淺談建筑工程基坑支護(hù)與土方開挖施工技術(shù)

胡鋼

摘要：基坑土方開挖深度超過3m(含3m)或雖未超過3m但地質(zhì)條件和周邊環(huán)境復(fù)雜的基坑（槽）支護(hù)；開挖深度超過3m（含3m）的基坑（槽）的土方開挖工程，屬于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程范圍。開挖深度超過5m(含5m)的基坑（槽）的土方開挖、支護(hù)工程以及開挖深度雖未超過5m，但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜， 或影響毗鄰建筑（構(gòu)筑）物安全的基坑（槽）的土方開挖、支護(hù)工程，屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程范圍。建筑工程基坑土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)要求相一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。基坑邊界周圍地面應(yīng)設(shè)排水溝，對坡頂、坡面、坡腳采取降排水措施。以下將對基坑支護(hù)與開挖施工技術(shù)展開討論。

關(guān)鍵詞：建筑工程基坑支護(hù)開挖

中圖分類號：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、淺基坑的開挖

1.淺基坑開挖，應(yīng)先進(jìn)行測量定位，抄平放線，定出開挖長度，按放線分塊（段）分層挖土。根據(jù)土質(zhì)和水文情況，采取在四周或兩側(cè)直立開挖或放坡，保證施工操作安全。

2.當(dāng)開挖基坑土體含水量大而不穩(wěn)定，或基坑較深，或受到周圍場地限制而需用較陡的邊坡或直立開挖而土質(zhì)較差時(shí)，應(yīng)采用臨時(shí)性支撐加固。挖土?xí)r，土壁要求平直，挖好一層，支一層支撐。開挖寬度較大的基坑，當(dāng)在局部地段無法放坡，或下部土方受到基坑尺寸限制不能放較大坡度時(shí)，應(yīng)在下部坡腳采取加固措施，如采用短樁與橫隔板支撐或砌磚、毛石或用編織袋、草袋裝土堆砌臨時(shí)矮擋土墻，保護(hù)坡腳。

3.相鄰基坑開挖時(shí)，應(yīng)遵循先深后淺或同時(shí)進(jìn)行的施工程序。挖土應(yīng)自上而下水平分段分層進(jìn)行，邊挖邊檢查坑底寬度及坡度，不夠時(shí)及時(shí)修整，至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再統(tǒng)一進(jìn)行一次修坡清底，檢查坑底寬度和標(biāo)高。

4.基坑開挖應(yīng)盡量防止對地基土的擾動。當(dāng)用人工挖土，基坑挖好后不能立即進(jìn)行下道工序時(shí)，應(yīng)預(yù)留15～30cm一層土不挖，待下道工序開始再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。采用機(jī)械開挖基坑時(shí)，為避免破壞基底土，應(yīng)在基底標(biāo)高以上預(yù)留一層結(jié)合人工挖掘修整。使用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)時(shí)，保留土層厚度為15～20cm，使用正鏟、反鏟或拉鏟挖土?xí)r為20～30cm。

5.在地下水位以下挖土，應(yīng)在基坑四周挖好臨時(shí)排水溝和集水井，或采用井點(diǎn)降水，將水位降低至坑底以下50cm，以利挖方進(jìn)行。降水工作應(yīng)持續(xù)到基礎(chǔ)（包括地下水位下回填土）施工完成。

6.雨期施工時(shí)，基坑應(yīng)分段開挖，挖好一段澆筑一段墊層，并在基坑四圍以土堤或挖排水溝，以防地面雨水流入基坑內(nèi)；同時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查邊坡和支撐情況，以防止坑壁受水浸泡，造成塌方。

7.基坑開挖時(shí)，應(yīng)對平面控制樁、水準(zhǔn)點(diǎn)、基坑平面位置、水平標(biāo)高、邊坡坡度等經(jīng)常復(fù)測檢查。

8.基坑挖完后進(jìn)行驗(yàn)槽，做好記錄；如發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)與地質(zhì)勘探報(bào)告、設(shè)計(jì)要求不符時(shí)，應(yīng)與有關(guān)人員研究及時(shí)處理。

二、淺基坑的支護(hù)

1.斜柱支撐：水平擋土板釘在柱樁內(nèi)側(cè)，柱樁外側(cè)用斜撐支頂，斜撐底端支在木樁上，在擋土板內(nèi)側(cè)回填土。適于開挖較大型、深度不大的基坑或使用機(jī)械挖土?xí)r。

2.錨拉支撐：水平擋土板支在柱樁的內(nèi)側(cè)，柱樁一端打入土中，另一端用拉桿與錨樁拉緊，在擋土板內(nèi)側(cè)回填土，適于開挖較大型、深度不大的基坑或使用機(jī)械挖土，不能安設(shè)橫撐時(shí)使用。

3.型鋼樁橫擋板支撐；沿?fù)跬廖恢妙A(yù)先打人鋼軌、工宇鋼或H型鋼樁，間距1.0～1.5m，然后邊挖方，邊將3～6cm厚的擋土板塞進(jìn)鋼樁之間擋土，并在橫向擋板與型鋼樁之間打上楔子，使橫板與土體緊密接觸，適于地下水位較低、深度不很大的一般黏性或砂土層中使用。

4.短樁橫隔板支撐：打入小短木樁或鋼樁，部分打人土中，部分露出地面，釘上水平擋土板，在背面填土、夯實(shí)，適于開挖寬度大的基坑，當(dāng)部分地段下部放坡不夠時(shí)使用。

