深基坑開挖施工技術的運用淺析

胡志永

【摘 要】 隨著經濟的迅速發展，我國城市化進程加速，高層建筑、超高層建筑、大型地下停車場、商場、地下交通樞紐、地鐵車站、地下變電站等日益廣泛應用，甚至一些歷史建筑為適應現代的使用功能要求，興建多層地下室。如何選擇地下工程的施工方法和相應的技術和工藝，成為地下工程建設者研究的重要課題之一，也是投資決策者的共識。本文針對工程中深基坑的施工技術做了簡要介紹，希望對今后工作能夠提供幫助。

【關鍵詞】 房屋建筑 深基坑 安全措施

一、深基坑概述

目前，5m以上的基坑作業被大多數業內人士認為是深基坑，《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》建質[2009]87號中明確，深基坑施工需要編制專項施工方案并請專家論證。

二、房屋建筑工程深基坑的特點

深基坑施工是建筑施工中的重點，是整個建筑的基礎，深基坑施工的安全可靠，直接關系著高層建筑的安全性、穩定性和長久性。為保證房屋建筑基礎及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受影響，對地面以下開挖的土體所進行的一系列勘察、設計、施工和檢測等工作，統稱為深基坑工程。深基坑的施工的綜合性較強，既涉及結構力學問題，又涉及水力學等問題，計算過程比較復雜。深基坑工程的支護體系既要涉及到較深的土方開挖，保證基坑相鄰建筑物和地下管線的安全及正常使用，又要有阻斷地下水向基坑內滲流、保證基坑內施工作業面干燥的功能。因此，深基坑工程的支護體系常由兩部分組成：一部分為支護結構，常在基礎外圍設置連續密排的灌注樁、預制樁或鋼板樁擋土，當土質較軟、基坑深度較大而對變形限制嚴格時，還應對支護樁設置拉錨、地下連續墻、一道甚至數道水平支撐。在三層以上地下室超深基坑或繁華區域或工期緊，綜合考慮技術可行、經濟效益良好情況下可引入逆作法設計施工一整套處理方案。另一部分為止水體系，常采用連續密排的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁等形成阻斷地下水向坑內流動的止水帷幕。深基坑工程一般有如下特點：

（1）深基坑的支護系統多為臨時性的，安全很難得到保障。（2）深基坑工程具有很強的區域性、很強的針對性，必須因地制宜。（3）深基坑的施工的綜合性較強，既涉及結構力學問題，又涉及水力學等問題，計算過程比較復雜。（4）深基坑的深度和平面形狀、土體是蠕變體等使得深基坑工程具有較強的時空效應。（5）深基坑工程是涉及支護體系設計、土方開挖、檢測、監測等信息化施工的系統工程。（6）深基坑的開挖對相鄰建筑物的影響較大。

三、房屋建筑工程的深基坑處理技術

1.施工前的準備工作

（1）圖紙會審。接受施工圖后，應及時組織有關技術人員熟悉及會審圖紙，領會設計意圖，根據圖紙情況和合同要求，盡快與業主、協作單位取得聯系，進行項目劃分工作，明確各自工作范圍。同時將圖紙上的問題及合理化建議提交給業主、工程監理及設計部門共同協商，爭取將重大工程變更洽商集中在施工前完成或大部分完成。（2）施工方案編制中，所有參加施工的管理人員應充分發表自己的意見，只有那些在全員集思廣益，反復探討而得到的施工方案，才是最科學合理、最切合實際可行、經濟合理的優秀施工方案。（3）做好全面有針對性的安全、技術、質量、進度交底工作和動員工作，明確崗位分工、職責、制度，實行考核獎勵制度，充分調動生產、管理積極性和能動性。（3）根據建設單位提供的坐標點及水準基點進行定位放線，遵循“從整體到局部”的原則，建立施工平面測量控制網，在現場選擇便于觀測又較為永久穩固的地點設置若干個水準高程測量控制點，做好軸線控制點和高程控制點的保護工作。（4）做好現場排水管溝，使地表水盡快排出場外。（5）通過編制施工質量計劃、施工質量策劃，明確質量目標，分析質量目標可能無法完成的各種影響因素，針對這些影響因素制定有效的預防措施，防范于未然。

2.深基坑開挖的方法及注意事項

深基坑開挖前根據基坑圍護設計方案，編制專項施工方案，按照施工方案進行嚴密部署，并進行模擬推演施工進展各個工況，對工作面轉換、各工種流水作業、交叉作業進行計劃預控。選擇合適的開挖方法、施工順序、流程、運土車開行路線，做好施工進度計劃、材料、機械、人員進場計劃，選擇合適分段、分層的方法進行開挖，并及時做好臨時支護、支撐。深基坑開挖時應按照施工方案的部署進行施工，以免亂挖造成支護系統的受力不均勻。測量放線人員應隨時對開挖深度和位置進行監測，以免施工中出現開挖深度超過基坑底標高，造成超挖的現象。超挖既浪費了人工、進度、成本，又對后續的排水工作很不利。為了確保深基坑底部土體的自然結構、避免坑底超挖，深基坑挖至設計底標高200mm時宜選擇人工進行開挖。大面積開挖時，應統一生產力進行開挖，挖好一段后應立即對這一段鋪設墊層，這樣施工的目的，是為了減少基坑底部土壤的暴露時間，確保基坑的穩定。順作法基坑挖土為露天作業，施工進度受雨水天氣影響大，對雨季、臺風等強降水可能引起的基坑積水采取有針對性的排水措施。做好基坑圍護位移的監測，監測的數據應繪制相關曲線，進行動態信息化管理，根據其發展趨勢分析整個基坑穩定情況。如遇有變形過大等情況，應增加觀測頻率，并及時通知各部門以便采取應急補救措施。

