超大面積深基坑土方開挖施工技術

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挖中的施工技術，并從坡頂排水溝和防護欄、錨桿施工以及邊坡噴錨封面等角度論述了在土方開挖過程中的質量控制要點。

關鍵詞：放坡；逆作法；噴錨；中心島；錨桿施工

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）16-0082-02

隨著現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越常見，施工中由于其周圍交通道路及原建筑和各類管線的存在造成了施工場地狹小等現狀，增大了基坑的施工難度，因而在施工中科學合理的組織基坑土方施工，對保證施工安全及周圍建筑安全具有現實意義。

1 超大面積深基坑土方開挖技術

1.1 放坡挖土

采用放坡挖土施工工藝應設置多級平臺進行分層開挖，每級平臺的寬度不應小于1.5m，開挖前應采用圓弧滑動簡單分條法等對邊坡穩定性進行驗算，一般固結土體可通過總應力法確定土體的抗剪強度，并采用固結快剪峰值指標，并由土體性質和基坑大小決定其安全系數；采用該工藝應盡量選擇雨量較小的季節施工便于滿足排水要求；施工前及施工過程中必須采取有效措施降低坑內水位并將地表水排除，以嚴控地下水對土方開挖產生影響并杜絕地表水倒流或回滲入基坑；施工中應及時將外露土坡進行護坡保護以保證其穩定性，采用分級放坡施工中間平臺應預留足夠寬度，并應控制斜坡的坡度，若施工現場滿足條件可在坡頂附近卸土來減少基坑外主動土體壓力并保證坡體穩定。

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構，后進行土方開挖，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度對基坑的支護作用，以保證基坑土方開挖，而由于地下室結構柱不可在樓板結構之前完成因而應對樓板結構添加豎向臨時支撐，實際施工是先沿建筑地下室軸線或周圍其他支護結構向下，并在關鍵部位施工必要的支撐樁或柱以承受施工過程中上部結構自重和施工荷載；該工藝應對開挖深度和盆邊土留設進行嚴格設計以達到支護結構的要求下先期對土方進行盆式大開挖以保證整個土方開挖的順利進行，之后則可逐層向下開挖及澆筑各層地下梁板結構直至底板封頂，該工藝因提前對地面一層樓面施工完成而為上部結構施工創造條件，因此在地下土方開挖的同時可進行地上結構施工。

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，該工藝可利用周圍土坡對圍護墻起到支撐作用，可實現減少圍護墻變形，但施工中往往大量土方不能及時外運，而應將土體集中提升后方可外運；采用該工藝應對周圍土坡寬度、高度和坡度進行穩定性驗算以保證安全穩定性，一旦土坡規模過小則其對圍護墻的支撐作用會大大減弱，也失去盆式挖土的意義；同時若土坡坡度過陡則可能在挖土過程中導致失穩滑動，并失去對圍護墻的支撐作用，施工中應盡量提高開挖后土方上運的速度以保證工期，因而該工藝科有效提高多層支護體系機械施工效率，但在施工中應密切監測以確保能夠平衡土堤寬度和支護結構的穩定和正常使用。

1.4 中心島式挖土

該工藝多采用角撐、環梁式和邊桁架式支撐系統，該工藝可加快挖土和運土速度，若中間存有較大空間則可利用中間土墩作為支撐點搭設棧橋，施工機械可利用棧橋進入基坑內挖土，運土車輛也可通過棧橋到基坑內運土，因而該工藝尤其適用于超大面積基坑開挖；采用該工藝應嚴密驗算中間土墩高度、邊坡坡度及穩定性，尤其在雨季施工應及時進行邊坡加固以防滑坡出現；挖土應采用分層施工，通常將第一層全部挖掉并在中間留置土墩，周圍土體則分層開挖；挖土過程中應盡量縮短土體暴露時間，一般土體在開挖后支撐的安裝周期不應超過24h，混凝土支撐則不宜超過48h；采用該工藝施工必須保證開挖順序與支護結構設計工況一致，并應遵循開槽支撐、先撐后挖、分層開挖及嚴禁超挖的原則施工，并禁止開挖過程中車輛直接在支撐上通過。

