高層建筑土方開挖施工的技術(shù)探討

周增威

摘要：隨著城市的快速發(fā)展，建筑技術(shù)日新月異，特別是隨著高層建筑的增加，土方開挖施工技術(shù)也有了新的突破，已廣泛應用于高層建筑施工。作為高層建筑施工的基礎，土方開挖施工技術(shù)水平可以有效降低工程造價，提高工程總體質(zhì)量。但是我國土方開挖技術(shù)還處于不斷探索的階段，對于技術(shù)方面存在的一些問題，仍然需要不斷研究先進有效的土方開挖施工技術(shù)。本文主要對對高層建筑土方開挖技術(shù)進行了分析，簡要介紹了準高層建筑土方開挖施工技術(shù)的種類和要點。

關(guān)鍵詞：高層建筑；土方開挖；施工技術(shù)；技術(shù)探討

引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，舊城區(qū)正在被拆除和重建，導致大規(guī)模地下空間項目的開發(fā)建設，如超高層建筑地下室，地下商場，地下停車場，大型地鐵站等建設項目。而地下工程的大規(guī)模建設涉及到許多地下結(jié)構(gòu)、管道和對變形敏感的建筑物，因此，這也給高層建筑的施工帶來了難題，在高層建筑施工中，土方開挖施工是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是否能做好充分的準備工作，科學選擇施工計劃，使用先進的施工技術(shù)是影響高層建筑土方開挖施工技術(shù)、確保高層建筑施工質(zhì)量最重要的因素。

1.高層建筑土方開挖施工技術(shù)前的準備

1.1按時空效應分塊抽條挖土措施。土體具有彈性，在受荷后會產(chǎn)生塑性變形，而且變形將隨時間增加。土體塑性變形的速度與載荷的大小有關(guān)，一般來說，坑內(nèi)被動區(qū)域的土體流動塑性變形的速度小于被動土壓力之前的土體，土體的時間效應和空間效應不可分離，合理的土方開挖方法，局部殘土在坑內(nèi)的的合理分布可以有效地增加被動土中的被動區(qū)壓力，減小流量的塑性變形和。

1.2開挖原則。頂板以上的土方開挖采用明挖方式，由于地下管道數(shù)量龐大，土方開挖前要綜合考慮市政管網(wǎng)圖紙，全面掌握設計內(nèi)容的各方面信息，確保圖紙的準確性。還需要做好現(xiàn)場驗證工作，施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)將影響開挖施工，因此，在開挖前進行工程勘察是不可或缺的，包括對施工現(xiàn)場進行調(diào)查、收集相關(guān)的地質(zhì)資料。另外，還需要清理施工現(xiàn)場的障礙物，保證施工場地的平整。

1.3開挖方式。主要的土方開挖方式主要是機械為主，人工為輔。機械開挖方式主要用反鏟挖掘機挖土，由于施工現(xiàn)場不易堆土，因此需要邊挖邊退，將土方外運。對于土層高度200mm以上的土層、管道1m周圍土層都使用人工開挖修整。開挖過程中應做好測量和加強檢查，在地下室鋪設測量控制樁，將樁長控制在300mm，根據(jù)膠合板的接合位置或控制線均勻地布置樁，以確保底模的平坦度和準確度。

2.高層建筑土方開挖施工技術(shù)

2.1放坡土方開挖法。放坡土方開挖法適用于基坑周圍有空曠地帶用來放坡、周圍建筑設施比較少地方采用，而且整個過程不需要支撐施工，具有施工空間寬闊、施工周期短、經(jīng)濟可靠的優(yōu)勢。當開挖土方含水量較大且不穩(wěn)定、基坑較深、或由周圍場地限制需要使用陡坡、垂直開放控制土質(zhì)較差時，應臨時支撐加固。開挖大寬度基坑時，當?shù)貕K不能分段放坡，或者由基坑尺寸受限不能放大坡度，應在下坡采取加強措施，比如可以使用短樁和隔膜支架、石頭或編織袋臨時存放短樁，以保護坡腳。

2.2盆式土方開挖。對于土壤膜開挖土方施工，絕大多數(shù)土方需要回挖，這將使挖掘效率不高，導致模板和支撐無法正常拆除，同時導致資源的浪費。因此，考慮到開挖效率和經(jīng)濟效益，大面積的基坑可采取盆式土方開挖技術(shù)，使基坑的周圍土壤得到保護，中部的大部分土壤可以明挖，不僅有利于控制基坑的變形，還可以提高挖掘效率。另一方面需要預留基坑周圍土體位置的寬度、坡度、高度，方便進行是施工穩(wěn)定性驗算，防止出現(xiàn)失穩(wěn)滑動現(xiàn)象。

2.3中心島土方開挖。中心島式土方開挖適用于大型基坑，支撐結(jié)構(gòu)的支撐形式為角撐板、環(huán)梁或側(cè)桁架式，中間有大空間。利用這一點，可以使用土墩的中間作為支點來建立支架，挖掘機可以使用支架開挖挖掘，運輸土壤車輛也可以使用支架進入坑內(nèi)攜帶土壤。這種土方開挖方法能有效加快挖土速度，一般底板的厚度大，當挖掘地板時，特別是當?shù)匕宓母叨容^大或建筑物靠近重要的保護建筑物或設施時，由于挖掘支撐的間隙較大會導致變形。此時，按照中心島土方開挖施工，首先澆筑坑底中間，達到一定強度后，再對其他位置在挖掘底部進行抽挖，這些位置需要控制一定間隔，分條澆筑地基，每層地面挖土至混凝土澆筑施工完成時間應控制在72h以內(nèi)。

2.4逆作法土方開挖。逆作法土方開挖施工方法是首先在逆作面上形成垂直結(jié)構(gòu)，并且從頂部到底部構(gòu)造以下水平地下結(jié)構(gòu)，利用水平地面結(jié)構(gòu)用于抵消圍護結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力的施工方法。這種施工方法具有很多優(yōu)勢，比如自上而下的結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)可以同時施工，項目進展加快，項目總工期大大縮短；水平結(jié)構(gòu)比支撐構(gòu)件更剛性，因此外殼變形小，有利于保護周圍的建筑物和設施；圍護體、支撐等用于主體，從而節(jié)省了大量的成本；使用封閉，覆蓋挖掘施工，減少了灰塵，降低了噪聲，有利于現(xiàn)場施工文明和環(huán)境保保，可以使結(jié)構(gòu)設計更加合理等。同時在采用逆作法土方開挖時，要注意地下連續(xù)墻的施工，加強清理措施，采取措施防止地下室措施崩潰，防止因過度沉降造成的垂直荷載超過允許值要求；采取措施確保墻壁的垂直度。

3.結(jié)語

隨著中國社會經(jīng)濟發(fā)展越來越快，人們對建筑業(yè)的發(fā)展也更加關(guān)注，建筑的需求也日益增大，如何延長高層建筑的使用壽命，確保施工質(zhì)量成為建筑行業(yè)需要解決的重要問題。土方開挖施工技術(shù)作為高層建筑深基坑建設的重要技術(shù)之一，直接影響工程建設的質(zhì)量，不僅可以提高高層建筑的施工質(zhì)量，增加其使用年限，而且還可以降低項目成本，達到最大化工程建設的經(jīng)濟效益的最大化。因此在進行高層建筑的土方開挖施工時，應綜合全面的考慮實際情況，制定科學合理的施工方案，選擇最經(jīng)濟有效的土方開挖施工技術(shù)，確保高層建筑土方開挖工作的順利完成。