3.降排水方法

（1）根據地質勘探報告和先期的實地考察，在深基坑的開挖前期以明排水為主要排水方式進行集中排放；根據土質滲透系數、基坑大小、開挖深度確定降水方法（明排水、輕型井點、深井降水、組合降水）和平面布置及深度；盡量在坑底基本無水的情況下進行作業。（2）深基坑土方工程施工時，雖然有止水防滲措施，但在所難免會出現坑壁滲水的現象，可采取“堵”和“疏”的方法進行控制。當深基坑坑壁的滲水較小時，可以用導流管將滲水排入排水坑。當深基坑坑壁的滲水較大時，應將該處的土體進行暫時保留，再進行壓實，然后使用注漿的辦法將滲漏部位封住。

4.施工安全技術措施

（1）土方開挖前，應會同甲方有關人員對施工區域內的地下管道、電纜、光纜等地下設施進行確認，以便在施工時采取相應的防護措施。（2）根據地質勘察報告，如果工程的土質較好，在基坑開挖時可不考慮邊坡支護。若土質情況不好，應采用邊坡支護。（3）根據定位測量給出的軸線點，確定基坑的挖土施工范圍，按一定的施工順序進行分層開挖，土方及時運出，不得在基坑周圍堆土。（4）挖土前，先會同甲方確定給水管道的具體位置、走向、埋深，以便挖土時能夠有效控制，避免導致給水管道爆裂，造成嚴重的施工事故。在具體施工時，應在給水管道周圍預留部分土方，由人工清理，直至給水管道露出。（5）施工時，新建建筑物邊線與原有建筑物較近時，在施工過程中應嚴格觀察土方的穩定情況。采取必要的防護措施，防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工時，應準備草帶子、石頭、磚等物品，對該處邊坡進行相應的加固防護，確保工程順利施工。（6）在基坑四周嚴禁堆放任何物品，施工車輛嚴禁靠近。（7）基坑四周必須設置安全防護欄桿，安全防護欄桿應由上、下兩道橫桿組成，宜采用上橫桿高度具地面1.2m，下橫桿高度距地面0.6m，并加安全網。安全防護欄桿宜采用 Φ48mm鋼 管，防 護 欄 桿 立 柱 應 埋 入 地 下500mm，確保防護欄桿的穩定性。（8）夜間安全防護欄桿四周應設置安全照明。（9）施工人員上、下基坑應走安全通道，安全通道搭設應規范。（10）進入施工區域的施工人員應戴好安全帽。（11）做好基坑周圍的排水工作，防止基坑因雨水浸泡造成塌方。

四、工程實例

某住宅小區Ⅰ區塊地上61867.85 m2，地下17680.6 m2，主要建筑物由6幢上部17～18層地下二層高層住宅、東側沿街2層配套商業建筑及大面積地下車庫組成。另外包括開關站及2幢配電房。開挖深度范圍內以污泥土為主，穩定性極差，增加圍護施工難度，尤其是東西兩土釘砼護坡，坡腳積水易失穩、坡面易向下滑坡、坡頂開裂。

1、基坑挖土區塊、施工段劃分，挖運土方開行路線總體布局圖（如圖1）

2、基坑南北兩側圍護，由兩道φ700鉆孔灌注樁及φ500@350水泥攪拌樁止水帷幕、坑底兩排水泥攪拌樁加固、外加兩道預應力錨桿組成（如圖2）。

3、基坑東西兩側圍護，由二級放坡、三道φ48x2.5L=10000@1000鋼管錨桿、坑底兩排梢徑100松木樁@500組成（如圖3）。

4、施工工藝流程：

塔吊基礎先行施工安裝；因工期緊，主樓施工在關鍵線路上，故基礎施工先主樓后汽車庫，總體施工順序為一→二→三→四→五（見平布圖）。流水施工如下：

（1）鉆孔灌注樁施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側

（2）基坑周邊挖土至壓頂梁底：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側

（3）噴射砼護坡、壓頂梁施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側

（4）第一道預應力鋼筋錨桿施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓

（5）基坑周邊挖土至第二道錨桿：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側

（6）第二道預應鋼筋錨桿施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓

（7）東西兩側放坡平臺砼及兩道土釘施工：基坑西測→基坑東側

（8）東西兩側挖土至坑底、打松木樁：基坑西測→基坑東側

（9）坑內挖土、磚胎模、墊層施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→5#樓→2#樓

（10）東西兩側第三道土釘、砼坡面施工：基坑西測→基坑東側

（11）坑內挖土、磚胎模、墊層施工：四（一）→四（二）→五（一）→五（二）

五、結束語

隨著國民經濟的高速發展，城市建設中大量高層建筑不斷興起，促進了深基坑施工技術的發展。而深基坑部位的施工，危險性大，施工難度大，很可能引起基坑周圍局部土體發生位移和沉降，危及臨近建筑物、道路和管線的安全，造成重大損失，同時影響工程的順利進行。因此，我們在深基坑施工時必須高度的重視，不斷提高深基坑處理的技術水平。