2 土方開挖質量控制要點

2.1 坡頂排水溝和防護欄質量控制

采用放坡土方開挖時應每隔一定間距和各個剖面的轉點部位放出剖面坡頂排水溝中心軸線平面位置，并對其標示，后測量該點高程以確定排水溝的開挖深度及寬度，之后方可采用機械或人工開挖排水溝，開挖后溝內邊側采用墻機磚砌筑，溝底則可用砂漿抹平，一般排水溝內應按照0.3%的坡度自中間向兩側排水，并在基坑四周角點部位各設置一個沉淀池以對坡頂地表水和外界流水及坑內抽出的水進行匯集沉淀后方可排入市政管網；基坑防護欄立柱多采用鋼管立柱，其間距、埋深及外露地面高度應符合規范規定，橫桿應采用鋼扣件固定于立桿，并應控制防護欄桿與坡頂邊線的間距。

2.2 逆作法施工要點

采用逆作法施工應堅持先撐后挖、嚴禁超挖的原則進行，開挖過程中應隨時檢測并調整開挖深度和開挖范圍；開挖時施工機械多有車輛入口經坡道進入基坑，裝載土體后經坡道駛出基坑，如坡道部位存在管樁則應提前截樁以保護管樁，開挖過程中應先沿基坑四周設置滲水和積水坑，并應利用流水段開挖層次高差作為降排水措施，基坑開挖前應先測量出基坑開挖邊線和每層開挖的坡底線，開挖過程中應隨開挖逐個測量相應承臺挖土邊線和標高以便于及時控制機械挖土和人工清土。

2.3 錨桿施工

采用分層開挖時每個斷面分層開挖次數應與斷面內錨桿排數成正比，并保證施工機械的開挖寬度可保證支護施工，若局部地質較差則應適當減少開挖深度和長度以保證基坑安全；錨桿間距和埋深應結合設計和土質情況確定，其一般與水平成一定角度打入土體內；錨桿一般采用一定直徑的鋼筋，錨桿長度應結合土質情況確定；錨桿施工應在確定好的位置進行鉆孔并將孔內雜物清理，應嚴格控制鉆孔深度和角度以免出現偏差，鉆孔過程中若出現塌孔則應及時將孔內雜物清理干凈，并采取措施及時進行修整以保證錨桿順利進入，安放錨桿時應防止將桿體扭曲、壓彎；錨桿安放完畢后應及時對其注漿，應保證注漿體的強度和注漿壓力，同時應控制注漿時間以保證注漿飽滿效果。

2.4 邊坡噴錨封面

基坑開挖后應按照要求在邊坡位置布置鋼筋網，之后將鋼筋網和錨頭按照要求焊接，并保證鋼筋網隨受噴面起伏鋪設，其與受噴面的間距不超過3cm以保證鋼筋網的穩定，或將其與錨桿與其他物品焊接以免在混凝土澆筑過程中鋼筋網晃動影響施工質量；混凝土噴射時應結合施工質量要求和作業條件及現場維修養護能力合理選擇噴射方式，并應考慮對粉塵和回彈量的限制程度，應通過實驗確定混凝土配合比以滿足強度和噴射工藝要求，噴射過程中每個班次應不少于兩次檢查混凝土的配合比及拌合的均勻性，施工中應嚴格控制各種材料的計量精確度，嚴格控制其計量誤差；噴射施工應分段、分片自上而下進行，每段長度不應超過6m，噴射后的混凝土終凝2h后應對其進行噴灑養護，養護時間不應少于7d，施工中若遇到特殊土體則應采用人工或機械挖除進行換填處理。

3 結語

在超大面積深基坑土方開挖施工中可結合工程實際及施工條件選用多種開挖技術，但每種技術均有其優點和不足，因此施工中要求結合工程實際進行全面分析論證，以選擇合理的開發施工方案及合適的機械組合方式，并在開挖過程中遵循時空效應原理，方可切實做好土方開挖的組織管理與調度，提高土方開挖的工效。

參考文獻

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[2] 劉建航，侯學淵.基坑工程手冊[M]．北京：中國建筑工業出社，1997.

[3] 王衛東，劉國彬．基坑工程手冊[M]．北京：中國建筑工業出版社，2009．

（責任編輯：王書柏）