建筑工程施工中深基坑施工技術的探討

摘要：本文作者結合工作經驗對深基坑的挖土施工技術進行了分析，為后續打下了良好的基礎。

關鍵詞：軟基工程；挖土準備；原則；工藝；施工技術

一 挖土前期準備

軟土深基坑挖土施工前應掌握下列資料和情況：

1.分析工程地質勘察報告中軟弱土層分布情況與土層的物理力學性質及其厚度，基坑開挖面涉及哪些軟弱土層。

2.了解基坑周邊環境，有否需要保護的淺基房屋、道路及路面下的永久性管線分布情況，周邊道路的車輛運行情況，哪些需要重點保護。

3.熟悉基坑圍護結構設計圖紙，對樁墻結合內支撐式圍護、水泥攪拌樁重力式擋墻、土釘墻或復合式土釘墻、地下連續墻等不同的基坑圍護結構應掌握其特點，有針對性地提出基坑挖土方法及應急措施。

4.熟悉地下室工程圖紙，包括樁基工程情況，分析基坑各區段的挖深、承臺、基礎梁、后澆帶的分布情況，地下室各層梁板標高，并校核基坑圍護方案中的計算挖深 及拆撐措施是否準確、可行。

5.根據上述各方面的條件及資料，認真編制基坑挖土施工方案，方案的主要內容包括：基坑工程概況、挖土施工準備、組織管理機構、挖土施工部署、機械配備計劃、挖土施工方法、挖土進度計劃、安全與環境保護措施、應急措施等。

二、基坑挖土原則及施工部署

1.挖土遵循的原則。軟土深基坑挖土必須遵循《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范（GB 50202—2002）}第7.1.3條與<<建筑基坑工程技術規程（DB33/T1008一-2000）>>第13.8.2條的規定：土方開挖的順序、方法必須與基坑圍護設計工況相一致，并遵循“開槽支撐。先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則。深基坑土方工程驗收必須保證支護結構安全和周圍環境安全為前提，即控制基坑變形位移不超過允許值。

2.平面分區布置。大型基坑的平面分區挖土部署，報據工期要求、挖土機械的作業條件與圍護結構的支撐布置情況以及出土口布置來劃分，通常可以對撐為界劃分為數個區段，以盡量避免運土汽車在對撐頂面行走，每個區段中又以底板的后澆帶為界，分成若干個小塊，以控制挖土先后的順序，每個挖土區段以出土口為基準，先遠后近地開挖，畫出挖土平面布置圖.布置運土坡道，并考慮好坡道寬度、坡度。

3.豎向分層部署。基坑豎向分層挖土部署，針對圍護結構設計的工況，例如有一道內支撐的基坑，第l層應挖至支撐底，施工好混凝土內支撐并達到一定強度后，開挖第2層土方，至底板底（保留20—30em人工修±），第3層土方指人工開挖承臺、基礎梁及坑中坑的土方。上述第l層、第2層土方采用反鏟機械挖土，又根據每層厚度可用數臺反鏟挖機接力式挖運土方.以控制實際每層挖土厚度不超過2m。在控制坑內土方面差的同時控制好臨時邊坡的坡度。

4.土釘墻圍護的豎向分層部署。基坑采用土釘墻圍護，應按照每排土釘的豎向間距，控制每層挖土的厚度，通常上下排士釘的豎向間距不超過1.5m。嚴禁挖機超挖土方，即挖出第一排土釘的作業面，待土釘施工并且在土釘注漿（水泥漿或水泥砂漿）達到一定強度后，方可開挖第二排土釘的作業面。待各排土釘全部施工后，方可分層開挖中心島的土方。

三、挖土的施工工藝流程與主要施工機械

1.施工工藝流程。以基坑圍護采用樁墻兩者結合式一道內支撐的2層地下室為例，其施工工藝流程為：設地表排水明溝及地表護坡→第一階段挖土至支撐底→圍檁、支撐施工及養護→第二階段挖土→人工修土→挖承臺、地梁及電梯井深坑土方至設計標高，并設好墊層、磚胎膜→施工基礎梁板→坑周邊澆混凝土換撐帶→ 地下2層柱墻與地下t層梁板→澆換撐帶混凝土及養護→拆除支撐→地下1層柱墻結構→外墻防水施工→基坑四周分層回填夯實。在基坑底部土質比較軟弱的情況下， 由于承臺、地梁的混凝土墊層與磚胎膜施工時間較長，不利于基坑穩定，故宜先施工底板的混凝土墊層，再彈線開挖承臺、地粱，以減少基坑底的暴露時間。

2.挖土施工機械。基坑挖土的主要施工機械有：普通與長臂液壓反鏟式挖掘機，長臂反鏟挖掘機的挖土半徑與挖土深度均較大，挖土機械的數量依據基坑分區及分層開挖的土方工程量、作業面大小、工期長短來決定。

3.運土施工機械。基坑運土機械常用自卸汽車，也可用鏟運機（推土機），白卸汽車的裝土重量多為10t，一臺反鏟挖機配幾臺自卸汽車，應以土方運輸距離的長短來確定。人工修挖的土方可用塔吊配合運出，坑外裝車。

