淺析大型基坑土方開挖施工技術(shù)

葉琴

摘要：基坑工程施工程序之一就是基坑挖土，它決定著整個(gè)基坑工程的質(zhì)量。特別是大型基坑的土方挖掘工作，需要考慮多方面的因素。譬如土方開挖處的施工環(huán)境、其周邊土質(zhì)和地形情況、施工期間所在地的氣候等，這些因素都是在基坑土方開挖之前就需要進(jìn)行全面檢測(cè)并分析研究的數(shù)據(jù)。基于此，本文首先對(duì)大型基坑土方開挖技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)歸納，并簡(jiǎn)要分析了這些技術(shù)的具體適用范圍，研究相關(guān)技術(shù)施工原理及重難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：大型基坑；土方開挖；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、概述

基坑工程施工程序之一就是基坑挖土，它決定著整個(gè)基坑工程的質(zhì)量?；邮┕すて谂c挖土速度在數(shù)學(xué)計(jì)算上呈反比例關(guān)系，也就是說如果需要挖掘的土方量較大，那么該基坑的施工工期主要取決于施工過程中的挖土速度，隨著施工技術(shù)的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在基坑挖土速度有了非常明顯的提高。在基坑挖土階段還有一項(xiàng)工作內(nèi)容很重要，即工程支撐系統(tǒng)的構(gòu)建，這一階段是關(guān)系到支撐系統(tǒng)強(qiáng)度以及工程變形控制水平，需要利用專業(yè)的技術(shù)對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，并要對(duì)工程實(shí)際降水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)測(cè)定?；油练介_挖方案的制定需要考慮的因素非常之多，譬如土地的地質(zhì)情況、所在地的氣候環(huán)境以及周邊的施工環(huán)境等等，這些均是影響土地開挖進(jìn)程的關(guān)鍵。

2、大型基坑土方開挖的難點(diǎn)分析

（1）明確各單位工程的合理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)相關(guān)工程施工理論以及方法研究，制定相應(yīng)的施工規(guī)范及規(guī)程是基坑施工開始之前所必須要做的關(guān)鍵工作。規(guī)范的主要內(nèi)容應(yīng)該包括施工的具體細(xì)則，關(guān)鍵工序基坑穩(wěn)定性研究，支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)定，基坑周邊地層的移動(dòng)情況以及基坑周邊施工環(huán)境等等。這些內(nèi)容均需要進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，已制定符合標(biāo)準(zhǔn)的施工設(shè)計(jì)。

提出安全而合理的施工程序及施工參數(shù)

首先，分層開發(fā)方式主要適用于設(shè)計(jì)有支撐的基坑，這類基坑在結(jié)構(gòu)上對(duì)分層數(shù)有著嚴(yán)格的要求，需要進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)定。一般情況下，基坑分層數(shù)在數(shù)值上就等于“基坑支撐道數(shù)+1”，整個(gè)施工過程中，每開挖一層，就需要相應(yīng)的設(shè)置一道支撐系統(tǒng)或者一道錨桿，以保證工程能夠順利安全的進(jìn)行。如果施工方案中設(shè)計(jì)是采用土釘墻或者噴錨網(wǎng)來進(jìn)行的，那么應(yīng)該保證在每開挖一層土后，就應(yīng)該相應(yīng)的做好一層支撐系統(tǒng)，也就是說邊挖邊做好支撐。

其次，如果施工的基坑是有內(nèi)支撐的，那么每一層土的開挖，均需要在同樣位置、同樣深度，對(duì)稱開挖。之所以要執(zhí)行這種規(guī)定，是為了防止因?yàn)殚_挖導(dǎo)致基坑支撐結(jié)構(gòu)出現(xiàn)承重偏載的情況。

第三，嚴(yán)格控制支撐系統(tǒng)、圍檁或拉錨的施工標(biāo)準(zhǔn)，保證這些關(guān)鍵部件的質(zhì)量；對(duì)于基坑周邊的環(huán)境要有明確的相關(guān)規(guī)定，如場(chǎng)地內(nèi)堆放的材料、設(shè)備在施工場(chǎng)地內(nèi)的數(shù)量等等，嚴(yán)格控制基坑周邊的載重量；科學(xué)設(shè)計(jì)排水、堵水以及降水工程，嚴(yán)格控制基坑周邊墻體的水土流失，以免基坑穩(wěn)定性降低；全面研究地基加固的方式，確定地基加固的范文以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇滿足施工要求的開挖設(shè)備等等，通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)來保證施工的順利進(jìn)行，控制施工事故的發(fā)生。

大型基坑開挖方法及適用范圍

（1）直接分層開挖

施工要求：直接分層開挖方式是目前最簡(jiǎn)單的基坑挖掘方法，其包含了兩種挖掘方式：放坡開挖、無(wú)內(nèi)撐挖掘。如果挖掘的土方是軟地基，那么就不能挖掘過深，通常情況下挖掘深度在6--7m范圍內(nèi)。其中，放坡開挖方式施工起來相對(duì)更簡(jiǎn)單一些，而且這種方式開挖能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成較大的工作量，放坡開挖可以滿足分層開挖的條件，同時(shí)也可以執(zhí)行一次性挖掘工作；無(wú)內(nèi)撐挖掘方式在實(shí)際的基坑挖掘工作中，需要較大面積的主體結(jié)構(gòu)作業(yè)空間，同樣也能夠在技術(shù)層面上進(jìn)行工期的縮短。

