深基坑土方開挖

章普生

摘 要：隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市土地資源日趨緊張，城市內(nèi)部高層以及超高層建筑逐步增多，因此大面積、大深度的基坑成為發(fā)展的一種趨勢，這就對土方的開挖提出了更高的要求。深基坑挖土是基坑工程的重要部分，它是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，深基坑的開挖一般土方數(shù)量大比較大，挖土的速度在很大程度上也決定了基坑工程工期的長短。同時，支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形控制能否達(dá)到要求和預(yù)期的目的，也都是在挖土階段來進(jìn)行檢驗，所以整個基坑工程的成功實施也離不開基坑開挖的嚴(yán)格質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：深基坑；土方；開挖；

土方開挖是深基坑工程施工的重要工序，對于土方數(shù)量大的基坑，基坑工程工期的長短在很大程度上取決于挖土的速度。另外，支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形控制是否滿足要求，降水是否達(dá)到預(yù)期的目的，都靠挖土階段來進(jìn)行檢驗，因此，基坑工程成敗與否在一定程度上有賴于基坑挖土。而高層建筑基礎(chǔ)占地面積和體積較大，埋置較深，相應(yīng)的土方開挖量大，同時鄰近一般都有建筑物，場地狹窄，給土方挖運(yùn)工作帶來極大困難，因此，做好土方開挖工作，合理選擇基坑開挖方案，優(yōu)化選擇挖土機(jī)械和運(yùn)輸設(shè)備，要對支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位及周圍環(huán)境進(jìn)行必要的監(jiān)測和保護(hù)等，對保證工程順利進(jìn)行，加速工程進(jìn)度，都具有極為重要的意義。

1 土方開挖準(zhǔn)備

查勘現(xiàn)場→學(xué)習(xí)和審查圖紙→繪制土方開挖圖→清除現(xiàn)場障礙物→做好“三通一平”（“三通”：通路、通水、通電；“一平”：場地平整）→做好降排水設(shè)施→進(jìn)行地下障礙物探測→修建基坑施工必需的臨時設(shè)施→做好測量放線工作→準(zhǔn)備機(jī)具和施工人員。

2 土方開挖方案的選擇

2.1 在具備機(jī)具設(shè)備的條件下，應(yīng)盡量采用機(jī)械化開挖方案，以節(jié)約勞力，加速工程進(jìn)程；對面積不大、深度較淺、地下水位較低的基坑，在挖土設(shè)備條件不具體的情況下，宜以用“人工開挖+小型機(jī)具運(yùn)土”的方式進(jìn)行開挖；

2.2 當(dāng)基坑底部具有多個標(biāo)高，較深部位用機(jī)械難以開挖時，宜采用“機(jī)械+人工”相結(jié)合開挖方案，上部用機(jī)械整片開挖至一平均標(biāo)高，而個別較窄的、較深的部位則用人工開挖；

3 土方開挖圖的繪制

一般，基坑土方開挖圖繪制的內(nèi)容應(yīng)包括：機(jī)械開挖路線、順序、范圍、基底部各層標(biāo)高、邊坡坡度、基坑幾何尺寸、排水溝，集水井位置、支護(hù)位置、土方運(yùn)輸?shù)缆芬约巴诔鐾练蕉逊诺攸c(diǎn)等。

4 基坑的機(jī)械開挖方法

4.1 機(jī)械選用。機(jī)械化開挖應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式、工程規(guī)模、開挖深度、土質(zhì)、地下水情況、土方量、運(yùn)距、工地機(jī)具設(shè)備條件和工期要求等合理選擇挖土機(jī)械，即：

4.1.1 一般深度不大的大面積基坑開挖，宜采用挖掘機(jī)裝土，用自卸汽車運(yùn)土。

4.1.2 對面積大且深的基礎(chǔ)多采用0.5立方米、1.0立方米斗容量的液壓正鏟挖掘。

4.1.3 對地下水位較高采取不排水開挖時，亦可分層用不同機(jī)械開挖，先用正鏟挖土機(jī)挖地下水位以上的土方，再用拉鏟或反鏟挖地下水位以下的土方，用自卸汽車運(yùn)土。

4.2 基坑坡度確定。采用放坡開挖，應(yīng)具有穩(wěn)定的邊坡坡度，以避免坍方，危害安全施工。確定基坑坡度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況、場地大小、地下水情況和基坑深度等綜合因素，同時還要考慮施工環(huán)境，邊坡地面荷載等的影響，其坡度允許值見表1，開挖深度較大的基坑，當(dāng)采用放坡挖土，宜設(shè)置多級平臺分層開挖，每級平臺的寬度不宜小于1.5米。

4.3 土方開挖方法。放坡挖土：放坡開挖是最經(jīng)濟(jì)的挖土方案，當(dāng)基坑開挖深度不大（軟土地區(qū)不超過4m，地下水位的土質(zhì)較好地區(qū)挖深亦可較大）、周圍環(huán)境允許、能確保土坡的穩(wěn)定性時，均可采用放坡挖土。開挖深度較大的基坑，當(dāng)采用放坡開挖時，宜設(shè)置多級平臺分層開挖，每級平臺的寬度不宜小于1.5m。

