建筑深基坑土方開挖施工研究與分析

呂宏鋼（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊，遼寧 沈陽 110004）

建筑項(xiàng)目施工中深基坑是基礎(chǔ)施工階段的重要內(nèi)容，深基坑施工的質(zhì)量直接關(guān)系建筑物的投入使用價值。而在大型建筑物建設(shè)中利用深基坑技術(shù)可以有效保證建筑物的穩(wěn)定性與安全性，深基坑能夠?yàn)榻ㄖ锾峁┳罡镜姆€(wěn)定性保障。深基坑施工中土方開挖施工工作常伴隨著大量的開挖量與覆蓋面，對施工效果也有嚴(yán)格的要求，因此相關(guān)責(zé)權(quán)部門要加強(qiáng)對深基坑土方開挖施工的重視程度。近年來深基坑開挖工藝已隨著科技的發(fā)展取得了一定進(jìn)步，施工方法與工藝都得到了豐富[1]。因此，施工時要結(jié)合實(shí)際施工條件因地制宜，選擇合適的開挖工藝與方法，改善施工流程完善監(jiān)督管理機(jī)制，進(jìn)一步提升建筑物整體質(zhì)量。

1 深基坑施工情況與基本施工原則

建筑物深基坑施工通常包含施工設(shè)計方案以及土方開挖兩個方面，兩者對建筑物深基坑施工質(zhì)量起著直接決定性作用。因此，相關(guān)施工單位一方面要提高對這兩方面工作的重視程度，另一方面這兩方面工作負(fù)責(zé)人員要積極溝通，制定科學(xué)合理的施工方案與流程。當(dāng)前我國深基坑類型主要有：挖掘深度大于5m的坑、建筑物地下室深度超過3層以及建設(shè)深度不深但環(huán)境復(fù)雜的坑等[2]。

1.1 深基坑土方開挖情況

建筑深基坑土方開挖施工工作一旦開始，施工將一直處于一種動態(tài)的挖掘過程，若在施工中操作不當(dāng)或施工方式不合理將會造成嚴(yán)重后果。隨著挖掘深度的不斷增加，基坑支護(hù)所要承受的壓力也逐漸加大，一旦基坑形狀因過大壓力發(fā)生變形將極易引起坍塌事故。因而在土方開挖前應(yīng)進(jìn)行充足的準(zhǔn)備工作，首先，要對施工環(huán)境的地下水情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研和勘查，一旦發(fā)現(xiàn)可能危害建筑物穩(wěn)定的因素要及時研發(fā)有效解決方案。其次，要對周圍坡度情況進(jìn)行了解，要確保周邊坡度條件能夠符合土方挖掘基本要求。最后，要結(jié)合實(shí)際環(huán)境條件選擇合理的開挖方式與挖掘工藝，進(jìn)而為建筑物整體質(zhì)量提供保障。在深基坑挖掘施工中，首先要制定合理的施工計劃與安排，并對采取怎樣的施工工藝與挖掘方法，以及相關(guān)機(jī)械的選擇等進(jìn)行周密思考[3]。

1.2 深基坑土方開挖施工原則

建筑物深基坑土方開挖施工對建筑物質(zhì)量影響至關(guān)重要，這也決定了土方開挖工作要嚴(yán)格遵守施工原則。首先，要對施工現(xiàn)場進(jìn)行合理勘查，在土方開挖之前要詳細(xì)了解周圍環(huán)境的現(xiàn)場情況，結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境制定合理的施工方案，避免因施工方案與實(shí)際環(huán)境條件不符而延誤施工進(jìn)度，影響工程順利進(jìn)行，對工程項(xiàng)目造成經(jīng)濟(jì)損失。其次，深基坑土方施工要明確先支后挖的基本原則，現(xiàn)場施工人員與技術(shù)人員要熟練掌握先支后挖的操作原則，同時結(jié)合設(shè)計方案制定詳細(xì)的施工流程。舉例來說可以先挖掘好溝槽再在溝槽口部做好支撐，而后再進(jìn)行挖掘工作，同時結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況選擇合適的開挖方法，保證工程質(zhì)量。

