建筑深基坑土方開挖的施工分析

張雪蘋

為滿足建筑施工單位對基礎(chǔ)埋深工程的需要，施工單位要在建筑工程施工期間，進(jìn)行深基坑土方開挖工作，完善深基坑支護(hù)、土方施工、降排水等施工流程，改善施工難度大、風(fēng)險高的情況[1]，提高施工單位建筑深基坑土方開挖能力，對具體施工工藝進(jìn)行細(xì)分，推動建筑工程施工的進(jìn)程。

1.深基坑工程設(shè)計概況

深基坑施工必須注意深基坑體系設(shè)計以及深基坑土方開挖工作，明確建筑工程的施工目標(biāo)[2]。在特房·芙蓉書院項目建設(shè)期間，工程設(shè)計單位對樁基礎(chǔ)情況進(jìn)行總體規(guī)劃，確定書院1號樓～4號樓樁基采用旋挖灌注樁，施工前期要清點各處的總樁數(shù)，按照書院建設(shè)面積設(shè)計樁徑，選取適合樁基建設(shè)的建筑施工材料，對實際樁長按嵌巖深度進(jìn)行現(xiàn)場確定，計算單樁的承重力，便于選取樁身主筋鋼材。5號樓～8號樓樁基采用PHC管樁，主要設(shè)計流程與以上基本相同，設(shè)計人員要根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整施工計劃，為深基坑工程施工打好基礎(chǔ)。

特房·芙蓉書院項目在進(jìn)行深基坑土方開挖工作前，要選擇合適的基坑支護(hù)類型，確定工程設(shè)計地坪高程為±0.00=18.80m -23.50m，底板底標(biāo)高為10.50m-13.20m，建筑場地標(biāo)高為16.00m-24.00m，基坑開挖深度約1.70m-12.50m，施工單位明確以上建筑施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行深基坑土方開挖工作。

2.深基坑土方開挖施工原則

2.1 土方開挖

通過測量放線，定出基坑開挖的邊線及放坡的距離，挖掘機應(yīng)采用分層逐步開挖的施工方式，開挖順序及長度、深度應(yīng)考慮基坑支護(hù)的設(shè)計要求。

機械開挖過程中，注意基坑支護(hù)面的保護(hù)，挖出的土方立即由自卸汽車運走。按照現(xiàn)場每天5臺挖掘機考慮，機械開挖期間出土量約3000m3/天。

開挖至工程樁部位土方時應(yīng)對工程樁采取有效的保護(hù)措施嚴(yán)禁對工程樁產(chǎn)生碰撞。

當(dāng)開挖至底板墊層標(biāo)高后，主要采用人工挖土，小型挖掘機配合土方外運。開挖好后應(yīng)立即進(jìn)行墊層施工，如不能進(jìn)行下道工序，應(yīng)預(yù)留30cm一層土不挖。當(dāng)大面積的基坑土方開挖完成后，挖掘機退場，剩余土方由人工開挖。

基坑開挖至基底時，應(yīng)及時做100厚C20素混凝土封底。

雨天施工時，基坑應(yīng)分段開挖，挖好一段澆筑一段墊層，并在基坑底面外側(cè)以及邊坡頂面四周挖設(shè)環(huán)形排水溝、集水井，以防地面雨水流入基坑或匯集水流，并及時抽排水。

2.2 施工便道

現(xiàn)場施工道路均由出入口向場地內(nèi)延伸，采用200mm厚砼路面等建筑垃圾硬化地面，道路寬度6m，坡度1：0.5。

為保證機械在場地上能正常開挖行走，基坑內(nèi)坡道采用碎磚渣鋪設(shè)500mm厚，作為防陷層，必要時可在其上鋪設(shè)16mm厚鋼板。為保證施工便道的安全，可在施工便道兩側(cè)壓入木樁或槽鋼等進(jìn)行簡易支護(hù)，亦可起到機械在出土口行走時保護(hù)下方冠梁的作用。

