深基坑土方開挖的施工控制

王 潔 孫忠超

（1、嘉興市秀洲區人防辦，浙江 嘉興314000 2、浙江中天建設集團，浙江 嘉興314041）

1 工程概況

本工程由多層、高層建筑組成的集商業、酒店式公寓、住宅為一體的綜合體。設兩層地下室，地下部分總建筑面積約為58443.22平方米。地上部分由若干框架結構裙房和三棟剪力墻結構主樓組成，地上部分總建筑面積約為140975平方米。基坑設計安全等級為一級。基坑維護采用“整體維護，分塊開挖”，維護結構一次圍合，土方開挖和支撐施工分塊進行。基坑平面形狀近似長方形，基坑支護采用三軸重力式擋墻兼止水以及鉆孔灌注樁結合一道內環形支撐體系圍護（局部為二道）和上部土釘墻支護；支撐體系為桁架式，中間設有鋼格構立柱，局部在基坑東北角增設了一道角撐。支撐梁頂標高為-3.50m。

基坑平面形狀為近似長方形，自然地坪標高-0.2m，土方份兩次開挖，第一次開挖至-4.4m（支撐梁底面），待支撐梁全部完成并達到設計強度的85%以后開始第二次開挖，開挖至-10.4m(底板底面)，整個開挖面積約為30000m2，開挖土方量約為300000m3。

2 施工難點特點分析

2.1 基坑開挖深度深（近11m），基坑面積大（約30000m2）、土方開挖量大（約350000m3）。

2.2 工程樁為預應力管樁，開挖范圍內部分土層為淤泥質土，地下水位高。

2.3 周邊環境復雜，北側距市區主干道中山路約10m，南側緊鄰宿舍樓，東、西兩側距現有建筑物均在5m以內，另外，場地東側留有1萬伏和11萬伏高壓線。因此對周邊的建筑物、場地內的管線保護是本工程重點。

2.4 現場施工場地狹小，場內無回車、回車位置。施工車輛（土方運輸），混凝土罐車進出只能倒進順出。

2.5 工程位處繁華地段，上下班期間道路交通管制，嚴禁貨運車輛進出。

2.6 基坑工程施工將經歷雨季、臺風季節，對基坑土方開挖及底板施工有較大的影響。

3 土方開挖施工

3.1 開挖施工的原則

“分層、分塊、對稱、快挖快撐、保持基坑圍護體受力均衡”是基坑開挖施工的原則。土方開挖分支撐梁以上和支撐梁以下兩次進行，支撐梁以上土方開挖時，圓環支撐內部分土方暫不開挖。此處土方在開挖支撐梁以下土方前回填至支撐梁空檔并超過梁300mm位置作為第二次土方開挖的路基土，且在道路上鋪路基板。

3.2 支撐梁上方土方開挖

根據維護設計要求，為控制和減少環形支撐混凝土收縮的影響及施工方便，將整個內支撐分為10段澆筑，五個區塊。采用中心島開挖方式，先開挖環形支撐四周土方再開挖中心部分土方：即Ⅰ區塊為5、6段；Ⅱ區塊為2段（第一道支撐）；Ⅲ區塊為7、9段；Ⅳ區塊為8、10段；Ⅴ區塊為3、4段、2段（第二道支撐）。支撐梁上施工流向為Ⅰ區塊—Ⅱ區塊—Ⅲ區塊—Ⅳ區塊—Ⅴ區塊。

支撐梁及其以上土方（第一次）開挖順序：根據樁基及圍護樁施工的實際情況，采用局部大開挖的方法：其中預留圓環支撐內無支撐空檔內的土方不開挖其他部位大開挖的方法施工。先行施工⑤、⑥段的土方和支撐梁，先以②、⑩段位置出土，然后開挖②段位置土方，施工第②段內第一道支撐梁，等②段的第一道支撐梁達到設計要求的強度，②段出土坡道回填后，再作為土方開挖的基坑出土口。其余各段保留圓環外按由南往北，由西往東施工。③段、④段、②段的第二道支撐為最后施工，由于圓環內土方量較大，本層挖土時暫不開挖，作為開挖支撐下土方時回填至支撐內部空間運土道路的路基土和兩個出土口運土坡道的回填路基土。多余土方在開挖支撐梁以下土方前外運。

