超大面積深基坑土方開(kāi)挖施工技術(shù)

 摘要：文章從放坡挖土、逆作法挖土、盆式挖土以及中心島式挖土等方面論述了超大面積深基坑土方開(kāi)挖中的施工技術(shù)，并從坡頂排水溝和防護(hù)欄、錨桿施工以及邊坡噴錨封面等角度論述了在土方開(kāi)挖過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：放坡；逆作法；噴錨；中心島；錨桿施工

　　隨著現(xiàn)代建筑中高層和超高層不斷增加，超大面積深基坑在施工中也越來(lái)越常見(jiàn)，施工中由于其周?chē)�交通道路及原建筑和各�?lèi)管線(xiàn)的存在造成了施工場(chǎng)地狹小等現(xiàn)狀，增大了基坑的施工難度，因而在施工中科學(xué)合理的組織基坑土方施工，對(duì)保證施工安全及周?chē)�建筑安全具有現(xiàn)實(shí)意義。

　　1　超大面積深基坑土方開(kāi)挖技術(shù)

　　1.1　放坡挖土

　　采用放坡挖土施工工藝應(yīng)設(shè)置多級(jí)平臺(tái)進(jìn)行分層開(kāi)挖，每級(jí)平臺(tái)的寬度不應(yīng)小于1.5m，開(kāi)挖前應(yīng)采用圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單分條法等對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，一般固結(jié)土體可通過(guò)總應(yīng)力法確定土體的抗剪強(qiáng)度，并采用固結(jié)快剪峰值指標(biāo)，并由土體性質(zhì)和基坑大小決定其安全系數(shù)；采用該工藝應(yīng)盡量選擇雨量較小的季節(jié)施工便于滿(mǎn)足排水要求；施工前及施工過(guò)程中必須采取有效措施降低坑內(nèi)水位并將地表水排除，以嚴(yán)控地下水對(duì)土方開(kāi)挖產(chǎn)生影響并杜絕地表水倒流或回滲入基坑；施工中應(yīng)及時(shí)將外露土坡進(jìn)行護(hù)坡保護(hù)以保證其穩(wěn)定性，采用分級(jí)放坡施工中間平臺(tái)應(yīng)預(yù)留足夠?qū)挾龋�并�?yīng)控制斜坡的坡度，若施工現(xiàn)場(chǎng)滿(mǎn)足條件可在坡頂附近卸土來(lái)減少基坑外主動(dòng)土體壓力并保證坡體穩(wěn)定。

　　1.2　逆作法挖土

　　逆作法施工是先自上而下的順序先施工地下室樓板結(jié)構(gòu)，后進(jìn)行土方開(kāi)挖，即采用自上而下的施工順序并借助于地下室樓板的水平剛度和抗壓強(qiáng)度對(duì)基坑的支護(hù)作用，以保證基坑土方開(kāi)挖，而由于地下室結(jié)構(gòu)柱不可在樓板結(jié)構(gòu)之前完成因而應(yīng)對(duì)樓板結(jié)構(gòu)添加豎向臨時(shí)支撐，實(shí)際施工是先沿建筑地下室軸線(xiàn)或周?chē)�其他支護(hù)結(jié)構(gòu)向下，并在關(guān)鍵部位施工必要的支撐樁或柱以承受施工過(guò)程中上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載；該工藝應(yīng)對(duì)開(kāi)挖深度和盆邊土留設(shè)進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)以達(dá)到支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求下先期對(duì)土方進(jìn)行盆式大開(kāi)挖以保證整個(gè)土方開(kāi)挖的順利進(jìn)行，之后則可逐層向下開(kāi)挖及澆筑各層地下梁板結(jié)構(gòu)直至底板封頂，該工藝因提前對(duì)地面一層樓面施工完成而為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造條件，因此在地下土方開(kāi)挖的同時(shí)可進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。

