建筑深基坑土方開挖施工的研究與分析

沈志俊

（大有水木建筑設(shè)計(jì)（北京）有限公司 揚(yáng)州分院，江蘇 揚(yáng)州 225000）

在建筑工程施工的過程中，施工單位為了能夠?qū)蹬潘?、深基坑支護(hù)、土方施工等施工程序進(jìn)行補(bǔ)充完善，需要開展深基坑土方的開挖作業(yè)，由于這一過程中具有高風(fēng)險(xiǎn)、高難度的施工阻礙，所以必須對施工過程的每一步工藝進(jìn)行精細(xì)的劃分，以此來使工程建設(shè)的施工進(jìn)度得以加快。這樣做也就可以使項(xiàng)目的施工團(tuán)隊(duì)在基礎(chǔ)埋深工作的需要中得到滿足。

1.深基坑工程設(shè)計(jì)的概況

工程設(shè)計(jì)的單位需要在“特房·芙蓉書院”這個(gè)建筑工程項(xiàng)目的施工期間對樁的基礎(chǔ)情況進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，有整體的建筑布局。同時(shí)要通過旋挖灌注樁對建筑中的2號樓到5號樓的樁進(jìn)行基本的建設(shè)。根據(jù)項(xiàng)目的施工面積對樁徑進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之前還需要對各處的總樁數(shù)進(jìn)行清點(diǎn)，這是施工前期所要做的準(zhǔn)備工作。同時(shí)還要按照嵌巖深度對現(xiàn)場的實(shí)際樁長進(jìn)行深度的測量。為了方便對樁身的主筋及鋼材的選取，也要對單個(gè)樁身的承重力進(jìn)行計(jì)算。而1號樓和6號樓則是通過PHC管樁來施工的，施工的整體流程與旋挖灌注樁相差無幾，不過為了打好深基坑工程的基礎(chǔ)，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)場施工的實(shí)際情況對施工環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的調(diào)整。

在該項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際的建設(shè)之前，需要對基坑的支護(hù)類型進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇，以使該工程的設(shè)計(jì)中的地平高程能夠達(dá)到±0.00=17.8 m-22.3 m，建筑場地的標(biāo)高為15 m-23 m，底板底標(biāo)的高達(dá)到10.50 m-12.50 m，開挖的基坑的深度能夠達(dá)到的大約高度為1.50 m-11.50 m。建筑施工的單位，在進(jìn)行項(xiàng)目施工之前，需要對以上的施工標(biāo)準(zhǔn)非常清晰，不然是不能夠允許施工的。

2.深基坑土方開挖的施工原則

2.1 土方開挖

為了能夠準(zhǔn)確的定出基坑挖掘的放坡距離和邊線，需要通過測量放線進(jìn)行數(shù)據(jù)的確定。在施工前，需要考慮到長度、深度以及開挖的先后順序的設(shè)計(jì)要求，并且要通過挖掘機(jī)展開逐層分布的施工模式。

機(jī)械挖掘期間，每天的土出量應(yīng)當(dāng)達(dá)到3200 m2/d。并且在挖掘機(jī)挖掘的過程中更要考慮到對基坑支護(hù)面的保護(hù)問題，需要做到在現(xiàn)場備有自卸汽車，能夠隨時(shí)將挖出的土方運(yùn)走，以起到保護(hù)基坑支護(hù)面的作用。

當(dāng)挖掘機(jī)作業(yè)深度達(dá)到工程樁部位的土方時(shí)，是絕對不允許對工程樁進(jìn)行破壞的，所以也需要對工程樁采取必要的保護(hù)措施。當(dāng)挖掘機(jī)作業(yè)到底板墊層標(biāo)高的時(shí)候就需要結(jié)合使用小型的挖掘機(jī)與人工的挖掘不斷配合，使出土能夠及時(shí)地運(yùn)出。挖掘結(jié)束后需要即刻對墊層開展施工，倘若不能立即開展墊層的施工，則需要做好28 cm-33 cm的土地厚度的預(yù)留。在大部分基坑土方工程施工結(jié)束后，就需要利用人工就行小面積的開挖，挖掘機(jī)也就自然不需要了。在開挖工作達(dá)到基底的時(shí)候，需要及時(shí)的用C20素混凝土，做120厚的封底。

