深基坑土方開挖的施工控制

王 潔 孫忠超

（1、嘉興市秀洲區(qū)人防辦，浙江 嘉興314000 2、浙江中天建設(shè)集團(tuán)，浙江 嘉興314041）

1 工程概況

本工程由多層、高層建筑組成的集商業(yè)、酒店式公寓、住宅為一體的綜合體。設(shè)兩層地下室，地下部分總建筑面積約為58443.22平方米。地上部分由若干框架結(jié)構(gòu)裙房和三棟剪力墻結(jié)構(gòu)主樓組成，地上部分總建筑面積約為140975平方米?；釉O(shè)計安全等級為一級?；泳S護(hù)采用“整體維護(hù)，分塊開挖”，維護(hù)結(jié)構(gòu)一次圍合，土方開挖和支撐施工分塊進(jìn)行。基坑平面形狀近似長方形，基坑支護(hù)采用三軸重力式擋墻兼止水以及鉆孔灌注樁結(jié)合一道內(nèi)環(huán)形支撐體系圍護(hù)（局部為二道）和上部土釘墻支護(hù)；支撐體系為桁架式，中間設(shè)有鋼格構(gòu)立柱，局部在基坑?xùn)|北角增設(shè)了一道角撐。支撐梁頂標(biāo)高為-3.50m。

基坑平面形狀為近似長方形，自然地坪標(biāo)高-0.2m，土方份兩次開挖，第一次開挖至-4.4m（支撐梁底面），待支撐梁全部完成并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%以后開始第二次開挖，開挖至-10.4m(底板底面)，整個開挖面積約為30000m2，開挖土方量約為300000m3。

2 施工難點特點分析

2.1 基坑開挖深度深（近11m），基坑面積大（約30000m2）、土方開挖量大（約350000m3）。

2.2 工程樁為預(yù)應(yīng)力管樁，開挖范圍內(nèi)部分土層為淤泥質(zhì)土，地下水位高。

2.3 周邊環(huán)境復(fù)雜，北側(cè)距市區(qū)主干道中山路約10m，南側(cè)緊鄰宿舍樓，東、西兩側(cè)距現(xiàn)有建筑物均在5m以內(nèi)，另外，場地東側(cè)留有1萬伏和11萬伏高壓線。因此對周邊的建筑物、場地內(nèi)的管線保護(hù)是本工程重點。

2.4 現(xiàn)場施工場地狹小，場內(nèi)無回車、回車位置。施工車輛（土方運(yùn)輸），混凝土罐車進(jìn)出只能倒進(jìn)順出。

2.5 工程位處繁華地段，上下班期間道路交通管制，嚴(yán)禁貨運(yùn)車輛進(jìn)出。

2.6 基坑工程施工將經(jīng)歷雨季、臺風(fēng)季節(jié)，對基坑土方開挖及底板施工有較大的影響。

3 土方開挖施工

3.1 開挖施工的原則

“分層、分塊、對稱、快挖快撐、保持基坑圍護(hù)體受力均衡”是基坑開挖施工的原則。土方開挖分支撐梁以上和支撐梁以下兩次進(jìn)行，支撐梁以上土方開挖時，圓環(huán)支撐內(nèi)部分土方暫不開挖。此處土方在開挖支撐梁以下土方前回填至支撐梁空檔并超過梁300mm位置作為第二次土方開挖的路基土，且在道路上鋪路基板。

3.2 支撐梁上方土方開挖

根據(jù)維護(hù)設(shè)計要求，為控制和減少環(huán)形支撐混凝土收縮的影響及施工方便，將整個內(nèi)支撐分為10段澆筑，五個區(qū)塊。采用中心島開挖方式，先開挖環(huán)形支撐四周土方再開挖中心部分土方：即Ⅰ區(qū)塊為5、6段；Ⅱ區(qū)塊為2段（第一道支撐）；Ⅲ區(qū)塊為7、9段；Ⅳ區(qū)塊為8、10段；Ⅴ區(qū)塊為3、4段、2段（第二道支撐）。支撐梁上施工流向為Ⅰ區(qū)塊—Ⅱ區(qū)塊—Ⅲ區(qū)塊—Ⅳ區(qū)塊—Ⅴ區(qū)塊。

