基坑逆作法土方開挖關鍵技術措施

郭健

融信（廈門）房地產開發有限公司（361000）

基坑逆作法土方開挖關鍵技術措施

郭健

融信（廈門）房地產開發有限公司（361000）

深基坑逆作法有許多優點，如節約資源、壓縮工期、不易破壞環境等，成功地解決了常規支護所暴露的許多問題，是人們向地下要空間和節約社會資源的有效手段。這里以廈門市嘉禾園地下車庫為例，談談基坑逆作法土方開挖關鍵技術措施。

深基坑；逆作法；土方開挖；開挖控制難點與注意事項

逆作法在深基坑工程中的應用越來越廣泛，在施工經驗和方法上已經取得了很多成熟的經驗。由于逆作法施工工藝的特殊性和復雜性，深基坑逆作施工對基坑開挖等方面的控制標準越來越嚴格，因此需要對逆作施工條件的深基坑開挖方式及逆作開挖導致的土體-支護結構變形性狀開展系統的理論研究，為逆作法在地下深基坑開挖工程中的應用提供一定的借鑒作用。

1 逆作法土方開挖工藝

1.1 土方開挖前準備工作

1）分層降水

降水是基坑土方開挖的重要保證，降水工作應該在土方開挖前兩周進行，保證水位降到開挖面以下1～2m，以確保開挖工作面不受影響。密切觀察基坑周邊的沉降量變化以及基坑外水位的下降情況,適時地進行回灌以確保一定區域的抽灌平衡，從而減少基坑周邊沉降量。

2）行車道路的施工

行車道路是基坑土方運輸的關鍵，土方開挖之前必須完成施工中已設計好的行車道路施工。

1.2 道路總體布置

本工程首先是土方整體開挖至冠梁底位置。該層的道路布置是根據現場周邊的交通情況，設置兩條能銜接市政道路的出土主干道（即一條銜接湖濱中路，一條銜接湖濱南路），車道總體布置為：第一層土方施工完成后開始冠梁和第一層逆作梁板的施工，待第一層逆作梁板施工完成后就利用梁板作為行人和行車道路。該層的道路布置主要是結合第一層的出土主干道與市政道路的出口，避開出土口進行設置。

1.3 設備機械的安排

施工單位根據工作面及工程量等因素確定投入施工的機械設備有：小型挖機10臺，長臂挖機3臺，后八輪自卸汽車25臺，灑水車1臺，塔吊3臺。

1.4 施工中機械平面和立體布置

讓長臂挖機在梁板上作業，配備一定數量的小型挖掘機在坑內和梁板下作業。結合立體施工，將長臂挖機無法施工到的土方由小挖機配合，最后長臂挖機將土方挖裝到土方車上外運到指定棄土場。所有土方運輸車輛按項目部設定的行車路線進出場。

1.5 土方開挖順序

本工程由嘉禾園地下車庫與中山醫院地下車庫兩部分組成,兩個車庫即相互制約又相輔相成。因此兩個工程的基坑開挖工作需按照一定的順序才能安全高效地進行施工。施工以豎向分層、水平分區及對稱、平衡、限時的要求進行，開挖過程中需要觀察、測量基坑是否變形，以保證施工安全。

該基坑開挖分為三個過程：從地面開始開挖至冠梁底標高,然后進行冠梁和第一層梁板施工；2）從第一層梁板下開挖5.65后,進行第二層梁板施工;3）將土方開挖至基坑底部，再單獨開挖承臺及超深部分的土方,開挖后隨挖隨砌完成磚胎模及墊層施工。

以上三個過程中第三過程的一層土方開挖順序是承臺、地梁、電梯井等超深部分，要提前用儀器畫出軸線，定出承臺等的邊界線；測量好高程；施工過程派專人進行協調控制。

1.6 開挖過程中基坑安全的保護

1）土方開挖在降水兩周后以及圍護結構達到要求強度后方可實施。開挖遵循豎向分層、水平分區的原則，嚴格按照順序進行，其順序是：先開挖中間后兩側，對稱、平衡地施工。

2）基坑在開挖工程中縱向放坡，為確保縱坡的穩定，應隨挖隨刷坡，確保縱坡的穩定性。分層開挖刷坡坡率控制在1：2以內，放坡的總高度與長度之比不大于1：3。

3）截水溝設置在基坑坡頂，防止雨水沖刷坡面和基坑外排水回流滲入坑內。基坑土方開挖后，盡快在坡腳設置排水溝和集水井,以防止坑底積水。集水坑與基坑擋土墻內側的距離應大于1/4基坑的寬度。

