深基坑土方開挖施工技術(shù)探討

       摘要：近年來，城市建筑向高空發(fā)展，高層或超高層建筑鱗次櫛比，隨之而來，深大基坑施工越來越多，周圍環(huán)境越來越復(fù)雜，深基坑施工難度也越來越大。本文對(duì)深基坑土方開挖施工技術(shù)作一些探討。 

　　關(guān)鍵字：深基坑 土方開挖施工 　 

　　 近年來，城市建筑向高空發(fā)展，高層或超高層建筑鱗次櫛比，隨之而來，深大基坑施工越來越多，周圍環(huán)境越來越復(fù)雜，深基坑施工難度也越來越大。各個(gè)城市的大型和超高層建筑大量涌現(xiàn)，基坑工程呈現(xiàn)出“緊”(場(chǎng)地緊湊)、“近”(工程距離近)、“深”(開挖深度大)、“大”(規(guī)模和尺寸大)等特點(diǎn)。深基礎(chǔ)施工是大型和高層建筑施工中極其重要的環(huán)節(jié)。本文對(duì)深基坑土方開挖施工技術(shù)作一些探討。 

　　 一、深基坑土方開挖施工技術(shù) 

　　 1、施工準(zhǔn)備 

　　深基坑一般指開挖深度大于5m的基坑。深基坑施工前，應(yīng)了解建筑場(chǎng)地及周邊、地表至支護(hù)結(jié)構(gòu)底面下一定深度范圍內(nèi)地層結(jié)構(gòu)、巖土性狀、含水層性質(zhì)、地下水位、滲透系數(shù)等；了解建筑場(chǎng)地及其附近的地下管線、地下埋設(shè)物的位置、深度、結(jié)構(gòu)形式及埋設(shè)時(shí)間等。對(duì)已有鄰近建筑的深基坑施工，應(yīng)熟悉已存鄰近建筑的位置、層數(shù)、高度、結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)類型，此外，也應(yīng)掌握深基坑施工的其他條件，如基坑周圍的地面排水情況，地面雨水、流水、上下水管線排人或漏人基坑的可能性以及基坑附近的地面堆載及大型車輛的動(dòng)、靜荷載。 

　　2、深基坑施工方案 

　　施工方案(或施工組織設(shè)計(jì))是搞好一切工程的先決條件，它包括深基坑工程設(shè)計(jì)，主要有支護(hù)設(shè)計(jì)、降水或截水設(shè)計(jì)、土方開挖設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。支護(hù)設(shè)計(jì)主要滿足邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的要求，既不產(chǎn)生傾覆、滑移、整體或局部失穩(wěn)，基坑底部不產(chǎn)生隆起、管涌，錨桿部位不致抗拔失效，同時(shí)必須滿足水平位移和地基沉降不超過允許值，支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身受荷后不致彎曲折斷，剪斷和壓彎�；�坑支護(hù)常用的幾種方法有坡率法、排樁支護(hù)、鋼板樁支護(hù)、地下連墻支護(hù)、土釘墻支護(hù)、深層攪拌支護(hù)等。降水設(shè)計(jì)應(yīng)控制由降水引起的地基沉降不致對(duì)鄰近的重要管線產(chǎn)生過量沉降，影響其正常使用或危及其安全；地下水控制常用的幾種方法有明溝排水、電滲降水、輕型井點(diǎn)降水、管井降水等。截水帷幕應(yīng)控制不致因滲漏而引起水土流失和過大的變形。常用的方法主要有高壓噴射注漿、深層攪拌；土方開挖設(shè)計(jì)應(yīng)滿足分層、分段、對(duì)稱、平衡、適時(shí)的原則，確保土方開挖安全、運(yùn)輸合理；根據(jù)施工方案，施工前應(yīng)作好設(shè)計(jì)交底，針對(duì)深基坑施工的施工工藝和作業(yè)條件，制定措施得力、針對(duì)性強(qiáng)、合理全面的施工方案。施工方案應(yīng)充分認(rèn)識(shí)深基坑施工的難點(diǎn)、重點(diǎn)和施工工藝的特點(diǎn)，質(zhì)量安全控制目標(biāo)恰當(dāng)，保證措施到位，施工組織合理，檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)嚴(yán)謹(jǐn)。對(duì)不同的基坑支護(hù)方式，施工的難點(diǎn)和要點(diǎn)有所不同，但總體要求基本一致。一是對(duì)施工工藝要熟悉，掌握基本的施工參數(shù)；二是要掌握主要施工機(jī)械及配套設(shè)備的技術(shù)性能；三是對(duì)水泥、砂石、鋼筋、錨桿、鋼板樁等原材料及其制品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并保證施工質(zhì)量。四是根據(jù)場(chǎng)地特點(diǎn)和不同的施工階段，采取合適的降水或截水措施。五是土方開挖應(yīng)分層分段進(jìn)行，控制挖土進(jìn)度；六是對(duì)雨季施工既要注意排除地面雨水倒流人基坑，又要注意雨季水的滲入，土體強(qiáng)度降低，土壓力加大造成基坑邊坡坍塌事故。 