支撐梁及其以上土方（第一次）開挖順序：根據(jù)樁基及圍護(hù)樁施工的實際情況，采用局部大開挖的方法：其中預(yù)留圓環(huán)支撐內(nèi)無支撐空檔內(nèi)的土方不開挖其他部位大開挖的方法施工。先行施工⑤、⑥段的土方和支撐梁，先以②、⑩段位置出土，然后開挖②段位置土方，施工第②段內(nèi)第一道支撐梁，等②段的第一道支撐梁達(dá)到設(shè)計要求的強(qiáng)度，②段出土坡道回填后，再作為土方開挖的基坑出土口。其余各段保留圓環(huán)外按由南往北，由西往東施工。③段、④段、②段的第二道支撐為最后施工，由于圓環(huán)內(nèi)土方量較大，本層挖土?xí)r暫不開挖，作為開挖支撐下土方時回填至支撐內(nèi)部空間運(yùn)土道路的路基土和兩個出土口運(yùn)土坡道的回填路基土。多余土方在開挖支撐梁以下土方前外運(yùn)。

土方開挖與支撐梁上土方基坑邊坡復(fù)合土釘墻施工（業(yè)主外包樁基單位施工）的配合順序：以一個施工段為例，首先沿著該施工段的基坑邊水泥攪拌樁的內(nèi)邊開挖溝槽（寬×高=3米×8米），以方便此部位第一道復(fù)合土釘墻的施工，待第一層復(fù)合土釘墻施工完成，并養(yǎng)護(hù)時間不少于36小時后，再大開挖本施工段的支撐梁上土方，第二道復(fù)合土釘墻邊開挖邊施工，隨土方開挖進(jìn)度隨時跟進(jìn)，第二道土釘墻施工完成并養(yǎng)護(hù)36小時后再開挖土方至支撐梁底設(shè)計標(biāo)高，然后施工第三道土釘墻，再施工支撐梁模板及鋼筋工程。

支撐梁完成后的效果圖

3.3 支撐梁下方土方開挖

第二次土方在支撐梁完全形成并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度85%后才能開挖，并根據(jù)工程上部結(jié)構(gòu)及后澆帶布置情況，第二次土方開挖及地下室結(jié)構(gòu)施工分四個施工區(qū)塊10個施工段進(jìn)行流水施工。即Ⅰ區(qū)塊為1、2段；Ⅱ區(qū)塊為3、4、5段；Ⅲ區(qū)塊為8、9段；Ⅳ區(qū)塊為6、7、10段。（具體詳見附下圖：支撐梁下土方開挖分段圖）根據(jù)環(huán)形內(nèi)支撐的施工要求和工程擠密效應(yīng)的應(yīng)力釋放，東西方向采取對稱平衡開挖，由兩側(cè)向中間推進(jìn)。支撐梁下施工流向為Ⅰ區(qū)塊、Ⅲ區(qū)塊—Ⅱ區(qū)塊—Ⅳ區(qū)塊。

