醫院建筑大型基坑開挖施工及施工管理

賈振鵬

（中國水電建設集團十五工程局有限公司，陜西西安 710065）

0 引言

基坑施工是建筑工程的關鍵內容，對于土方量和規模比較大的基坑而言，施工工期的長短，主要取決于開挖的速度，開挖順序，以及開挖方法的選擇上。在開挖施工中要嚴格遵循“分層開挖、嚴禁超挖”的原則。并且整個開挖施工中應有專人指揮，并加強對基坑的監測，才能保證開挖施工的要求和設計工況相互一致，從而順利完成施工任務。基于此，開展醫院建筑大型基坑開挖施工及施工管理的分析研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

某醫院建筑工程，地上21層，地下2層，其中1～6層為門診部、急癥部；7～21層為住院病房，地下2層為人防急救中心，地下1層弱點設備用房，規劃用地面積為1.6萬m2，地上建筑為8.78萬m2。總體結構為鋼筋混凝土框架剪力墻結構。設計標準±0.00m，相當于黃海高層95m。基坑規模為125.34m×117.62m，屬于典型的大型基坑項目，場地自然地面標高為-0.370m，基坑底標高為-9.770m，基坑的開挖深度為9.4m。基坑地表荷載為15kPa，基坑安全等級為二級[1]。

2 大型基坑的特點

和其他工程相比，大型基坑工程項目具有明顯的特點，主要體現在以下3個方面。

（1）在大型基坑開挖施工中，支護體系多為臨時搭建的結構，安全性能比較低，因此，在具體開挖施工中存在一定的安全風險。

（3）在大型基坑開挖施工中存在很多影響因素，因此，無法制定統一的施工標準。并要求每位施工人員和技術人員都具有很強的綜合素質，對巖土工程、結構工程、力學、計算機、施工技術等都有一定的掌握和立即，才能更好的開展大型基坑開挖施工和相關的管理工作。

3 醫院建筑大型基坑開挖施工要點

3.1 大型基坑開挖總體思路

就案例工程而言，場地面積比較大，土方開挖量大，在大型基坑開挖施工中需要用到大量機械設備、車輛、人員，需要有周密的施工計劃安排，才能更好保證施工效率和質量。結合本工程大型基坑的特點，選擇盆式開挖方法效果最佳。土方開挖共分為5層[2]，在北側留取一個出土坡道，控制好開挖深度，每次開挖的最大深度不宜超過2m，開挖長度不宜超過20m，土坡道位置利用長臂挖掘機進行施工。共分5層進行開挖，具體的開挖層數、深度及方法如表1所示。

表1 大型基坑開挖層數、深度及方法

3.2 大型基坑開挖前的準備工作

就案例工程而言，規模比較大，影響施工質量和安全性的因素比較多，為保證施工的連續性，控制好施工中遇到的各種風險，在大型基坑開挖施工前，做了充分的準備工作，主要包括以下4個方面。

（1）大型基坑開挖施工人員需要對設計圖紙有充分的了解，詳細核對平面尺寸以及基坑底部的標高，驗證實際情況和設計圖紙之間是否存在沖突和矛盾，并全面了解工程規模、結構形式、特點等。

（2）結合設計圖紙，在大型基坑開挖施工區域內，設置好測量控制網，尤其是軸線需要進行精確的測量和校核，所選擇的控制網要盡量避大型基坑開挖挖掘機開挖和運輸車輛的行走路線，并設置好保護標志，確保軸線和標高都經過復核，且都準確無誤后再開始大型基坑開挖施工作業。

（3）大型基坑開挖場地需要進行平整處理，若施工區域內存在障礙物，如高壓電線、電桿、地下管道、電纜、舊基礎等探查清除并做好清除工作。

（4）正式開挖前，需要全面檢查和了解大型基坑所在區域的地質水文條件、交通道路情況、附近的構筑物布設情況等，做好清除詳細的記錄。此外，還需要對大型基坑內外、邊緣是否存在危險因素進行檢查，對參與大型基坑開挖施工的作業人員進行系統的培訓，并做好安全技術交底工作。