適用范圍：基坑四周空曠、有足夠的放坡場(chǎng)地，周圍沒有建筑設(shè)施或地下管線的情況，最簡(jiǎn)單的開挖方式。

（2）盆式開挖方法

施工要求：所謂盆式開挖，就是先將基坑中間位置的土進(jìn)行挖出，再以此為基礎(chǔ)，挖除基坑四周的土方，形成一個(gè)盆式基坑。整個(gè)施工過程第一步需要完成的就是中間部分土方的挖掘，而周邊土方需要按照1:1--1:1.25的比例來進(jìn)行放坡設(shè)置，以形成一個(gè)對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)土反壓力區(qū)，這樣就可以在一定程度上增強(qiáng)圍護(hù)的機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性；第二步開始對(duì)中間部分砼墊層、基礎(chǔ)或地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，完成后再依靠水平支撐或者斜撐來將四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面處理，每挖一層土就要相應(yīng)的進(jìn)行一次水平橫頂撐設(shè)計(jì)，直到坑底，最后還要對(duì)該部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑

適用范圍：盆式開挖方法主要適用于盆式部位土方開挖方便，基坑面積大，且整個(gè)基坑工程所需要建設(shè)的支撐系統(tǒng)較小，無(wú)法進(jìn)行放坡施工，工程的施工成本較低的基坑工程中。此外，如果地下室底板設(shè)計(jì)有后澆帶或可以預(yù)留了施工縫的大面積基坑開挖，就可以優(yōu)先考慮使用盆式開挖方法。

（3）中心島開挖方法

施工要求：所謂中心島式挖土，就是說先將基坑中心土體進(jìn)行保留，從擋墻四周內(nèi)開始對(duì)土方進(jìn)行挖掘。如果施工基坑的面積較大，而且地下室底板設(shè)計(jì)有后澆帶或者說能夠預(yù)留施工縫時(shí)，我們就可以選擇中心島式開挖方法。在實(shí)際施工過程中，首先要挖掘的是這部分土方的周邊部分，而基坑中央的土方是暫時(shí)保留。之所以這樣設(shè)計(jì)，是因?yàn)檫@部分土方可以起到反壓的作用，保證基坑底部的土能夠隆起，有利于支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證其能夠具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。此外，還可以在留土區(qū)以及擋土墻之間設(shè)計(jì)支撐系統(tǒng)。

適用范圍：宜用于大型基坑，支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐型式為角撐、環(huán)梁式或邊桁架式，中間具有較大空間的情況。

（4）逆筑法開挖或半逆筑法開挖

施工要求：通常情況下，高層建筑的基坑比較大且深，所以相應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐系統(tǒng)或者錨桿系統(tǒng)的工程施工量較大，整個(gè)工程的工期較長(zhǎng)。假設(shè)基坑中還是用了內(nèi)支撐體系，那么隨著地下室結(jié)構(gòu)由下而上進(jìn)程，不再需要進(jìn)行內(nèi)支撐系統(tǒng)的建設(shè)，將會(huì)給整個(gè)工程帶來較繁重的拆除工作，如果使用的鋼筋混凝土作為內(nèi)支撐系統(tǒng)，還需要進(jìn)行爆破拆除。所謂逆筑法就是將地下室的梁、板、柱結(jié)構(gòu)當(dāng)做內(nèi)支撐系統(tǒng)的支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

適用范圍：主要適用于市區(qū)等施工場(chǎng)地緊張，周邊環(huán)境要求高的深基坑，其可以地上地下同時(shí)施工，減少造假，同時(shí)不影響上行交通。

（5）沉井開挖

施工要求：所謂沉井開挖，就是對(duì)不穩(wěn)定的含水地層進(jìn)行豎井開挖時(shí)，預(yù)先設(shè)計(jì)制作一段井筒，并在該井筒的下端安裝刃腳，利用井筒的自重或者外界施加一定的壓力是該井筒下沉，并將井筒內(nèi)的巖石挖掘出來的施工方法，我們還可以將這種方法稱之為沉箱鑿井法。整個(gè)施工過程是挖掘與自然下沉同時(shí)進(jìn)行的，直到挖掘至不穩(wěn)定地層。

適用范圍：就目前基坑工程施工來看，沉井開挖方法主要應(yīng)用于橋梁、煙囪、水塔的基礎(chǔ)以及水泵房、地下油庫(kù)、水池豎井等深井構(gòu)筑物和盾構(gòu)或頂管的施工中。用于軟土地基的基坑，對(duì)于環(huán)境保護(hù)較好，一定條件下可以減少工期，降低成本。

4、總結(jié)

對(duì)于選擇合適的土方開挖施工技術(shù)應(yīng)該按照以下三點(diǎn)來確定：首先基坑開挖應(yīng)根據(jù)基坑工程設(shè)計(jì)文件要求；其次，選擇一個(gè)合理的基坑開挖方案；第三，基坑的挖掘工作一定要嚴(yán)格執(zhí)行已經(jīng)審批過的方案，切不可在未經(jīng)審批的條件下擅自進(jìn)行修改。此外，一旦基坑開挖，還有很多需要著重注意的關(guān)鍵施工點(diǎn)：土方分層開挖數(shù)、每一層分段挖掘的數(shù)量、分段挖掘的工期限制、基坑支護(hù)系統(tǒng)構(gòu)建是否與工況保持時(shí)間及位置上的一致等等，整個(gè)施工過程一定要嚴(yán)格遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。另外，在開挖過程中，及時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋，做到信息化施工。用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來指導(dǎo)指導(dǎo)進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)

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