隨土方退行路線逐步縮短。分層開挖時每層應(yīng)留6m～10m寬停機面、回車場，其土體表面處治同施工便道做硬化處理。

圖1 施工坡道剖面圖

3.深基坑土方開挖的施工要點

3.1 臺地地貌場地平整

特房·芙蓉書院項目的建設(shè)圖紙顯示該地形屬于臺地地貌，場地呈東高西低，東西側(cè)距離115m標(biāo)高相差近8m，地表高差較大，施工前應(yīng)對場地進(jìn)行整平，采用土釘墻結(jié)合放坡加噴射砼護(hù)面支護(hù)，坡面放坡坡度為60°，沿豎向設(shè)置4道土釘，豎向及水平間距均為1.5m；土釘?shù)拈L度為6.0m～9.0m，入射角15°。坡面掛設(shè)Φ10@150mm×150mm鋼筋網(wǎng)，噴射150mm厚C20混凝土。東側(cè)場地平整后進(jìn)行樁基施工。

3.2 分層開挖施工

（1）土方施工時，嚴(yán)格分階段、分層開挖，隨挖隨運，土方開挖出來應(yīng)及時運到卸土場地。

（2）基坑開挖時，每層開挖最大深度取決于在支護(hù)投入工作前土壁可以自穩(wěn)而不發(fā)生滑動破壞的能力，實際工程中常取基坑每層挖深與豎向間距相等；深度不得超過1.5m，發(fā)生異常情況時，應(yīng)立即停止開挖，并查清原因和采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)開挖。

（3）土方開挖。當(dāng)繼續(xù)開挖至承臺地梁底，基底預(yù)留土（地下室墊層上300mm）一起由人工搶挖，每開挖一片，立即封底墊層。

（4）同時進(jìn)行支護(hù)邊以及基礎(chǔ)梁邊的清理修邊。由小型挖掘機進(jìn)行場內(nèi)機械轉(zhuǎn)運。剩余部分的基坑內(nèi)坡道土體采用小型挖掘機配合人工開挖。

（5）人工挖土采用直鏵切土，分塊集中。施工時應(yīng)注意對基底標(biāo)高的控制，減少對基底土體的撓動，隨挖隨封底。

（6）中部土層的人工挖土部分應(yīng)分塊突擊，并及時澆筑墊層，要求施工機械每開挖200m2～300m2后即開始分片開挖地梁、集水坑基坑與砌筑磚胎模。

（7）坑中坑：先打入木樁，開挖基槽進(jìn)行支護(hù)施工，待強度達(dá)到要求后，方可進(jìn)行開挖，采用人工與機械配合開挖。

（8）土方開挖需與預(yù)應(yīng)力錨索施工速度相協(xié)調(diào)，每次挖土至預(yù)應(yīng)力錨索標(biāo)高下500mm嚴(yán)禁超挖。

3.3 深基坑土方開挖降排水措施

施工人員在進(jìn)行深基坑開挖工作前，對特房·芙蓉書院項目施工場地的水文條件進(jìn)行分析，場地地下水類型主要以潛水和基巖裂隙水為主，受大氣降水和地下水側(cè)向滲流補給影響，水位隨季節(jié)更改變化較大，場地地下水自北向南徑流排泄。分析了水文條件后對該工程降排水具體施工環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化：

（1）坡面設(shè)置泄水孔，間距2000mm×2000mm；泄水孔做法如下：采用Φ50mmPVC管，穿梅花狀Φ6@50，外包二層尼龍濾網(wǎng)。

（2）在離坡頂開挖線0.5m～1.0m處設(shè)置300mm×300mm截水溝，截水溝的底面應(yīng)比坡頂面低0.3m，且與坡頂線之間應(yīng)噴射混凝土硬化。

（3）在邊坡坡腳不小于0.3m處設(shè)置300mm×300mm排水溝，排水溝的底面應(yīng)比挖土面低0.3m～0.4m，且與坡腳線之間應(yīng)噴射砼硬化。

（4）在基坑四角且每隔30mm～40m應(yīng)布置一個800mm×800mm×500mm集水井，集水井底面應(yīng)比排水溝底面低0.5m以上。基坑內(nèi)水集中至集水井后經(jīng)沉淀后抽走并排入市政排水管網(wǎng)。