③靳靜：《反壟斷法價格協同行為的認定研究——以艾司唑侖藥品壟斷案為例》，載《反壟斷法》2016年第9期。

3.3 大型基坑開挖施工

案例工程在進行大型基坑開挖中，采取了以機械設備開挖為主，人工開挖為輔的方法，嚴格按照施工方案確定的分層深度進行逐層開挖。

每次開挖分段的長度要小于20m，最后北側出土坡道利用長臂挖掘機挖出。在進行相鄰地基開挖，要嚴格遵循“先深后淺”的原則，并且在挖土施工中要做到從上到下分段分層開挖，邊開挖，邊由專業的測量人員檢查坑底的寬度，如果寬度超過設計允許值，要停止開挖，等修整后，再繼續開挖。每次只能修邊1m左右，直到達到設計的標高后再統一進行一次修坡清底[1]。加強對坑底寬度和標高的檢查，最大的不平整度不能超過1.5cm，尤其是在那些已有建筑物側開挖基坑時，要做到間隔分段開挖，且每段的開挖長度不宜超過2m，相鄰段開挖需要等已經挖好的槽段基礎全部完成回填夯實后再繼續開挖。

大型基坑開挖深度超過5m以上時，要采用反鏟式挖掘機進行分層開挖，并在坑底配備小型推土機進行整平和集土處理，開挖出的土方通多自卸式汽車運輸到基坑之外。為避免發生超挖和欠挖問題，并始終保持邊坡坡度的準確性，本工程挖土邊坡采取了1:1的放坡標準，當機械設備開挖到距離設計標高或者邊坡邊界約50～80cm后，不再采用機械設備開挖，轉為人工開挖和修坡。在進行人工挖土中，也要采取分層分段均衡往下開挖的方法，若遇到較深的坑或者槽，每開挖1m就進行一次邊線和邊坡的檢查，超過標準及時校正。

開挖出的棄土要及時運輸到基坑之外，但要保證在基坑邊緣2m的范圍內，禁止堆放棄土，以免在下雨天發生基坑滑塌問題。如果需要臨時堆土，或者是留作回填土，堆土坡腳到基坑邊緣的距離，需要嚴格按照基坑開挖的深度、邊坡的坡度、土層的類別進行合理確定，比如：干燥密實的土不能小于3m，軟土土層則不能小于5m。基坑開挖達到設計的標高后，要及時進行坑底的抄平、修整操作，如果挖坑發生了小范圍的超挖問題，要用素土、灰土進行分層回填夯實到和地基土基本相同的密實度[2]。此外，為降低對基坑開挖坑底造成的擾動，基坑開挖到位后要盡量減少暴露在空氣中的時間，時進開展下一道工序施工，若不能及時開展下一道工序施工，需要預留出15～30cm厚的覆蓋土層，等基礎施工中再進行開挖操作。

3.4 地基局部處理

本工程開挖深度大，前提地質勘查中難以對全部土層的結構和特點進行詳細勘查，因此，大型基坑開挖施工中難免會遇到一些特殊地基的問題，此時就需要對地基進行局部處理，以保證大型基坑開挖的質量和安全性。在本工程大型基坑開挖主要遇到了以下3種特殊地基[3]。

（1）松土坑在基槽中，且范圍比較小時，需要將基坑中的軟弱土層全部挖除，直到露出天然土為止。在選擇和坑底天然土壓塑性相近的土料進行回填，如果天然土為砂土層，可采取砂或者是級配砂進行回填，天然土為密實度比較好的粘性土時采用3:7的灰土進行分層夯實回填。若天然土為中密可塑的粘性土，或者是新近沉積的粘性土，可采取1:9的灰土進行分層夯實回填。

（2）如果松土的厚度比較大，而且超過了基槽邊緣，受到現場條件的限制，會導致坑壁無法挖到天熱土層，此時可將該范圍中的基槽適當加寬，并用砂土進行分層回填夯實，基槽每邊都要按照1:1的比例進行放坡。如果選擇用1:9的回填進行回填，可按照0.5:1的比例進行放坡。

（3）如果在大型基坑開挖中遇到基巖、舊墻基、大石塊等，要盡量全部挖除干凈，以免基坑局部過硬，引起基礎不均勻沉降。如果范圍大難以全部清除，可將硬物鑿去30～50cm深，并用土砂混合物進行回填。如果基礎一部分落在硬土層之上，另一部分落在軟弱土層之上。可選擇在軟土層上作混凝土或者支墩的方法，來保證基礎持力層的一致性[3]。基礎底板配適當鋼筋，或者把基礎以下基巖鑿出30～50cm深，用土砂混合物鋪設一層墊層，以調整巖土交界部位地基的相對變形量，以免應力過于集中而出現裂縫。除此之外，也可以選擇加強基礎和上部結構剛度的方法來克服地基的不均勻變形。