4.排水與降水機械。基坑排水機械常用潛水泵，型號可為OY—l5型與0Y一25型，其數量根據基坑面積與季節雨量的大小配備，若土層滲透系數大，應布置井點降水設備，采用輕型井點或深（管）井降水。

5.其它機械設備。挖土的其它機械設備指測量儀器、鋼質路基板和基坑應急措施采用的設備材料，如qb377鋼管、簡易槽鋼式鋼板樁等，以及空壓機帶動的風鎬等拆撐機械。

四、挖±施工技術

基坑挖土依據地質土層情況與基坑圍護結構的不同情況，分為全面分層式開挖、中心島式開挖與盆式開挖，均應做到分層、分塊、對稱、限時開挖。同時，基坑挖土應按五邊法施工：邊挖土、邊鑿超高樁、邊鋪片石或碎石墊層、邊澆混凝土墊層、邊砌磚胎膜。1.分層挖土施工方法。基坑每區段的分層挖土施工有3種方式：第1種方式是大面積式分層挖土，每層挖土厚度不大于2m，此法的優點是符合基坑圍護設計工況，缺點是挖土后的軟弱土為淤泥或淤泥質黏土，則應回填塘渣或建筑垃圾或鋼質路基板，否則挖機尤其是載重汽車會陷入軟土中無法行走。第2種方式是中心島式分層挖土，即基坑周邊分層挖到支撐底或土釘墻的最底排并施工支撐或土釘墻后，最后開挖中心島土方，采用多臺反鏟接力式傳送土方至自然地面裝車運出基坑，其分層厚度也不應大于2ram，且臨時邊坡角控制在1：3一l：2以內，臨時堆土高度不大于0.6m。第3種方式是盆式開挖，適用于基坑四周下部布置有斜撐、留置三角土有利于穩定圍護結構的情況。

2.支撐下方的挖土方法。基坑支撐下方的挖士方法有2種，第1種方法是采用小型反鏟挖機鉆到支撐下挖土，然后接力式傳送土方到自卸汽車上，此方式需要支撐下可挖高度在3m以上，以保證小型反鏟挖機的操作空間。第2種方法是采用長臂反鏟機站在支撐頂作業，作業前應在支撐頂回填塘渣且鋪墊鋼質路基板，且應保證停機的支撐下土方不松動，避免挖土作業負荷時壓斷支撐，若自卸汽車也需要在支撐頂行走，則應按棧橋設計對支撐截面配筋加固，支撐的立柱也應具備相應的承載能力。

3.保護工程樁及圍護樁墻的技術措施。基坑中的工程樁應在挖土中重點保護，尤其是超高的預應力混凝土管樁抗側移的剛度弱，更應注意保護。具體措施如下：

（1）超高較大的管樁挖土前作標識，引起挖土人員的注意，運土道路應回避超高樁。把高出設計標高2m以上的樁分2次截樁，減少挖土中由于土體位移時因樁身阻力而引起工程樁偏位或斷裂。f2）挖機挖土的臨時邊坡角控制在1：2之內，淤泥土中控制在1：3內。

（3）禁止挖機鏟頭碰撞超高工程樁，應先挖近機側土方，再挖另外三方的土方。f4）自卸汽車站在挖機后方裝土，即挖土機旋轉180。裝土，避免邊坡壓力過大。f5）大雨天禁止挖土，因雨水軟化土層，導致臨時邊坡位移甚至塌方。f6）控制運土坡道的坡角在l5。以內，坡道墊塘渣或建筑垃圾，增大坡道摩擦力。f7）控制在土方開挖后24h內（爭取12h內），快砌、快澆基底墊層，以穩定圍護樁墻。

（8）嚴禁超挖，包括未設相應支撐前的撐底超挖（尤其是采用鋼管支撐時），以及當底道支撐下空間不足，強行進入挖機，必然造成超挖。當基坑開挖至底板墊層底時，立即統片式澆搗混凝土墊層，然后切割承臺地梁處混凝土墊層并人工開挖承臺、地梁土方。f9）坑中坑落差較大時，應用長臂反鏟挖土，挖土機站點離開攪拌樁擋墻或圍護的松木排樁。（10）為保護圍護樁墻，避免產生過大的位移變形，可采用分塊跳挖的方法，間距可控制在1Ore以內，挖完土方立即澆搗混凝土墊層。

4.人工修土方法。在機械開挖土方后，仍有大量的土方需人工修土，必須確保人工修土的勞動力，邊修邊運土，把修出的土由機械帶走，或用塔吊運輸出坑外裝車，使基坑支護及土方開挖能形成有效的流水施工，減少坑底土的暴露時間。

五、結語

總之，軟土深基坑的挖土工程必須按科學合理的方法施工，否則同樣會造成工程質量或安全事故發生，會產生坑內工程樁傾斜斷裂，或引起基坑圍護結構裂縫以至坍塌，甚至釀成重大的安全事故。