高層深基坑土方開挖技術(shù)淺談

李 斌

（廣西北流土木建筑工程有限責(zé)任公司，廣西 北流 537400）

土方開挖是深基坑工程施工的重要工序，高層建筑基礎(chǔ)占地面積和體積較大，埋置較深，相應(yīng)的土方開挖量大，是一個(gè)技術(shù)復(fù)雜、綜合性很強(qiáng)的巖土工程難題，特別是在軟土地區(qū)，基坑工程風(fēng)險(xiǎn)性較大，基坑失效、失穩(wěn)的事故時(shí)有發(fā)生，究其原因，除設(shè)計(jì)不夠完善外，主要是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、土方開挖不合理以及降排水處理不當(dāng)?shù)仍斐傻摹Ｒ虼耍侠韺?duì)深基坑開挖方案進(jìn)行選擇，對(duì)順利進(jìn)行土方開挖工作，加速工程進(jìn)度，具有極為重要的意義。

1 土方開挖準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)勘查——熟悉并審查圖紙——繪制土方開挖圖——清除現(xiàn)場(chǎng)障礙物——做好“四通一平”（四通是通路、通水、通電、通電話線。一平是場(chǎng)地平整）——做好降排水設(shè)施——地下墓探——修建基坑施工必需的臨時(shí)設(shè)施——做好測(cè)量放線工作——準(zhǔn)備機(jī)具和施工人員。

2 方案的選擇

土方開挖方法，一般采用大開口開挖，有機(jī)械、人工、機(jī)械與人工相結(jié)合三種方式；按開挖放坡與否，又分為放坡開挖、設(shè)支護(hù)開挖、放坡與支護(hù)開挖相結(jié)合以及逆作法開挖等方式。具體選用哪種方法，應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)型式、基坑深度、面積大小、地質(zhì)條件、地下水位及滲水情況、場(chǎng)地寬窄、周圍建筑情況、地面荷載大小、機(jī)械設(shè)備條件、施工方法、工期要求以及施工成本等綜合考慮因素，制定多個(gè)方案，經(jīng)過比較，而后確定一個(gè)比較經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的開挖方案，用來指導(dǎo)施工。

（1）設(shè)備條件具備時(shí)，盡量采用機(jī)械化開挖方案，以節(jié)約勞力，加速工程進(jìn)程；對(duì)面積不大、深度較淺、地下水位較低的基坑；在挖土設(shè)備條件不具體的情況下，以用人工進(jìn)行較適合，也較為經(jīng)濟(jì)。只要合理組織勞動(dòng)力，配以小型機(jī)具運(yùn)土，進(jìn)度也可滿足工程要求。

（2）有的基坑底部具有多個(gè)標(biāo)高，較深部位用機(jī)械開挖工作面難以展開，效率低，且易于超挖，需要大量混凝士填充，不夠經(jīng)濟(jì)。此時(shí)宜采用機(jī)械與人工相結(jié)合開挖方案，上部用機(jī)械整片開挖至一平均標(biāo)高；而個(gè)別較窄的、較深的部位則用人工開挖。

（3）在基坑工程中，場(chǎng)地如果是黃土、密實(shí)的或一般黏性土、粉土或者砂礫層、碎石土，當(dāng)周邊環(huán)境條件許可時(shí)，宜采用不放坡，或放坡、分級(jí)放坡開挖。這種基坑工程造價(jià)較低，施工期較短，是首先應(yīng)當(dāng)選用的開挖方法。在場(chǎng)地狹窄、不允許放坡的條件下，則宜采用支護(hù)不放坡開挖方案。當(dāng)場(chǎng)地還有一定余地，也可采取放坡與支護(hù)相結(jié)合的開挖方案，上部放坡開挖，下部設(shè)支護(hù)開挖，以減少支護(hù)工和量。此外，逆作法多用于多層地下室的工程，采用逆作法施工的土方工程具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