（5）基坑內(nèi)每隔20m設(shè)置一個疏干井進(jìn)行降水。疏干井采用Φ300mm井管形成深井降水系統(tǒng)。成孔直徑Φ ≥500mm，井深進(jìn)入基坑底4.5m。

采用以上集水明排結(jié)合井管降水的方法控制施工過程產(chǎn)生的地下水，確保土方開挖和地下室施工的順利進(jìn)行。

3.4 保證深基坑土方開挖的施工質(zhì)量

施工單位在開展深基坑開挖工作時，要按照項目工程的施工方案進(jìn)行作業(yè)，提取出整個工程中的復(fù)雜環(huán)節(jié)，在分層、分段開挖期間，利用多種手段確保基坑的深度達(dá)到工程預(yù)設(shè)深度，根據(jù)特房·芙蓉書院項目的實際施工情況，控制挖土機的作業(yè)范圍，保證施工環(huán)境的安全，期間施工人員要根據(jù)深基坑底部的施工狀況，分析坑底四周的土壁情況，防止出現(xiàn)突發(fā)事故。同時，施工單位明確開挖程序，結(jié)合開挖剖面分層對行車路線進(jìn)出口進(jìn)行分析，繪制土方開挖順序和出土坡道示意圖及施工現(xiàn)場總平面圖，明確項目工程的開挖目標(biāo)及開挖標(biāo)準(zhǔn)，保證基坑土方開挖工作的順利開展。

3.5 完善基坑支護(hù)工作流程

施工單位在開工期間，要對深基坑的支護(hù)方式以及支護(hù)內(nèi)容進(jìn)行明確，施工單位根據(jù)特房·芙蓉書院項目的現(xiàn)場施工作業(yè)情況，將基坑安全等級評為二級，計算基坑側(cè)壁的安全系數(shù)為1.00，采用土釘墻與放坡加噴射砼護(hù)面相結(jié)合的方式進(jìn)行基坑支護(hù)，根據(jù)工程設(shè)計，將基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)具體分為5個剖面，1-1坡面采用土釘墻結(jié)合放坡加噴射砼護(hù)面支護(hù)方式，其余坡面均采用放坡加噴射砼護(hù)面支護(hù)方式，施工人員要注意土釘角度與噴射材料，提高基坑支護(hù)的安全系數(shù)。

3.6 提高監(jiān)督管理能力

深基坑土方開挖工程的關(guān)鍵在于施工單位要依據(jù)特房·芙蓉書院項目的工程施工概況，結(jié)合實際的施工條件，制定合理的施工計劃，施工期間加大對工程施工的監(jiān)督和管理力度。一方面，針對基坑邊坡支護(hù)的施工過程，施工人員必須嚴(yán)格按照支護(hù)方式開展工作，管理人員要提高支護(hù)質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格規(guī)范和要求施工流程，打造良好的建筑施工環(huán)境；另一方面，施工單位要建立以項目為中心的現(xiàn)場管理體系，協(xié)調(diào)施工單位與項目主理人之間的關(guān)系，合理安排樁基施工方式、降排水、邊坡支護(hù)等施工程序，縮短特房·芙蓉書院項目的建設(shè)工期。同時，施工單位要根據(jù)特房·芙蓉書院項目的建設(shè)狀況，對施工人員作業(yè)行為進(jìn)行規(guī)范，加強監(jiān)督和管理，完成書院施工建設(shè)的工作目標(biāo)。

4.結(jié)論

建筑深基坑土方開挖工作，是施工單位作業(yè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵程序，對項目工程施工質(zhì)量起到重要作用，要求施工人員必須根據(jù)項目的實際建設(shè)情況，制定科學(xué)的施工計劃，落實工程施工期間的相關(guān)工作，完善工程施工規(guī)劃、考察、建設(shè)、驗收的全過程，有效提高項目的建設(shè)質(zhì)量，降低企業(yè)的施工成本，為施工企業(yè)順利完成建設(shè)工作提供技術(shù)和資金支持。