在陰雨天對開挖工程進(jìn)行施工時(shí)，需要在邊坡頂面的四周與外側(cè)的基坑底面做好環(huán)形的排水溝以及集水井的設(shè)計(jì)，以滿足對雨水的排泄的需求并能夠有效地地防止地面的雨水進(jìn)入基坑及混入水流中。所以在雨水天氣，基坑的施工需要展開分段性的開挖，每挖好一段基坑便澆筑一段的墊層。

2.2 施工便道

現(xiàn)場需要使用厚度為180 mm的砼路面一類的建筑廢物將地面硬化，而相應(yīng)的需要將施工道路的延伸方向設(shè)計(jì)成從出入口往場地內(nèi)，設(shè)計(jì)的道路坡度為1∶0.8，道路的寬度是7 m。

基坑的內(nèi)坡道需要利用碎磚渣制作防陷層，至少需要鋪設(shè)490 mm的厚度才能夠滿足防陷層的需求。而防陷層這樣設(shè)計(jì)的目的是使在場地上機(jī)械可以正常的工作，在情況需要時(shí)必須在防陷層上鋪設(shè)鋼板，港版的厚度需要達(dá)到15 mm。機(jī)械在出土口進(jìn)行作業(yè)時(shí)非常容易對下方的冠梁造成一定程度的破壞，所以需要將槽鋼或是木樁等加裝到施工便道的兩邊，這樣也是能夠順便保障施工便道的安全的。根據(jù)施工的進(jìn)度，土方的退行路線將會越來越短，所以要對土體表面進(jìn)行處理，并與施工便道一同進(jìn)行硬化的處理，同時(shí)在各層的施工時(shí)需要在各個(gè)層面留下寬度為7 m-12 m的回車場及停機(jī)面。

3.深基坑土方開挖的施工重點(diǎn)

3.1 臺地地貌場地平整

根據(jù)項(xiàng)目施工的圖紙可以判定出施工地形應(yīng)該為臺地地貌，其特點(diǎn)是從東到西依次變低。地形的東西方向的距離是120 m，土地表面的高度相差比較大，標(biāo)高的差距能夠達(dá)到7.5m。所以在施工之前需要對護(hù)面進(jìn)行支護(hù)，這就需要用到放坡、噴射砼再配合土釘墻來實(shí)現(xiàn)。并且更要對場地進(jìn)行水平面的調(diào)整。豎向與水平間距都是1.6 m，順著豎向需要設(shè)置5道土釘，土釘?shù)拈L度需要達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是7.0 m-10.0 m，而坡面的放坡所對應(yīng)的角度是65°，入射角為20°。鋼筋網(wǎng)在坡面的掛設(shè)要求是Φ15@120 mm×130 mm，同時(shí)所噴射的C20混凝土的厚度需要達(dá)到160 mm。在做好一切準(zhǔn)備工作，使東西兩側(cè)的場地平整后就可以根據(jù)設(shè)計(jì)對樁基進(jìn)行施工了。