3 土方開挖圖的繪制

土方開挖圖的繪制：①繪圖目的以土方開挖量最少、運(yùn)程最短、最經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)，針對(duì)高層建筑深基坑場(chǎng)地較狹窄，基坑較深，土方開挖量大的特點(diǎn)，對(duì)土方開挖的土面和豎向進(jìn)行合理的規(guī)劃，合理利用場(chǎng)地，使開挖工作有序地進(jìn)行；②繪制土方開挖圖應(yīng)盡量讓機(jī)械多挖，減少人工挖方和機(jī)械超挖，還應(yīng)提出支護(hù)、邊坡保護(hù)和降水方案。土方開挖圖繪制內(nèi)容應(yīng)包括：機(jī)械開挖路線順序及范圍、基底各層標(biāo)高，基坑尺寸大小、邊坡坡度、排水溝，集水井及支護(hù)位置、土方運(yùn)輸?shù)缆芬约巴诔鐾练蕉逊诺氐鹊取?/p>

4 基坑的機(jī)械開挖方法

4.1 機(jī)械選用

機(jī)械化開挖應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式、工程規(guī)模、開挖深度、土質(zhì)、地下水情況、土方量、運(yùn)距、工地機(jī)具設(shè)備條件和工期要求等合理選擇挖土機(jī)械，以充分發(fā)揮機(jī)械效率，節(jié)省機(jī)械費(fèi)用，加速工程進(jìn)度。

4.2 基坑坡度確定

采用放坡開挖，應(yīng)具有穩(wěn)定的邊坡坡度，以避免坍方，危害安全施工。確定基坑坡度應(yīng)根據(jù)實(shí)質(zhì)情況、場(chǎng)地大小、地下水情況和基坑深度等綜合因素，同時(shí)還要考慮施工環(huán)境，邊坡地面荷載等影響。

4.3 土方開挖方法

4.3.1 分層挖土

將基坑按深度分為多層進(jìn)行逐層開挖，分層厚度。軟土地基應(yīng)控制在2 m以內(nèi)；硬質(zhì)土應(yīng)控制在5 m以內(nèi)為宜，開挖順序可從基坑的某一邊向另一邊平行開挖。或從基坑兩頭對(duì)稱開挖，或從基坑中間向兩邊平行對(duì)稱開挖，也可交替分層開挖。可根據(jù)工作面和土質(zhì)情況決定。運(yùn)土可采取設(shè)坡道或不設(shè)坡道兩種方式。設(shè)坡道的坡度視土質(zhì)、挖土深度和運(yùn)輸設(shè)備情況而定，一般為 1∶8～l∶10坡度兩側(cè)要采取擋土或加固措施。不設(shè)坡道一般設(shè)鋼平臺(tái)或棧條作為運(yùn)輸土方通道。

4.3.2 分段挖土

將基坑分成幾段或幾塊分別進(jìn)行開挖。分段與分塊的大小、位置和開挖順序要為盡可能早的安裝支撐創(chuàng)造條件。根據(jù)開挖場(chǎng)地工作面條件、地下室平面與深淺和施工期要求而定。分塊開挖，即開挖一塊澆筑一塊混凝土墊層或基礎(chǔ)，必要時(shí)可在已封底的坑底與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間加設(shè)斜撐，以增強(qiáng)支護(hù)的穩(wěn)定性。

4.3.3 盆式挖土

先分層開挖基坑中間部分的土方，基坑周邊一定范圍內(nèi)的土?xí)翰婚_挖，可視土質(zhì)情況按1∶l或1∶2.5放坡，使之形成對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)土反壓力區(qū)，以增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。待中間部分的混凝土墊層、基礎(chǔ)或地下室結(jié)構(gòu)施工完成之后，再用水平支撐或斜撐對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，并突擊開挖周邊支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部分被動(dòng)土區(qū)的土，每挖一層支一層水平橫向頂撐，直至坑底，最后澆筑該部分結(jié)構(gòu)。