土方開挖與支撐梁上土方基坑邊坡復合土釘墻施工（業主外包樁基單位施工）的配合順序：以一個施工段為例，首先沿著該施工段的基坑邊水泥攪拌樁的內邊開挖溝槽（寬×高=3米×8米），以方便此部位第一道復合土釘墻的施工，待第一層復合土釘墻施工完成，并養護時間不少于36小時后，再大開挖本施工段的支撐梁上土方，第二道復合土釘墻邊開挖邊施工，隨土方開挖進度隨時跟進，第二道土釘墻施工完成并養護36小時后再開挖土方至支撐梁底設計標高，然后施工第三道土釘墻，再施工支撐梁模板及鋼筋工程。

支撐梁完成后的效果圖

3.3 支撐梁下方土方開挖

第二次土方在支撐梁完全形成并達到設計強度85%后才能開挖，并根據工程上部結構及后澆帶布置情況，第二次土方開挖及地下室結構施工分四個施工區塊10個施工段進行流水施工。即Ⅰ區塊為1、2段；Ⅱ區塊為3、4、5段；Ⅲ區塊為8、9段；Ⅳ區塊為6、7、10段。（具體詳見附下圖：支撐梁下土方開挖分段圖）根據環形內支撐的施工要求和工程擠密效應的應力釋放，東西方向采取對稱平衡開挖，由兩側向中間推進。支撐梁下施工流向為Ⅰ區塊、Ⅲ區塊—Ⅱ區塊—Ⅳ區塊。

第二次土方開挖深度為7.2m（從坑底算至支撐梁上300mm），圓環內無支撐梁部分土分三層開挖，每層開挖深度為2.4m，2.4m，2.4m。采用大挖機開挖，每臺挖機的工作面不少于10m，土方由停放標高位置最低的挖機依次向上傳遞至路面（-3.2m）大挖機裝車外運。支撐梁下方的土方先由大挖機開挖，在有小挖機的工作面時，可從支撐梁空檔部位下放小挖機，用小挖機在支撐梁下開挖，為便于小挖機在支撐梁下行走和開挖方便，確定小挖機停機的土體標高為-7.4m，將-7.4m至-10.4m土方分二層兩臺小挖機開挖至基坑底設計標高，挖出土方放至停放在支撐梁頂300mm處大挖機附近的-5.3標高挖土范圍，再由大挖機裝土至運土車輛內，挖機邊挖邊。整個區塊四個工作面同時作業，每個工作面配備一臺大挖機，兩臺小挖機，八臺土方運輸車。土方最后挖至西北角，小挖機用汽50T車吊調離基坑，大挖機改用長臂挖機挖出最后的土方。

3.4 基坑監測

3.4.1 基坑圍護設計監測。為確保施工的安全和開挖的順利進行，在整個施工過程中進行全過程監測，實施信息化施工。基坑圍護監測委托具有專業資質的原設計的單位對基坑圍護設計實施監測。

3.4.2 基坑圍邊特征點監測。墻體測斜、墻頂沉降與位移、土體測斜、支撐軸力、立柱隆沉、坑外水位、坑頂地表沉降與位移、地下管線水平位移、地下管線沉降等監測項目委托另一家專業單位實施監測。圍邊特征點監測為和諧社會創造條件，也為順利施工提供依據。

3.4.3 項目部監測、觀察。①配合專業監測單位在施工過程中的各項監測工作；②監測施工過程中周邊建筑物、構筑物的沉降情況；特別是基坑西部、西南角的居民宿舍樓墻體裂縫、室外地面裂縫情況。③宏觀觀察坑壁土體發生位移、裂縫及其發展情況。④監測地下水位變化及坑壁滲漏水情況情況。⑤觀察周邊原有舊圍墻的位移、裂縫情況。⑥監測基坑開挖至坑底標高后土體穩定和上浮情況。⑦觀測土方開挖過程中，形成的土體內部應力釋放對塔吊的垂直度、水平沉降影響情況。⑧對周邊地下管線及地面的宏觀觀測。

4 結束語

經過近三個月的的施工，一個基坑開挖深度深近11m、面積約30000m2、開挖量約350000m3的土方工程予于2009年10月順利完成。

4.1 科學的開挖方案是的工程施工的先決條件。本方案實施后，在最短時間內完成土方開挖，監測數據表明圍護體受力變化均衡，證明此方案的切實可行。

4.2 合理的施工作業是創造經濟效益的根源。方案講究時空效應，組織科學的流水施工，減少二次翻運土方工作量，提高挖土效率，創造了良好的技術效益。

4.3 先進的監測手段是基坑安全施工的保障。本工程施工時有三家監測單位，一家負責基坑圍護設計監測，一家負責基坑圍邊特征點監測，一家負責基坑施工監測和觀測。三家單位信息相互通報，為安全施工提供了保障。

[1]梁德祥.淺談深基坑工程監理[J].建設監理;1997,01.