3.5 加強排水處理

排水處理也是大型基坑開挖施工的主要內容，就案例工程而言，大型基坑開挖中遇到水主要來自于雨水以及周圍居民的生活排水，通過降水和止水之后，地下水不會多基坑造成影響。為提升排水效果，本工程采取了基坑外排水、基坑內排水、基坑內降水相互結合的方法。

基坑外排水：在基坑邊坡頂部距離開挖線以外約12m的位置，設置截留排水溝，以防止地表水流入大型基坑中，影響開挖的安全性和速度。本工程基坑外截面寬200mm×200mm，最淺處的深度為200mm，坡度為0.5%，排水溝溝壁用MU7.5紅磚M5水泥砌筑而成，表明涂抹一層1:3水泥砂漿，溝底采取M5水泥砂漿進行找平處理，針對無條件設置排水溝的位置，需要將地面硬化后設置反坡，以免地表水自流到大型基坑中。

基坑內排水：當大型基坑開挖到設計深度后，需要結合基礎布置形式，在基坑底部周邊和內部設置排水溝和集水坑，并用潛水泵將水抽出到基坑外[4]。

基坑內降水：在進行大型基坑開挖施工中，要適時開啟降水集水井，以保證大型基坑開挖中始終處于干燥狀態。

4 大型基坑開挖施工管理措施

4.1 加強對定位放線的控制

控制的內容包括復核建筑物的定位樁、軸線、方位、幾何尺寸，嚴格按照規劃紅線，或者是建筑物方格，進行定位樁的復核。最好采取經緯儀和標準鋼卷尺相互輔助的方法進行檢查核對，按照設計圖紙中的規定，對基坑中的灰線進行軸線和幾何尺寸的復核，如果超過設計允許的標準要立即停止開挖，校正處理后，再次進行復核，符合達標后再繼續開挖[4]。

4.2 土方開挖質量控制

在進行土方開挖中需要控制的內容包括挖土的標高、截面尺寸、放坡、排水等。本工程在大型基坑開挖中采取了從上到下分五層開挖的方法，并控制好開挖的坡度。在選擇機械設備挖土時，每層開挖深度不超過2m，在接近設計坑底標高或者是邊坡邊界位置時要預留出20～30cm，進行人工開挖和修坡處理，以免發生超挖和欠挖問題。如果已經發生了超挖要及時回填，欠挖部分要及時拆除。如果在大型基坑開挖中遇到軟弱土層，不符合設計要求時，要及時上報給監理部門，尋找解決辦法，嚴禁私自做主，隨意開挖。

4.3 土方開挖應急措施

本工程大型基坑規模大，深度大，在具體開挖施工中難免會遇到一些突發情況，影響施工質量和安全性，此時需要配合相關工作人員，進行應急處理，以免造成更加的影響和破壞。比如：在案例工程大型基坑開挖就遇到了圍護墻體滲漏水問題，對大型基坑開挖施工造成了較大不便，如果情況嚴重，或者采取的應急措施不合理，會引起土顆粒流失，減低基坑支護的強度和穩定性，出現坍塌問題。針對此種問題，需要結合滲漏水量的不同，采取合適的處理方法[5]。

如果滲漏水量比較少，不會影響到大型基坑開挖的安全性和周圍環境情況，可采取坑底設排水溝的方法進行處理。如果滲漏水量比較大，但滲漏水中不含泥砂，而且對大型基坑開挖施工影響不大時，可采取引流和修補相互結合方法[5]。也就是在滲漏水嚴重的部位，在維護墻體上水平打入一根鋼管，鋼筋內徑控制在20～30mm之間，促使鋼管能夠穿過基坑支護墻體，進入墻背土體中，從而將滲漏水從鋼管中引出，并對管周圍圍護墻薄弱的位置用防水混凝土進行封堵，等混凝土強度達標后，再將鋼管出水口封堵嚴實，完成對大型基坑圍護墻體滲漏水的治理。

5 結語

綜上所述，結合工程實例，分析了醫院建筑大型基坑開挖施工及施工管理，分析結果表明，大型基坑開挖施工是一項非常復雜的工作，存在很多不確定性因素的影響。為最大限度上保證開挖施工的質量和安全性。在具體施工中需要充分結合大型基坑所在區域的地質水文條件，選擇合適開挖施工方案，并對施工全過程進行嚴格控制和管理，才能保證大型基坑開挖施工各道工序能夠有序開展，從而更好地保證施工質量。