2 深基坑施工工藝與開挖方法

2.1 放坡開挖

放坡開挖的操作方式通常適用于較淺的深基坑施工情況，利用挖土機(jī)進(jìn)行一次開挖工作，即可完成放坡開挖過程，同時滿足工程施工標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)標(biāo)高。放坡開挖的應(yīng)用過程中，首先，對于土質(zhì)較硬且地下水水位偏低的區(qū)域，要先保證開挖的坡度并在對土方的挖掘中配合鏟挖土機(jī)實(shí)現(xiàn)挖掘工作。其次，對于地下水位較高的區(qū)域，要與運(yùn)土車輛與反鏟挖土機(jī)等設(shè)備相互協(xié)同，進(jìn)而保證施工效果。此外，還應(yīng)避免邊坡松散或者風(fēng)化等不利情況[4]。

2.2 拉錨開挖

對于較大深度的深基坑則需要直立壁的拉錨開挖模式，通常這類深基坑在底部存在較大的空間。在施工過程中可以采用分區(qū)段或者分層次開挖的方式，確保整個拉錨施工貫穿于整體施工過程中。此外施工工作人員要根據(jù)實(shí)際需要劃分不同的開挖操作工藝，進(jìn)一步保證土層的穩(wěn)定性。利用拉錨開挖工藝，可以有效減少施工成本，同時保證土方開挖施工進(jìn)度。

2.3 內(nèi)設(shè)支撐開挖

在深基坑土方開挖施工中要對直立壁設(shè)置內(nèi)部支撐，同時內(nèi)支撐也是施工過程中的關(guān)鍵點(diǎn)。因此，為保證施工順利和深基坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，要對支撐部分進(jìn)行周密的設(shè)計，保證施工過程中避免出現(xiàn)安全威脅。如果按照分層開挖的方式，要在施工過程中保證支撐工藝與開挖工藝交叉式進(jìn)行，此外還可根據(jù)實(shí)際的現(xiàn)場施工情況選擇中心島式開挖工藝。

2.4 明挖法

明挖法顧名思義就是按照施工設(shè)計方案的標(biāo)高，由高到低對土方進(jìn)行挖掘，并在深基坑施工完成后從下至上進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)對建筑物中心部分的合理作業(yè)。明挖法具有施工方式簡單、施工效率高、施工成本低等特點(diǎn)，但在施工過程中產(chǎn)生的噪音較大，對周圍環(huán)境影響顯著。

2.5 蓋挖法

蓋挖法與明挖法相反，從地面向下施工至設(shè)計深度時將頂部封閉，并在封閉性的空間內(nèi)完成剩下的施工工作。蓋挖法是一種逆向的施工方式，但在實(shí)際工作時也要結(jié)合具體情況對施工順序進(jìn)行改變。蓋挖法的一個顯著優(yōu)點(diǎn)是能夠在交通繁華建筑密集的城市環(huán)境中，在不影響路面交通的情況下進(jìn)行施工。當(dāng)前主要有兩種蓋挖方式，即順作法和逆作法。其中順作法是指在完成地面擋土作業(yè)后，再覆蓋一層能夠承受地面承載力的橫梁等標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，從而保證交通的暢通，蓋挖順作法是依照由下而上的施工順序完成建筑物的整體結(jié)構(gòu)。而逆作法則是在深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)與中間樁在地表面由上至下作業(yè)，通過利用建筑主體結(jié)構(gòu)的中間支撐體系，減少工程施工造價。

3 建筑深基坑土方開挖的要點(diǎn)