在地下水位較高的軟土地區(qū)，應(yīng)在降水達(dá)到要求后再進(jìn)行土方開挖，宜采用分層開挖的方式進(jìn)行開挖。分層挖土厚度不宜超過2.5m，挖土?xí)r要注意保護(hù)工程樁，防止碰撞或因挖土過快、高差過大使工程樁受側(cè)壓力而傾斜。

5 大面積基坑開挖方法

5.1 大面積基坑土方的開挖，其開挖次序一般采取先整片挖到平均標(biāo)高，然后開挖個別較深部位。在標(biāo)高變化處應(yīng)做成45°斜坡。

5.2 在開挖時，反鏟挖土機(jī)采取端部或側(cè)向開挖法，后退或側(cè)向挖土往一側(cè)或兩側(cè)裝車運(yùn)土，挖掘?qū)挾瓤刹皇軝C(jī)械最大挖掘半徑限制，臂桿回轉(zhuǎn)角度為45～90°。

5.3 對較寬的基坑，拉鏟挖土機(jī)多采取端部或側(cè)向開挖法，后退或側(cè)向移動挖土，端部開挖寬度可達(dá)到機(jī)械挖土半徑的兩倍，能兩側(cè)出土，且坡度較易控制，并能開挖較陡的坡。

6 基坑開挖注意事項

6.1 基坑采用機(jī)械挖土，坑底應(yīng)保留200-300mm厚基土，用人工清理整平，防止坑底土擾動。待挖至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)清除浮土，經(jīng)驗槽合格后，及時進(jìn)行墊層施工。

6.2 土方開挖中，工程樁頭暴露后，嚴(yán)禁挖機(jī)挖斗野蠻碰撞、扒挖樁頭、樁筋，嚴(yán)禁挖機(jī)手幫助破樁工人推倒樁頭。

6.3 基坑開挖時，應(yīng)按先支撐后挖土的原則進(jìn)行，挖土前應(yīng)挖應(yīng)力釋放溝，挖土應(yīng)對稱、分層進(jìn)行，嚴(yán)禁超挖。

6.4 當(dāng)挖土至第二道支撐頂面，應(yīng)停止挖土，用人工開挖圍檁、支撐溝槽，澆筑后養(yǎng)護(hù)期7d～10d后方可繼續(xù)開挖。

6.5 土方停挖后，坡度必須保證在1：2.5以上，同時要求挖機(jī)不得停放在坡度邊緣，防止因塌方將挖機(jī)掩埋等事故。

6.6 土方在施工中的安全防護(hù)要點(diǎn)：基槽邊2m內(nèi)范圍內(nèi)不得堆放土料及停放機(jī)械，2m以外范圍內(nèi)堆土高度不宜超過1.5m；開挖深度如果超過2m，基槽沿邊處必須設(shè)兩道0.6m和1.2m高的防護(hù)桿加密目網(wǎng)封閉，懸掛危險標(biāo)志，并在夜間懸掛紅色警示燈，嚴(yán)禁任何人在懸壁、陡坡下面休憩；夜間開挖土方，應(yīng)盡量安排在地形平坦、干擾較少和運(yùn)輸?shù)缆窌惩ǖ牡囟?，并保證施工時有充足的照明。

7 基坑常見的現(xiàn)象

7.1 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)，及時采取加固措施。

7.2 土方開挖不均衡，支撐施工不及時致使支護(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。

7.3 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）增加臨時斜撐、角撐；（2）對支撐加設(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。

7.4 基坑隆起過大，應(yīng)變處置措施。（1）在最下層開挖時，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)行壓力注漿；（4）壓載。

7.5 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。

7.6 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。

7.7 支撐下垂、撓曲變形，應(yīng)變處置措施。（1）對桿件進(jìn)行加固，設(shè)置臨時拉系構(gòu)件，以縮短構(gòu)件的長細(xì)比；（2）必要時增設(shè)水平向和豎向支撐；（3）地面上對稱卸載，坑內(nèi)堆載。

7.8 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。對基坑進(jìn)行局部乃至全部回填；在采取以上措施，土體得到臨時穩(wěn)定后；著即進(jìn)行地基或支撐加固。

8 基坑監(jiān)測

為了確?；娱_挖過程中的安全，必須對基坑進(jìn)行監(jiān)測，方案如下：

8.1 觀測點(diǎn)的布置：在坡頂上每隔25m布置一個點(diǎn)。

8.2 觀測精度要求：滿足國家三級水準(zhǔn)測量精度要求；水平誤差控制<6.00mm；垂直誤差控制<0.5mm。

8.3 觀測時間的確定：基坑開挖每一步都應(yīng)作基坑變形觀測；觀測時間間隔每天一次，必要時連續(xù)觀測，基坑開挖完7天后，可由每天一次到3天一次，15天后每周觀測一次。

8.4 注意事項：每次觀測應(yīng)用相同的觀測方法和觀測線路；觀測其間使用一種儀器，一個人操作，不能更換；加強(qiáng)對基坑各側(cè)沉降，變形觀測，特別對有地下管線地的各邊坡可進(jìn)行重點(diǎn)觀測。

9 結(jié)語

總之，高層建筑深基坑土方實際開挖中，要合理選擇基坑開挖程序，要注意選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)械，要根據(jù)地質(zhì)條件采取相應(yīng)的開挖方式等。只有這樣，才能確?；娱_挖的順利進(jìn)行，加速工程進(jìn)度。