4.3.4 中心島式挖土

先開挖基坑周邊土方，在中間留土墩作為支點(diǎn)搭設(shè)棧橋。挖土機(jī)可利用棧橋下到基坑挖土，運(yùn)土的汽車亦可利用棧橋進(jìn)入基坑運(yùn)土。可有效加快挖土和運(yùn)土的速度。土墩留土高度、邊坡的坡度和高層均應(yīng)經(jīng)仔細(xì)研究后再確定。挖土亦分層開挖，一般先全面挖去一層，然后中間部分留置土墩，周圍部分分層開挖。挖土多用反鏟挖土機(jī)，如基坑深度很大，則采用向上逐級(jí)傳遞方式進(jìn)行土方裝車外運(yùn)。整個(gè)土方開挖順序應(yīng)遵循開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖的原則。

5 質(zhì)量安全文明施工要求

（1）挖掘機(jī)作業(yè)方向應(yīng)根據(jù)土方開挖示意圖進(jìn)行，應(yīng)分層進(jìn)行開挖，機(jī)械挖土應(yīng)嚴(yán)格控制開挖深度，避免超挖，擾動(dòng)原狀土層。

（2）基坑邊角機(jī)械挖不到的部位，應(yīng)配合人工清理。

（3）基坑開挖時(shí)，挖土機(jī)工作范圍內(nèi)不得進(jìn)行其他作業(yè)。挖土的機(jī)械設(shè)備及參與人員，必須嚴(yán)格遵守機(jī)械的安全操作規(guī)程和進(jìn)場(chǎng)后的安全常識(shí)教育交底的要求。

（4）人工清理基底的作業(yè)人員，必須按現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員的要求進(jìn)行作業(yè)，禁止采用挖空底部的操作方法從下向上拓寬。作業(yè)人員應(yīng)隨時(shí)注意土壁的變化情況，如發(fā)現(xiàn)裂紋或部分塌落現(xiàn)象，要立即停止作業(yè)，待處理穩(wěn)妥后方可作業(yè)。

（5）為保證基坑外的水不流入基坑，在基坑頂近基坑處，用水泥砂漿砌筑一道攔水壩。

（6）土方在施工中的安全防護(hù)要點(diǎn)：基槽邊1.2 m內(nèi)范圍內(nèi)不得堆放雜料及停放機(jī)械，1.2 m以外范圍內(nèi)堆上高度不宜超過1.5 m。開挖深度如果超過2 m，基槽沿邊處必須設(shè)兩道0.6 m和1.2 m高的防護(hù)桿加密目網(wǎng)封閉，懸掛危險(xiǎn)標(biāo)志，并在夜間懸掛紅色警示燈，嚴(yán)禁任何人在懸壁、陡坡下面休憩。開挖土方如遇大雨，應(yīng)立即停止施工，雨后必須檢查土壁及邊坡的穩(wěn)定情況，在確保安全無誤的情況之下方可繼續(xù)工作，夜間開挖土方，應(yīng)盡量安排在地形平坦、干擾較少和運(yùn)輸?shù)缆窌惩ǖ牡囟危⒈ＷC施工時(shí)有充足的照明。

（7）文明施工：①土方挖運(yùn)日夜施工，項(xiàng)目部在施工前將與有關(guān)政府部門協(xié)調(diào)，辦理施工相關(guān)證件，嚴(yán)格按時(shí)限施工；②土方運(yùn)輸車裝土應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，出場(chǎng)前對(duì)車身上、車輪上的浮土進(jìn)行清掃，土方用氈布覆蓋，避免車輛帶土上路污染市政道路；③在車輛出施工區(qū)域前，在道路旁搭設(shè)一清掃、整理土方操作架，以防止土方掉落遺撒。

6 結(jié)束語

高層建筑深基坑開挖是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，對(duì)技術(shù)要求十分嚴(yán)格，在具體施工中，要合理選擇基坑開挖程序，選擇合適機(jī)械，根據(jù)地質(zhì)條件，遵循施工要求來選擇其相應(yīng)的開挖方式。同時(shí)，要搞好挖土工程的組織管理，做好機(jī)械表面和運(yùn)輸?shù)缆返那謇砉ぷ鳌?/p>