3.1 強(qiáng)化監(jiān)督監(jiān)測管理工作

建筑工程深基坑土方開挖工作是一個動態(tài)的過程，在實(shí)際施工過程中要對實(shí)時施工狀況、實(shí)際施工條件以及客觀地質(zhì)條件等及時監(jiān)督與監(jiān)測。結(jié)合實(shí)際施工情況完善施工方案，包括邊坡支護(hù)、土方開挖以及其他施工方案內(nèi)容。施工單位首先要建立專門的監(jiān)督監(jiān)測管理部門，在施工過程中不斷對邊坡支護(hù)的施工質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，并制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測標(biāo)準(zhǔn)，提高施工質(zhì)量。此外，建筑深基坑土方開挖工作中排水系統(tǒng)也是施工過程中的重要一環(huán)，而強(qiáng)化監(jiān)督監(jiān)測管理工作，能夠更加有效地提高排水工作的質(zhì)量，保證深基坑施工的安全性。建筑工程的施工質(zhì)量離不開有效的現(xiàn)場監(jiān)管與各部門的協(xié)同作用，工程建設(shè)一定要嚴(yán)格按照制定的施工工序進(jìn)行，而有效的現(xiàn)場監(jiān)督與監(jiān)測能夠?yàn)榻ㄖ锾峁┳罨镜馁|(zhì)量保證。土方開挖需要施工人員依照預(yù)先制定的施工方案進(jìn)行，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，同時需要專門的監(jiān)測人員對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，確保施工工作的安全性。

3.2 嚴(yán)格控制開挖質(zhì)量

建筑物建設(shè)施工要嚴(yán)格按照設(shè)計方案與施工方案進(jìn)行，在深基坑土方開挖工作方面，更要按照項(xiàng)目建設(shè)要求進(jìn)行作業(yè)。在施工過程中將整個施工方案中最復(fù)雜的環(huán)節(jié)提取出來，并利用多種挖掘方式與挖掘工藝保證實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目預(yù)期的施工深度，順利完成分層開挖與分段開挖工作。此外，還要嚴(yán)格控制挖土機(jī)的作業(yè)范圍，一方面要保證施工工作人員的生命安全，確保在安全的工作環(huán)境中完成深基坑底部施工作業(yè)，另一方面要及時監(jiān)控深基坑底部四周的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)防安全事故的發(fā)生。同時，作為影響深基坑開挖工作質(zhì)量的另一項(xiàng)重要因素，開挖程序亦非常重要。因此，在開挖前施工單位要結(jié)合開挖剖面分層與行車路線，明確開挖程序，制定施工現(xiàn)場坡面路線圖與施工平面圖，制定完善的施工標(biāo)準(zhǔn)保證土方開挖工作順利有序進(jìn)行。

3.3 完善基坑支護(hù)工作流程

建筑物深基坑土方開挖工作離不開有效的基坑支護(hù)，因此施工單位要明確深基坑的支護(hù)方式與支護(hù)內(nèi)容。一般情況下首先計算基坑內(nèi)側(cè)壁的安全系數(shù)，并采用土釘墻與放坡加噴射砼護(hù)面相結(jié)合的方式進(jìn)行基坑支護(hù)。當(dāng)前針對這一領(lǐng)域的專業(yè)人才的需求持續(xù)攀升，相關(guān)部門要提高對基坑支護(hù)人才的培養(yǎng)，并積極召開專題研討會等活動，加大對支護(hù)工作的科研投入，推進(jìn)基坑支護(hù)工作流程的完善。

4 結(jié)語

社會的發(fā)展為各行各業(yè)帶來了新的推動力，我國城市化進(jìn)程的不斷深入對建筑行業(yè)產(chǎn)生了巨大促進(jìn)作用，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑方式與施工工藝與時俱進(jìn)，不斷推進(jìn)我國建筑事業(yè)的發(fā)展。大型建筑深基坑土方開挖技術(shù)的有效應(yīng)用是影響建筑物質(zhì)量的關(guān)鍵內(nèi)容，施工單位要予以高度重視，確保工程施工順利開展。