　　1.3　盆式挖土

　　該工藝是先將中間部分土體挖出，在四周留出土坡最后挖除，該工藝可利用周?chē)�土坡�?duì)圍護(hù)墻起到支撐作用，可實(shí)現(xiàn)減少?lài)�護(hù)墻變形，但施工中往往大量土方不能及時(shí)外運(yùn)，而應(yīng)將土體集中提升后方可外運(yùn)；采用該工藝應(yīng)對(duì)周?chē)�土坡寬度、高度和坡度進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算以保證安全穩(wěn)定性，一旦土坡規(guī)模過(guò)小則其對(duì)圍護(hù)墻的支撐作用會(huì)大大減弱，也失去盆式挖土的意義；同時(shí)若土坡坡度過(guò)陡則可能在挖土過(guò)程中導(dǎo)致失穩(wěn)滑動(dòng)，并失去對(duì)圍護(hù)墻的支撐作用，施工中應(yīng)盡量提高開(kāi)挖后土方上運(yùn)的速度以保證工期，因而該工藝科有效提高多層支護(hù)體系機(jī)械施工效率，但在施工中應(yīng)密切監(jiān)測(cè)以確保能夠平衡土堤寬度和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和正常使用。

　　1.4　中心島式挖土

　　該工藝多采用角撐、環(huán)梁式和邊桁架式支撐系統(tǒng)，該工藝可加快挖土和運(yùn)土速度，若中間存有較大空間則可利用中間土墩作為支撐點(diǎn)搭設(shè)棧橋，施工機(jī)械可利用棧橋進(jìn)入基坑內(nèi)挖土，運(yùn)土車(chē)輛也可通過(guò)棧橋到基坑內(nèi)運(yùn)土，因而該工藝尤其適用于超大面積基坑開(kāi)挖；采用該工藝應(yīng)嚴(yán)密驗(yàn)算中間土墩高度、邊坡坡度及穩(wěn)定性，尤其在雨季施工應(yīng)及時(shí)進(jìn)行邊坡加固以防滑坡出現(xiàn)；挖土應(yīng)采用分層施工，通常將第一層全部挖掉并在中間留置土墩，周?chē)�土體則分層開(kāi)挖；挖土過(guò)程中應(yīng)盡量縮短土體暴露時(shí)間，一般土體在開(kāi)挖后支撐的安裝周期不應(yīng)超過(guò)24h，混凝土支撐則不宜超過(guò)48h；采用該工藝施工必須保證開(kāi)挖順序與支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工況一致，并應(yīng)遵循開(kāi)槽支撐、先撐后挖、分層開(kāi)挖及嚴(yán)禁超挖的原則施工，并禁止開(kāi)挖過(guò)程中車(chē)輛直接在支撐上通過(guò)。

　　2　土方開(kāi)挖質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　2.1　坡頂排水溝和防護(hù)欄質(zhì)量控制

　　采用放坡土方開(kāi)挖時(shí)應(yīng)每隔一定間距和各個(gè)剖面的轉(zhuǎn)點(diǎn)部位放出剖面坡頂排水溝中心軸線(xiàn)平面位置，并對(duì)其標(biāo)示，后測(cè)量該點(diǎn)高程以確定排水溝的開(kāi)挖深度及寬度，之后方可采用機(jī)械或人工開(kāi)挖排水溝，開(kāi)挖后溝內(nèi)邊側(cè)采用墻機(jī)磚砌筑，溝底則可用砂漿抹平，一般排水溝內(nèi)應(yīng)按照0.3%的坡度自中間向兩側(cè)排水，并在基坑四周角點(diǎn)部位各設(shè)置一個(gè)沉淀池以對(duì)坡頂?shù)乇硭�和外界流水及坑�?nèi)抽出的水進(jìn)行匯集沉淀后方可排入市政管網(wǎng)；基坑防護(hù)欄立柱多采用鋼管立柱，其間距、埋深及外露地面高度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，橫桿應(yīng)采用鋼扣件固定于立桿，并應(yīng)控制防護(hù)欄桿與坡頂邊線(xiàn)的間距。

　　2.2　逆作法施工要點(diǎn)