4）根據基坑圍護結構特點，預先制定防治漏水涌砂的措施。成立漏水涌砂應急小組，配備堵漏經驗豐富的施工隊伍。開挖過程中對樁間止水帷幕等薄弱部位設專人巡視，若出現滲漏，立即停止開挖，采用反壓、注漿、封堵等有效措施及時處理，防止滲漏點擴大。

5）建立監測機制，指定專人進行監測，在圍護結構和支撐梁施工時將監測所需的元件埋入。在土方開挖期間監測人員要收集、分析數據，確定圍護結構的應力與位移，并反饋給土方施工班組。

2 開挖過程中的控制難點與注意事項

2.1 鋼管柱周邊的土方開挖

鋼管柱是支撐體系的受力構件，鋼管柱的穩定與否關系到基坑安全。開挖機械的撞擊、土方側壓力等外力都會影響鋼管柱的穩定性，故保護鋼管柱是土方開挖的重點。

開挖至鋼管柱附近的區域時，應派專人對挖機進行指揮，防止碰撞變形，從而影響結構安全。把鋼管柱兩側土體高差嚴格控制在1m以內，以鋼管柱為圓心、半徑0.6m范圍內人工開挖。

2.2 塔吊基礎開挖及保護

本工程塔吊基礎由4根樁基支撐,為懸臂結構，故在施工中須對其進行加強，形成整體。在基礎開挖過程中，把樁基兩側土體高差控制在1.5m內，保證土體壓力平衡。在施工中應注意如下事項：1）嚴禁挖掘機碰撞塔吊樁基。塔吊樁基部分土方開挖須專人指揮，在塔吊樁基0.6m范圍內人工開挖，清理土方。2）塔吊樁基兩側土體開挖高差不得大于1.5m。3）塔吊樁基每開挖2.5m后停止，待在樁基上安裝好抱箍，連結成整體后方可向下再次開挖。

2.3 圍護樁間涌水涌砂的控制

本工程地下室范圍內工程水文地質條件復雜,地下室基坑深度達到了12.65m，而地下水埋深比較淺，原始地貌為海灣灘涂，主要地層為河流相沖洪積地層、海陸交互相沖洪積地層組成，淤泥層較厚，地下水豐富。隨著土方開挖的進行,圍護結構內外兩側形成較大的水壓差，使得地下水攜帶泥沙，透過圍護結構薄弱部位涌入基坑，施工中易發生涌砂、結構變形、結構失穩等現象，從而影響基坑安全。所以在開挖過程中，特別是在圍護結構較近的地方開挖時，必須派專人嚴格觀察圍護結構樁間情況，一旦發現有滲漏，馬上按照已制定的應急預案進行處理。

2.4 基坑內水位的控制

降水是坑內土方開挖的基礎，是開挖能否順利進行的關鍵。由于基坑所在的位置地下水位比較高，土壤下層沙層比較厚且與附近的筼筜湖連通，地下水壓力大，降水工作難度高。為了控制坑內水位,我們比原設計多增設了降水井。

在開挖前兩星期就開始調整坑內水位。本工程所有的降水井均采用自動抽水泵，水位是通過水泵水位感應器來調整。保持坑內周圍的降水井的水位在土方開挖面下3m、基坑中的降水井水位則控制在土方開挖面下1.5～2.0m。派專人每天觀察記錄水位的變化情況，通過對數據的分析適時調整抽水的時間，增減水泵數量。水位調整的先后根據土方開挖的順序而定，先開挖先調整，暫不開挖暫不調整，各區域動態控制，這樣就可以減小基坑周圍的沉降量。

3 小結

1）介紹了逆作法土方開挖工藝的優缺點，從開挖準備、道路布置、機械安排、開挖順序等方面闡述了逆作法土方開挖的工藝，從鋼管柱區域開挖、塔吊基礎開挖機保護、圍護樁間涌水涌砂控制、開挖標高和邊線的控制、基坑內水位的控制等方面列舉了開挖過程中的控制難點和注意事項。

2）廈門嘉禾園地下停車場逆作法土方開挖的施工難度大，用長臂挖機和普通挖機配合，進行分段、分區、分層開挖。施工結束后，基坑周圍沉降均在設計允許的范圍內，順利完成了開挖任務。