3.2 分層開挖施工

一是在對土方進(jìn)行施工時(shí)需要對施工的階段進(jìn)行嚴(yán)密的把控，需要做到即挖即運(yùn)，分不同層次開展挖掘工作，將不斷開挖出的土方實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)到專門用來卸土的場地。二是在對基坑進(jìn)行作業(yè)時(shí)，基坑不同層面開挖的深度及豎向的距離都是固定相等的，在將支護(hù)應(yīng)用在作業(yè)之前，土方能夠自行穩(wěn)定并且沒有產(chǎn)生滑動(dòng)破壞的能力就是用來判定各個(gè)層面能夠開挖的極致深度。一般來說，開挖深度不能大于1.7 m。當(dāng)挖掘工作在實(shí)際過程中發(fā)生非正常情況時(shí)需要對施工進(jìn)行暫定，并及時(shí)查找出問題的原因以解決相應(yīng)的問題，在情況得以處理后便可以繼續(xù)施工了。三是土方的挖掘，當(dāng)開挖達(dá)到了承臺地的梁底時(shí)，在開挖出一片式就需要對墊層進(jìn)行及時(shí)的封底。而基底預(yù)留土的厚度標(biāo)準(zhǔn)是地下室墊層的350 mm左右。四是現(xiàn)場內(nèi)機(jī)械的轉(zhuǎn)運(yùn)需要利用小型的挖掘機(jī)進(jìn)行完成，并且要對基礎(chǔ)梁邊與支護(hù)邊同步展開修邊的清理。而其余的小部分的基坑內(nèi)的土就需要采用人工與小型機(jī)械設(shè)備相結(jié)合的方式展開挖掘。五是在人工挖土?xí)r需要留心對基底土體的挖掘要小，不能過多的開挖基底土體。開挖時(shí)需要通過直鏵切土的方式開展挖掘工作，并且還要留心對基底的標(biāo)高的把控，出土?xí)r要將其分塊集中，便于轉(zhuǎn)運(yùn)清理。六是在人工開挖到中間圖層的時(shí)候，需要利用分塊突擊的方法開展作業(yè)，并要在注意對墊層的實(shí)時(shí)澆筑。同時(shí)需要設(shè)立好施工開挖的面積，根據(jù)本項(xiàng)目來講，是需要在每300 m2-400 m2左右之后要對集水坑基坑、地梁以及砌筑的胎模展開分片作業(yè)。七是現(xiàn)在基槽開始挖掘以起到支護(hù)施工之前需要將木樁打入到其中。在挖掘前還需要等其強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后再開展作業(yè)，以機(jī)械和人力相互搭配的方法進(jìn)行挖掘。八是每當(dāng)開挖工業(yè)到達(dá)預(yù)應(yīng)力錨索的標(biāo)高以下489 mm時(shí)，就需要嚴(yán)格限定不能超挖。所以這就需要土方的挖掘作業(yè)要和預(yù)應(yīng)力錨索的施工進(jìn)度要達(dá)到基本相同，不然是很難實(shí)行嚴(yán)格禁止超挖的標(biāo)準(zhǔn)的。

3.3 深基坑土方開挖降排水措施

為了做好挖降排水的相關(guān)措施，在施工前需要對本項(xiàng)目的場地水文情況嚴(yán)格的分析。

首先要設(shè)置的就是坡面泄水孔，其相隔距離需要達(dá)到1900 mm×1800 mm；其具體操作就是通過利用PVC 管以及尼龍濾網(wǎng)，其中PVC的直徑需要達(dá)到56 mm，同時(shí)穿梅花狀，在外層尼龍濾網(wǎng)要套雙層。其次在距離坡頂?shù)拈_挖線 0.6 m～1.1 m 的地方需要設(shè)置一個(gè)攔截水流的水溝，其底面需要低于坡面0.24 m，且設(shè)置范圍應(yīng)該是310 mm×350 mm。而且需要在坡頂線和截水的水溝之間通過對混凝土的噴射實(shí)現(xiàn)硬化目標(biāo)。再次，就是需要在邊坡的坡腳出設(shè)置一個(gè)大于等于0.26 m的排水溝，并要求排水溝的挖土面要高于設(shè)置的排水溝的底面的高度約0.28 m-0.34 m，并且依然要通過應(yīng)噴射砼來實(shí)現(xiàn)該排水溝與坡腳線之間的硬化標(biāo)準(zhǔn)。然后第四步就是需要在基坑的四個(gè)角上各間隔34 mm-45 m就要設(shè)置一個(gè)集水井，這是為了能夠?qū)⒒觾?nèi)的水匯集到集水井，之后經(jīng)過一定時(shí)間的沉淀之后能夠抽排到市政的排水管網(wǎng)中，其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到780 mm×820 mm×476 mm，而且還要求排水溝的底面要高于集水井底面至少0.46 m。最后一步就是需要設(shè)置疏干井，為了保證降水的功能可以正常運(yùn)行，需要將兩個(gè)疏干井的距離設(shè)置為19 m已達(dá)到最佳效果。疏干井的深井降水系統(tǒng)的成孔直徑需要至少為650 mm，并且采用直徑34 mm的井管，而井深到基坑底的深度則需要達(dá)到5.1 m。

