變形概率。在施工時(shí)，大量外運(yùn)土方不現(xiàn)實(shí)，可以利用提升土方穩(wěn)定性，為外運(yùn)土方提供方便。而土坡寬度、高度與坡度是否穩(wěn)定，將直接影響盆式土方開挖方式是否安全可靠。土坡規(guī)模不宜過小，避免土坡失去圍護(hù)墻支撐意義。但是土坡坡度也不宜過大，否則會因土坡失去穩(wěn)定性，喪失圍護(hù)墻支撐效果[10]。所以，加強(qiáng)土坡寬度、高度與坡度的檢測，才是保證土坡支護(hù)效果的重點(diǎn)。盆式挖土可以在支護(hù)結(jié)構(gòu)完善時(shí)，在土方中心位置開挖，尤其是塔樓與裙樓連接位置的地下室，使用盆式挖土可以對整體施工作業(yè)提供便利性。但是盆式挖土的土方無法實(shí)現(xiàn)一次性外運(yùn)，需要先將土方提升到深坑外地面，然后裝車外運(yùn)。

2 土方開挖質(zhì)量控制重點(diǎn)

2.1 坡頂排水溝與防護(hù)欄

使用放坡挖土?xí)r，應(yīng)當(dāng)每隔固定距離對剖面坡頂排水溝中心軸線平面位置進(jìn)行標(biāo)記，對剖面的轉(zhuǎn)點(diǎn)位置也要進(jìn)行同樣作業(yè)。測量該位置高度，確定跑水溝開挖深度與寬度，利用機(jī)械或人工方式開挖。開挖結(jié)束后，在排水溝邊側(cè)使用墻機(jī)磚進(jìn)行砌筑，并使用砂漿對排水溝底抹平。排水溝通常采用0.3%坡度，將中間積水向兩側(cè)位置排出。但是需要在基坑四個(gè)頂角位置設(shè)置沉淀池，將坡頂?shù)乇硭⑼饨缌魉?，以及從基坑抽出積水進(jìn)行匯集，將泥砂沉淀后，才能將水排入市政管網(wǎng)中，避免泥砂進(jìn)入市政管網(wǎng)管道，影響管道正常使用[11～12]?；臃雷o(hù)欄建議使用鋼管立柱，并對立柱間距、埋深、外露地面高度進(jìn)行檢測，使其符合國家施工規(guī)范。要保障防護(hù)欄桿與坡頂邊線間距，避免距離過近或過遠(yuǎn)。注意防護(hù)欄材料與質(zhì)量安全，不合格材料禁止作為防護(hù)欄使用。

2.2 逆作法施工

因?yàn)槟孀鞣ㄍ谕列枰獓?yán)格落實(shí)作業(yè)工序，所以在施工時(shí)要堅(jiān)持先做好支撐柱設(shè)置，然后才能進(jìn)行土方開挖，并對開挖深度與范圍進(jìn)行控制，隨時(shí)監(jiān)測隨時(shí)調(diào)整，避免過多開挖給施工造成影響。開挖施工時(shí)會有較多運(yùn)送土方車輛，從坡道進(jìn)入基坑，裝載土體后又會從坡道離開基坑，這種汽車會帶給深基坑壓力，所以需要進(jìn)行截樁，從而保護(hù)管樁不受到影響。開挖前應(yīng)當(dāng)在基坑四周位置額外設(shè)置滲水與積水坑，利用流水段開挖層次高度差，作為降水排水措施。還需要對承臺挖土邊線、標(biāo)高等進(jìn)行測量，方便后續(xù)挖土與清土作業(yè)。一旦因外界對深基坑造成過大壓力，產(chǎn)生土方的回落情況，應(yīng)立即停止現(xiàn)有作業(yè)，讓車輛緩慢開離深基坑，并對出現(xiàn)問題的位置進(jìn)行加固處理。在加固處理后還要對深基坑整體強(qiáng)度進(jìn)行測試，確認(rèn)后繼續(xù)進(jìn)行土方作業(yè)。

2.3 錨桿施工

使用盆式開挖技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證每個(gè)斷面開挖次數(shù)與錨桿排數(shù)成正比，從而保障機(jī)械開挖深度可以有效保證支護(hù)施工順利進(jìn)行。如果施工環(huán)境的局部地質(zhì)情況較差，可以適當(dāng)減少開挖深度與長度，保護(hù)基坑內(nèi)部安全。錨桿間距、埋深也需要基于地質(zhì)情況，根據(jù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行調(diào)整，采用適合角度將錨桿打入土體。選擇合適的鋼筋作為錨桿，其長度要與地質(zhì)情況相符。如果在鉆孔時(shí)出現(xiàn)孔洞塌方，則需要及時(shí)清理孔內(nèi)雜物，采取適當(dāng)手段確保錨桿順利打入。安放錨桿要注意禁止用外力對錨桿進(jìn)行扭曲、壓彎，影響打入效果。在錨桿安放完畢后，注漿工作也要及時(shí)進(jìn)行，確保漿體強(qiáng)度，避免注漿壓力下降。

3 結(jié)語

在超大面積深基坑土方開挖作業(yè)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程實(shí)際情況與施工條件，采用不同開挖技術(shù)相結(jié)合的方式，從而規(guī)避不同開挖技術(shù)缺點(diǎn)，保障施工質(zhì)量。而且要對土方開挖進(jìn)行科學(xué)合理的組織管理，從而提高土方開挖工作效率。