第二次土方開挖深度為7.2m（從坑底算至支撐梁上300mm），圓環(huán)內(nèi)無支撐梁部分土分三層開挖，每層開挖深度為2.4m，2.4m，2.4m。采用大挖機(jī)開挖，每臺挖機(jī)的工作面不少于10m，土方由停放標(biāo)高位置最低的挖機(jī)依次向上傳遞至路面（-3.2m）大挖機(jī)裝車外運(yùn)。支撐梁下方的土方先由大挖機(jī)開挖，在有小挖機(jī)的工作面時，可從支撐梁空檔部位下放小挖機(jī)，用小挖機(jī)在支撐梁下開挖，為便于小挖機(jī)在支撐梁下行走和開挖方便，確定小挖機(jī)停機(jī)的土體標(biāo)高為-7.4m，將-7.4m至-10.4m土方分二層兩臺小挖機(jī)開挖至基坑底設(shè)計標(biāo)高，挖出土方放至停放在支撐梁頂300mm處大挖機(jī)附近的-5.3標(biāo)高挖土范圍，再由大挖機(jī)裝土至運(yùn)土車輛內(nèi)，挖機(jī)邊挖邊。整個區(qū)塊四個工作面同時作業(yè)，每個工作面配備一臺大挖機(jī)，兩臺小挖機(jī)，八臺土方運(yùn)輸車。土方最后挖至西北角，小挖機(jī)用汽50T車吊調(diào)離基坑，大挖機(jī)改用長臂挖機(jī)挖出最后的土方。

3.4 基坑監(jiān)測

3.4.1 基坑圍護(hù)設(shè)計監(jiān)測。為確保施工的安全和開挖的順利進(jìn)行，在整個施工過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測，實施信息化施工?；訃o(hù)監(jiān)測委托具有專業(yè)資質(zhì)的原設(shè)計的單位對基坑圍護(hù)設(shè)計實施監(jiān)測。

3.4.2 基坑圍邊特征點監(jiān)測。墻體測斜、墻頂沉降與位移、土體測斜、支撐軸力、立柱隆沉、坑外水位、坑頂?shù)乇沓两蹬c位移、地下管線水平位移、地下管線沉降等監(jiān)測項目委托另一家專業(yè)單位實施監(jiān)測。圍邊特征點監(jiān)測為和諧社會創(chuàng)造條件，也為順利施工提供依據(jù)。

3.4.3 項目部監(jiān)測、觀察。①配合專業(yè)監(jiān)測單位在施工過程中的各項監(jiān)測工作；②監(jiān)測施工過程中周邊建筑物、構(gòu)筑物的沉降情況；特別是基坑西部、西南角的居民宿舍樓墻體裂縫、室外地面裂縫情況。③宏觀觀察坑壁土體發(fā)生位移、裂縫及其發(fā)展情況。④監(jiān)測地下水位變化及坑壁滲漏水情況情況。⑤觀察周邊原有舊圍墻的位移、裂縫情況。⑥監(jiān)測基坑開挖至坑底標(biāo)高后土體穩(wěn)定和上浮情況。⑦觀測土方開挖過程中，形成的土體內(nèi)部應(yīng)力釋放對塔吊的垂直度、水平沉降影響情況。⑧對周邊地下管線及地面的宏觀觀測。

4 結(jié)束語

經(jīng)過近三個月的的施工，一個基坑開挖深度深近11m、面積約30000m2、開挖量約350000m3的土方工程予于2009年10月順利完成。

4.1 科學(xué)的開挖方案是的工程施工的先決條件。本方案實施后，在最短時間內(nèi)完成土方開挖，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明圍護(hù)體受力變化均衡，證明此方案的切實可行。

4.2 合理的施工作業(yè)是創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的根源。方案講究時空效應(yīng)，組織科學(xué)的流水施工，減少二次翻運(yùn)土方工作量，提高挖土效率，創(chuàng)造了良好的技術(shù)效益。

4.3 先進(jìn)的監(jiān)測手段是基坑安全施工的保障。本工程施工時有三家監(jiān)測單位，一家負(fù)責(zé)基坑圍護(hù)設(shè)計監(jiān)測，一家負(fù)責(zé)基坑圍邊特征點監(jiān)測，一家負(fù)責(zé)基坑施工監(jiān)測和觀測。三家單位信息相互通報，為安全施工提供了保障。

[1]梁德祥.淺談深基坑工程監(jiān)理[J].建設(shè)監(jiān)理;1997,01.