　　 3、基坑開挖時(shí)的主要技術(shù)措施 

　　 （1）提出合理的開挖程序及開挖施工參數(shù)。這是確�；�坑穩(wěn)定和控制基坑變形符合設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵，其基本要求為：①有支護(hù)(錨拉)的基坑要分層開挖，分層數(shù)為基坑所設(shè)支撐道數(shù)加一。每挖一層及時(shí)加好一道支撐或設(shè)好一道錨桿。當(dāng)采用土釘墻或噴錨網(wǎng)支擴(kuò)方案時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)每挖一層土做一層支護(hù)、隨挖隨支護(hù)；②有內(nèi)支撐的基坑，每層土的開挖，對(duì)同時(shí)開挖的部分，其位置和深度，以保持對(duì)稱為原則，防止基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)承受偏載；③保證支撐、圍檁或拉錨的施工質(zhì)量，科學(xué)組織、精心施工；④規(guī)定施工場(chǎng)地、土方、材料、設(shè)備的堆放場(chǎng)地及數(shù)量，限定基坑旁邊的超載；⑤確保排水、堵水及降水的措施，嚴(yán)防圍護(hù)墻體發(fā)生水土流失而導(dǎo)致基坑失穩(wěn)；⑥合理確定地基加固的范圍、質(zhì)量要求及檢驗(yàn)方法⑧提出監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，落實(shí)按監(jiān)測(cè)信息指導(dǎo)施工防止事故的方案。 

　�。�2）考慮時(shí)空效應(yīng)的開挖及支撐施工�；�坑開挖的幾何尺寸(長(zhǎng)、寬、高)和擋墻開挖部分的無支撐暴露時(shí)間，對(duì)基坑圍護(hù)墻體和坑周地層位移有明顯的相關(guān)性。這里反映了基坑開挖的時(shí)空效應(yīng)的規(guī)律。考慮時(shí)空效應(yīng)的開挖及支撐施工應(yīng)根據(jù)下述諸因素進(jìn)行：①基坑規(guī)模、幾何尺寸、圍護(hù)墻體及支撐結(jié)構(gòu)體系的布置；②基坑地基加固和施工條件；③選擇基坑分層、分塊、對(duì)稱、平衡限時(shí)開挖和支撐的順序，并確定各工序的時(shí)限。 

　　 （3）逆作法施工的措施。 

　　 照明、通風(fēng)：采用有效方法滿足施工需要。 

　　 挖土：周邊底板逆作挖土?xí)r，按20m～30m抽條間隔挖土，挖土?xí)r先挖預(yù)留洞以下的土方，再間隔抽條挖洞口兩側(cè)的土方。每一分塊逆作挖土?xí)r，采用分皮分層挖土，分層厚度不大于2.5m，每一施工段與未開挖部位之間邊界采用臨時(shí)邊坡，臨時(shí)邊坡為1：1.5，平臺(tái)寬度為2m。 

　　 （4）基坑降水技術(shù)措施。為確保地下水位始終在基坑最低開挖面以下0.5m或1m處，疏干井應(yīng)始終抽水，而減壓井則為控制⑤2層微承壓水水位的水頭標(biāo)高，適時(shí)抽水，降低承壓水頭標(biāo)高。為確保基坑開挖過程中的抗承壓水穩(wěn)定性，在基坑周邊設(shè)置承壓水位觀測(cè)井，對(duì)承壓水的水位進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)；根據(jù)有關(guān)部門提供的承壓水水文特性，通過驗(yàn)算確定設(shè)置承壓水抽水井的口數(shù)、抽水時(shí)間及抽水量，掌握“適時(shí)、適量抽取”的原則，避免由于過度抽取帶來的對(duì)周邊環(huán)境的不利影響。 

　　 （5）基坑內(nèi)外排水與坡面保護(hù)。由于基坑面積龐大，相應(yīng)形成較大集雨面積，為防止基坑內(nèi)積水，基坑內(nèi)設(shè)置由明溝、集水井點(diǎn)構(gòu)成的排水體系，確保能將雨水及時(shí)排出坑外。為減少坑外坡面滲流量，在卸土留坡的第二級(jí)平臺(tái)處打設(shè)復(fù)合土工膜防滲墻。在挖土過程中凡需長(zhǎng)時(shí)期暴露的開挖坡面，均需采取保護(hù)措施，坑內(nèi)的留土平臺(tái)及坡面在保護(hù)面鋪設(shè)φ16@200×200鋼筋網(wǎng)，并上覆50mm厚細(xì)石混凝土，在坑外卸土坡面上鋪設(shè)一層無紡?fù)凉げ�，然后鋪設(shè)φ16@200×200鋼筋網(wǎng)，并上覆50mm厚細(xì)石混凝土，坡面留泄水孔。 