　　采用逆作法施工應(yīng)堅(jiān)持先撐后挖、嚴(yán)禁超挖的原則進(jìn)行，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)并調(diào)整開(kāi)挖深度和開(kāi)挖范圍；開(kāi)挖時(shí)施工機(jī)械多有車(chē)輛入口經(jīng)坡道進(jìn)入基坑，裝載土體后經(jīng)坡道駛出基坑，如坡道部位存在管樁則應(yīng)提前截樁以保護(hù)管樁，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)先沿基坑四周設(shè)置滲水和積水坑，并應(yīng)利用流水段開(kāi)挖層次高差作為降排水措施，基坑開(kāi)挖前應(yīng)先測(cè)量出基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)和每層開(kāi)挖的坡底線(xiàn)，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)隨開(kāi)挖逐個(gè)測(cè)量相應(yīng)承臺(tái)挖土邊線(xiàn)和標(biāo)高以便于及時(shí)控制機(jī)械挖土和人工清土。

　　2.3　錨桿施工

　　采用分層開(kāi)挖時(shí)每個(gè)斷面分層開(kāi)挖次數(shù)應(yīng)與斷面內(nèi)錨桿排數(shù)成正比，并保證施工機(jī)械的開(kāi)挖寬度可保證支護(hù)施工，若局部地質(zhì)較差則應(yīng)適當(dāng)減少開(kāi)挖深度和長(zhǎng)度以保證基坑安全；錨桿間距和埋深應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)和土質(zhì)情況確定，其一般與水平成一定角度打入土體內(nèi)；錨桿一般采用一定直徑的鋼筋，錨桿長(zhǎng)度應(yīng)結(jié)合土質(zhì)情況確定；錨桿施工應(yīng)在確定好的位置進(jìn)行鉆孔并將孔內(nèi)雜物清理，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔深度和角度以免出現(xiàn)偏差，鉆孔過(guò)程中若出現(xiàn)塌孔則應(yīng)及時(shí)將孔內(nèi)雜物清理干凈，并采取措施及時(shí)進(jìn)行修整以保證錨桿順利進(jìn)入，安放錨桿時(shí)應(yīng)防止將桿體扭曲、壓彎；錨桿安放完畢后應(yīng)及時(shí)對(duì)其注漿，應(yīng)保證注漿體的強(qiáng)度和注漿壓力，同時(shí)應(yīng)控制注漿時(shí)間以保證注漿飽滿(mǎn)效果。

　　2.4　邊坡噴錨封面

　　基坑開(kāi)挖后應(yīng)按照要求在邊坡位置布置鋼筋網(wǎng)，之后將鋼筋網(wǎng)和錨頭按照要求焊接，并保證鋼筋網(wǎng)隨受?chē)娒嫫鸱�鋪設(shè)，其與受?chē)娒娴拈g距不超過(guò)3cm以保證鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)定，或?qū)⑵渑c錨桿與其他物品焊接以免在混凝土澆筑過(guò)程中鋼筋網(wǎng)晃動(dòng)影響施工質(zhì)量；混凝土噴射時(shí)應(yīng)結(jié)合施工質(zhì)量要求和作業(yè)條件及現(xiàn)場(chǎng)維修養(yǎng)護(hù)能力合理選擇噴射方式，并應(yīng)考慮對(duì)粉塵和回彈量的限制程度，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定混凝土配合比以滿(mǎn)足強(qiáng)度和噴射工藝要求，噴射過(guò)程中每個(gè)班次應(yīng)不少于兩次檢查混凝土的配合比及拌合的均勻性，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制各種材料的計(jì)量精確度，嚴(yán)格控制其計(jì)量誤差；噴射施工應(yīng)分段、分片自上而下進(jìn)行，每段長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)6m，噴射后的混凝土終凝2h后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行噴灑養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于7d，施工中若遇到特殊土體則應(yīng)采用人工或機(jī)械挖除進(jìn)行換填處理。

　　3　結(jié)語(yǔ)

　　在超大面積深基坑土方開(kāi)挖施工中可結(jié)合工程實(shí)際及施工條件選用多種開(kāi)挖技術(shù)，但每種技術(shù)均有其優(yōu)點(diǎn)和不足，因此施工中要求結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行全面分析論證，以選擇合理的開(kāi)發(fā)施工方案及合適的機(jī)械組合方式，并在開(kāi)挖過(guò)程中遵循時(shí)空效應(yīng)原理，方可切實(shí)做好土方開(kāi)挖的組織管理與調(diào)度，提高土方開(kāi)挖的工效。

　　參考文獻(xiàn)

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