高層建筑土方開挖施工的技術探討

周增威

摘要：隨著城市的快速發展，建筑技術日新月異，特別是隨著高層建筑的增加，土方開挖施工技術也有了新的突破，已廣泛應用于高層建筑施工。作為高層建筑施工的基礎，土方開挖施工技術水平可以有效降低工程造價，提高工程總體質量。但是我國土方開挖技術還處于不斷探索的階段，對于技術方面存在的一些問題，仍然需要不斷研究先進有效的土方開挖施工技術。本文主要對對高層建筑土方開挖技術進行了分析，簡要介紹了準高層建筑土方開挖施工技術的種類和要點。

關鍵詞：高層建筑；土方開挖；施工技術；技術探討

引言

隨著經濟的發展，城市規模不斷擴大，舊城區正在被拆除和重建，導致大規模地下空間項目的開發建設，如超高層建筑地下室，地下商場，地下停車場，大型地鐵站等建設項目。而地下工程的大規模建設涉及到許多地下結構、管道和對變形敏感的建筑物，因此，這也給高層建筑的施工帶來了難題，在高層建筑施工中，土方開挖施工是非常關鍵的環節，是否能做好充分的準備工作，科學選擇施工計劃，使用先進的施工技術是影響高層建筑土方開挖施工技術、確保高層建筑施工質量最重要的因素。

1.高層建筑土方開挖施工技術前的準備

1.1按時空效應分塊抽條挖土措施。土體具有彈性，在受荷后會產生塑性變形，而且變形將隨時間增加。土體塑性變形的速度與載荷的大小有關，一般來說，坑內被動區域的土體流動塑性變形的速度小于被動土壓力之前的土體，土體的時間效應和空間效應不可分離，合理的土方開挖方法，局部殘土在坑內的的合理分布可以有效地增加被動土中的被動區壓力，減小流量的塑性變形和。

1.2開挖原則。頂板以上的土方開挖采用明挖方式，由于地下管道數量龐大，土方開挖前要綜合考慮市政管網圖紙，全面掌握設計內容的各方面信息，確保圖紙的準確性。還需要做好現場驗證工作，施工現場的水文地質將影響開挖施工，因此，在開挖前進行工程勘察是不可或缺的，包括對施工現場進行調查、收集相關的地質資料。另外，還需要清理施工現場的障礙物，保證施工場地的平整。

1.3開挖方式。主要的土方開挖方式主要是機械為主，人工為輔。機械開挖方式主要用反鏟挖掘機挖土，由于施工現場不易堆土，因此需要邊挖邊退，將土方外運。對于土層高度200mm以上的土層、管道1m周圍土層都使用人工開挖修整。開挖過程中應做好測量和加強檢查，在地下室鋪設測量控制樁，將樁長控制在300mm，根據膠合板的接合位置或控制線均勻地布置樁，以確保底模的平坦度和準確度。

2.高層建筑土方開挖施工技術

2.1放坡土方開挖法。放坡土方開挖法適用于基坑周圍有空曠地帶用來放坡、周圍建筑設施比較少地方采用，而且整個過程不需要支撐施工，具有施工空間寬闊、施工周期短、經濟可靠的優勢。當開挖土方含水量較大且不穩定、基坑較深、或由周圍場地限制需要使用陡坡、垂直開放控制土質較差時，應臨時支撐加固。開挖大寬度基坑時，當地塊不能分段放坡，或者由基坑尺寸受限不能放大坡度，應在下坡采取加強措施，比如可以使用短樁和隔膜支架、石頭或編織袋臨時存放短樁，以保護坡腳。

2.2盆式土方開挖。對于土壤膜開挖土方施工，絕大多數土方需要回挖，這將使挖掘效率不高，導致模板和支撐無法正常拆除，同時導致資源的浪費。因此，考慮到開挖效率和經濟效益，大面積的基坑可采取盆式土方開挖技術，使基坑的周圍土壤得到保護，中部的大部分土壤可以明挖，不僅有利于控制基坑的變形，還可以提高挖掘效率。另一方面需要預留基坑周圍土體位置的寬度、坡度、高度，方便進行是施工穩定性驗算，防止出現失穩滑動現象。

2.3中心島土方開挖。中心島式土方開挖適用于大型基坑，支撐結構的支撐形式為角撐板、環梁或側桁架式，中間有大空間。利用這一點，可以使用土墩的中間作為支點來建立支架，挖掘機可以使用支架開挖挖掘，運輸土壤車輛也可以使用支架進入坑內攜帶土壤。這種土方開挖方法能有效加快挖土速度，一般底板的厚度大，當挖掘地板時，特別是當地板的高度較大或建筑物靠近重要的保護建筑物或設施時，由于挖掘支撐的間隙較大會導致變形。此時，按照中心島土方開挖施工，首先澆筑坑底中間，達到一定強度后，再對其他位置在挖掘底部進行抽挖，這些位置需要控制一定間隔，分條澆筑地基，每層地面挖土至混凝土澆筑施工完成時間應控制在72h以內。

2.4逆作法土方開挖。逆作法土方開挖施工方法是首先在逆作面上形成垂直結構，并且從頂部到底部構造以下水平地下結構，利用水平地面結構用于抵消圍護結構的側向土壓力的施工方法。這種施工方法具有很多優勢，比如自上而下的結構和地下結構可以同時施工，項目進展加快，項目總工期大大縮短；水平結構比支撐構件更剛性，因此外殼變形小，有利于保護周圍的建筑物和設施；圍護體、支撐等用于主體，從而節省了大量的成本；使用封閉，覆蓋挖掘施工，減少了灰塵，降低了噪聲，有利于現場施工文明和環境保保，可以使結構設計更加合理等。同時在采用逆作法土方開挖時，要注意地下連續墻的施工，加強清理措施，采取措施防止地下室措施崩潰，防止因過度沉降造成的垂直荷載超過允許值要求；采取措施確保墻壁的垂直度。

3.結語

隨著中國社會經濟發展越來越快，人們對建筑業的發展也更加關注，建筑的需求也日益增大，如何延長高層建筑的使用壽命，確保施工質量成為建筑行業需要解決的重要問題。土方開挖施工技術作為高層建筑深基坑建設的重要技術之一，直接影響工程建設的質量，不僅可以提高高層建筑的施工質量，增加其使用年限，而且還可以降低項目成本，達到最大化工程建設的經濟效益的最大化。因此在進行高層建筑的土方開挖施工時，應綜合全面的考慮實際情況，制定科學合理的施工方案，選擇最經濟有效的土方開挖施工技術，確保高層建筑土方開挖工作的順利完成。