　　 二、施工質(zhì)量控制要點(diǎn) 

　　1、易出現(xiàn)的問題及應(yīng)變處置措施 

　　 （1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲水、漏泥或開挖面以下出現(xiàn)冒水，應(yīng)變處置措施：①采取止水堵漏措施；②發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)采取加固措施。 

　�。�2）土方開挖不均衡，支撐施工不及時(shí)致使支護(hù)系統(tǒng)受力和變化速率過大，應(yīng)變處置措施：①加快開挖和支撐的施工進(jìn)度，增加支撐預(yù)加軸力的次數(shù)；②調(diào)整開挖及支撐施工次序，減小每步開挖的空間尺寸，使基坑受載均衡。 

　�。�3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度不足，變形過大，應(yīng)變處置措施：①增加臨時(shí)斜撐、角撐；②對(duì)支撐加設(shè)預(yù)緊力；③加強(qiáng)支撐的豎向間距；④在坑內(nèi)堆載或坑周卸載。 

　�。�4）基坑隆起過大，應(yīng)變處置措施：①在最下層開挖時(shí)，采取分塊挖、分塊澆筑墊層混凝土，以控制墻體位移；②采用中心島法挖土；③超前在坑底進(jìn)行塊凝壓力注漿；④壓載。 

　　（5）支撐支柱樁不均勻沉降或上浮，應(yīng)變處置措施：①在支撐上加載或卸載；②設(shè)置臨時(shí)拉系構(gòu)件，以使支撐穩(wěn)定；③設(shè)立豎向十字撐；④調(diào)整立柱上支托支撐的支托構(gòu)件標(biāo)高。 

　　（6）支撐因截面不足，有壓損可能，應(yīng)變處置措施：①在豎向及水平向增設(shè)支撐；②加固支撐。 

　�。�7）支撐下垂、撓曲變形，應(yīng)變處置措施：①對(duì)桿件進(jìn)行加固，設(shè)置臨時(shí)拉系構(gòu)件，以縮短構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比；②必要時(shí)增設(shè)水平向和豎向支撐；⑧地面上對(duì)稱卸載，坑內(nèi)堆載。 

　�。�8）支護(hù)體系及土體變化速率突增，基坑有失穩(wěn)可能，應(yīng)變處置措施：①放水回灌；②對(duì)基坑進(jìn)行局部乃至全部回填；⑧在采取以上措施，土體得到臨時(shí)穩(wěn)定后；著即進(jìn)行地基或支撐加固。 

　　2、必須建立和完善應(yīng)急救援預(yù)案 

　　深基坑施工具有一定的危險(xiǎn)性，針對(duì)深基坑施工的特點(diǎn)，施工單位應(yīng)當(dāng)建立和完善應(yīng)急救援預(yù)案，防止突發(fā)事故的發(fā)生，做到有所防備，有所準(zhǔn)備。 

　�。�1）堅(jiān)持常備不懈的原則。安全生產(chǎn)事故救援必須堅(jiān)持預(yù)防為主。常備不懈是事故應(yīng)急救援工作的基礎(chǔ)。在深基坑施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)深基坑作業(yè)的特點(diǎn)及可能發(fā)生的事故，做好事故的預(yù)防工作，避免或減少事故的發(fā)生外，落實(shí)好救援工作的各項(xiàng)準(zhǔn)備措施，做好預(yù)防準(zhǔn)備，一旦發(fā)生事故就能及時(shí)實(shí)施救援。 

　�。�2）堅(jiān)持統(tǒng)一指揮、分級(jí)負(fù)責(zé)的原則。施工單位應(yīng)建立從公司(企業(yè))到項(xiàng)目部再到作業(yè)班組的應(yīng)急救援體制，從人、財(cái)、物上全面落實(shí)，充分發(fā)揮事故單位及施工所在地的優(yōu)勢(shì)作用。深基坑施工是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的工作，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工的各工種、各工序，有針對(duì)性地作好事故防范及應(yīng)急救援準(zhǔn)備。必須充分發(fā)揮各方面的主動(dòng)性和力量，形成統(tǒng)一的、高效的救援指揮部。一旦有事故發(fā)生，能立即啟動(dòng)救援機(jī)制，迅速、有效地組織實(shí)施應(yīng)急救援，盡可能避免和減少損失。 

　　三、結(jié)束語 

　　 深基坑施工具有一定的難度和危險(xiǎn)性，但只要我們從思想上、組織上高度重視，在方案措施上細(xì)致可靠，就能減少和避免安全事故的發(fā)生。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]宋子福,朱偉峰,馬金純.談?wù)勍练焦こ淌┕さ姆桨冈O(shè)計(jì)[J].黑龍江水利科技,2000,(03) 

　　[2]趙乃志,劉丹,武明宇.長(zhǎng)春明珠會(huì)所基坑工程實(shí)例分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2007,(11).