為了良好的控制產(chǎn)生多余的地下水，使土方施工能夠正常開展，就需要通過上述的流程實(shí)施集水與明排相結(jié)合的方式并配合管降水的方式實(shí)現(xiàn)對地下水的控制。

3.4 保證深基坑土方開挖的施工質(zhì)量

施工方需要按照已設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目施工方案開展相應(yīng)的設(shè)計(jì)坑開挖工作，并且還需要對整體工程中的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效的提取。通過對多方面施工策略的應(yīng)用，可以在分段以及分層的作業(yè)期間能夠保障基坑的實(shí)際深度可以與預(yù)設(shè)的工程深度相貼合。同時(shí)，要以特房·芙蓉書院的項(xiàng)目本身作業(yè)的實(shí)際情況，確定機(jī)械操作的工作范圍，對施工的環(huán)境提供保障性措施，在施工期間施工員要以深基坑底部的實(shí)際操作情況對坑底的各個(gè)角落進(jìn)行分析，防患突發(fā)事故的發(fā)生。并且，施工方還要根據(jù)實(shí)際情況對施工順序進(jìn)行明確，結(jié)合設(shè)計(jì)要求對車輛出入的路線進(jìn)行分析，同時(shí)還要將土方開挖的順序以及施工現(xiàn)場的總的平面圖設(shè)計(jì)繪制出來，以確立工程的開挖基準(zhǔn)，使土方工程的施工進(jìn)展順利。

3.5 完善基坑支護(hù)工作流程

施工方需要在開工前確立好深基坑的支護(hù)內(nèi)容及方式，根據(jù)項(xiàng)目本身的需求及現(xiàn)場的操作情況將基坑設(shè)為二級安全等級?；拥闹ёo(hù)是通過利用放坡加設(shè)砼護(hù)面與土釘墻來實(shí)現(xiàn)的，而基坑側(cè)壁的安全系數(shù)是1.00。以工程的設(shè)計(jì)為根本，我們需要具體細(xì)分基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，將其剖面設(shè)為6個(gè)，方便施工。主要采用放坡加噴射砼護(hù)面支護(hù)，只有2-3坡面是通過利用放坡加噴射砼護(hù)面與土釘墻的搭配實(shí)現(xiàn)支護(hù)的。

3.6 提高監(jiān)督管理能力

以項(xiàng)目本身的需求為依據(jù)，結(jié)合具體的施工狀況進(jìn)而制定出合理有效的施工方案是深基坑土方挖掘工程的重點(diǎn)。而在實(shí)際施工中則需要對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，為了保障施工安全施工者需依循設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，而管理人員則需要對支護(hù)質(zhì)量的評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行提高，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格把關(guān)不留后患。而從施工的操作管理角度出發(fā)，施工方則需要以項(xiàng)目本身為重點(diǎn)組織起高能有效的管理體系，協(xié)調(diào)好各方的關(guān)系，確保施工的順利進(jìn)行。

4.結(jié)語

施工方實(shí)際操作的關(guān)鍵點(diǎn)在于建筑深基坑土方挖掘工作的開展?fàn)顩r，這對該工程項(xiàng)目的質(zhì)量好壞是十分關(guān)鍵的。所以要求有關(guān)的工作人員一定要以設(shè)計(jì)要求為根本結(jié)合實(shí)際的施工情況合理的確立科學(xué)的施工規(guī)劃，將施工期間的一切有關(guān)工作落到實(shí)處，并通過對工程各項(xiàng)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把關(guān)使工程質(zhì)量得以提高，并盡可能地使施工成本達(dá)到最低，使施工方的工作能夠順利開展，高效完成。