5.臨時(shí)擋土墻支撐：沿坡腳用磚、石疊砲或用裝水泥的聚丙烯扁絲編織袋、草袋裝土、砂堆砌，使坡腳保持穩(wěn)定。適于開挖寬度大的基坑，當(dāng)部分地段下部放坡不夠時(shí)使用。

6.擋土灌注樁支護(hù)：在開挖基坑的周圍，用鉆機(jī)或洛陽鏟成孔，樁徑400～500mm，現(xiàn)場灌筑鋼筋混凝土樁，樁間距為1.0～1.5m，在樁間土方挖成外拱形使之起土拱作用。適用于開挖較大、較淺（＜5m)基坑，鄰近有建筑物，不允許背面地基有下沉、位移時(shí)采用。

7.疊袋式擋墻支護(hù)：采用編織袋或草袋裝碎石（砂礫石或土）堆砌成重力式擋墻作為基坑的支護(hù)，在墻下部砌500mm厚塊石基礎(chǔ)，墻底寬由1500～2000mm，頂寬適當(dāng)放坡卸土1.0～1.5m，表面抹砂槳保護(hù)。適用于一般黏性土、面積大、開挖深度應(yīng)在5m以內(nèi)的淺基坑支護(hù)，

三、深基坑的支護(hù)

深基坑土方開挖，當(dāng)施工現(xiàn)場不具備放坡條件，放坡無法保證施工安全，通過放坡及加設(shè)臨時(shí)支撐已經(jīng)不能滿足施工需要時(shí)，一般采用支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)支擋，以保證基坑的土壁穩(wěn)定。支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型有排樁或地下連續(xù)墻、水泥土墻、逆作拱墻或采用上述形式的組合等。

(―)排樁或地下連續(xù)墻

通常由圍護(hù)墻、支撐（或土層錨桿）及防滲帷幕等組成。排樁可根據(jù)工程情況為懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)、拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)和錨桿式支護(hù)結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻可與內(nèi)支撐、逆作法、半逆作法結(jié)合使用，施工振動小、噪聲低，墻體剛度大，防滲性能好，對周圍地基擾動小，可以組成具有很大承載力的連續(xù)墻。

(二）水泥土樁墻

水泥土樁墻，依靠其本身自重和剛度保護(hù)坑壁，一般不設(shè)支撐，特殊情況下經(jīng)采取措施后亦可局部加設(shè)支撐。水泥土墻有深層攪拌水泥土樁墻、高壓旋噴樁墻等類型，通常呈格構(gòu)式布置。

適用條件：基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級；水泥土樁施工范圍內(nèi)地基土承載力不宜大于150KPa；基坑深度不宜大于6m。

(三）逆作拱墻

當(dāng)基坑平面形狀適合時(shí)，可采用拱墻作為圍護(hù)墻。拱墻有圓形閉合拱墻、橢圓形閉合拱墻和組合拱墻。對于組合拱墻，可將局部拱墻視為兩鉸拱。

適用條件：基坑側(cè)壁安全等級宜為三級；淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用；拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/8；基坑深度不宜大于12m；地下水位高于基坑底面時(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施。

四、深基坑的土方開挖

在深基坑土方開挖前，要制定土方工程專項(xiàng)方案并通過專家論證；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)。

1.深基坑工程的挖土方案，主要有放坡挖土、中心島式（也稱墩式）挖土、盆式挖土和逆作法挖土。前者無支護(hù)結(jié)構(gòu)，后三種皆有支護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.土方開挖順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。

3.防止深基坑挖土后土體回彈變形過大。施工中減少基坑回彈變形的有效措施，是設(shè)法減少土體中有效應(yīng)力的變化，減少暴露時(shí)間，并防止地基土浸水。因此，在基坑開挖過程中和開挖后，均應(yīng)保證井點(diǎn)降水正常進(jìn)行，并在挖至設(shè)計(jì)標(biāo)髙后，盡快澆筑墊層和底板。必要時(shí)，可對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)下部土層進(jìn)行加固。

4.防止邊坡失穩(wěn)。

5.防止樁位移和傾斜。打樁完畢后基坑開挖，應(yīng)制定合理的施工順序和技術(shù)措施，防止樁的位移和傾斜。

如果打樁后緊接著開挖基坑，由于開挖時(shí)的應(yīng)力釋放，再加上挖土髙差形成一側(cè)卸荷的側(cè)向推力，土體易產(chǎn)生一定的水平位移，使先打設(shè)的樁易產(chǎn)生水平位移。軟土地區(qū)施工.這種事故已屢有發(fā)生，值得重視。為此，在群樁基礎(chǔ)樁打設(shè)后，宜停留一定時(shí)間，并用降水設(shè)備預(yù)抽地下水，待土中由于打樁積聚的應(yīng)力有所釋放，孔隙水壓力有所降低，被擾動的土體重新固結(jié)后，再開挖基坑土方。而且土方的開挖宜均勻、分層，盡量減少開挖時(shí)的土壓力差，以保證樁位正確和邊坡穩(wěn)定。

6.配合深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工。

挖土方式影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載，要盡可能使支護(hù)結(jié)構(gòu)均勻受力，減少變形。為此，要堅(jiān)持采用分層、分段、均衡、對稱的方式進(jìn)行挖土。

結(jié)束語：基坑支護(hù)與土方開挖施工必須按《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》（建質(zhì)[2009]87號文）的規(guī)定執(zhí)行，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行基坑的支護(hù)與開挖。