深基坑土方開挖技術(shù)研究

【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，深基坑開挖技術(shù)是建筑工程中重要工程環(huán)節(jié)之一。建筑施工前需要根據(jù)預(yù)建工程的實(shí)際情況合理選擇開挖方案，才能保證工程的工期和質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】深基坑；土方開挖

1、工程概況

本工程是橫通道施工，每個(gè)橫通道分兩層開挖施工，每層橫通道的開挖高度為兩米，先施工底層橫通道，后施工上層橫通道。首先破除洞門，架設(shè)洞門加固拱架（每個(gè)洞門共計(jì)3 榀），拱架采用7～9 寸的圓木制作；洞門破除完成后，配合放線定位，繼續(xù)開挖橫通道，開挖過程中，為保證橫通道的穩(wěn)定性，需要配合施做噴射混凝土或者木支撐支護(hù)體系，開挖至地下樁體所在位置后，開始截樁，截樁完成后繼續(xù)開挖至下一處樁體位置，繼續(xù)截樁，如此循環(huán)，直到全部指定樁體截除后，用素混凝土回填整個(gè)橫通道和豎井，至此全部施工項(xiàng)目完成。關(guān)于地下截樁的數(shù)量說明如下：1 號(hào)橫通道須截樁3 根，2 號(hào)橫通道須截樁2 根，3 號(hào)橫通道須截樁2 根。

2、細(xì)部施工方案及措施

2.1洞門破除與安裝洞門拱架

2.1.1搭設(shè)施工平臺(tái)

為了滿足工作空間的要求，平臺(tái)頂面應(yīng)位于預(yù)開挖的橫通道底板向下15cm 處，平臺(tái)的搭設(shè)應(yīng)該牢固可靠，能同時(shí)滿足水鉆及相關(guān)配套設(shè)備、噴射混凝土管及相關(guān)設(shè)備、渣桶及一定量的廢渣重量及施工人員（2～3 人）的承重要求。施工平臺(tái)采用鍍鋅鋼管進(jìn)行搭設(shè)，施工人員根據(jù)實(shí)際的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行搭設(shè)。施工期間，臨時(shí)性廢渣，洞門段噴射混凝土產(chǎn)生的廢料，清理噴射混凝土管產(chǎn)生的廢料，都會(huì)堆積在臨時(shí)施工平臺(tái)上，而這些廢渣不可避免的會(huì)落到豎井底部，如果支架主支撐鋼管直接架設(shè)在豎井底板上，鋼管可能被埋入廢渣之中，很難取出，為了保證拆除支架時(shí)減少工作量，施工平臺(tái)支架的主支撐鋼管與豎井底板之間要保證1m 以上的空間，該空間可用木方填充。

2.1.2測(cè)量放線

破除洞門之前，技術(shù)人員須要把整個(gè)洞門的輪廓線清楚的標(biāo)記在豎井側(cè)壁之上，為了保證施工空間，洞門段開挖寬度為1.5m，由橫通道軸線向兩側(cè)各75cm，高度按照設(shè)計(jì)要求施工。

2.1.3洞門開挖

洞門段開挖應(yīng)先采用水鉆進(jìn)行輪廓線的開挖，開挖時(shí)，嚴(yán)格按照技術(shù)人員標(biāo)記的輪廓線進(jìn)行開挖，盡量減少超挖，用水鉆開挖完整個(gè)輪廓線后，用風(fēng)鎬和石楔子配合挖除核心土石，根據(jù)水鉆的實(shí)際工作能力，現(xiàn)場(chǎng)可以每一循環(huán)控制開挖進(jìn)尺在55—60cm左右。一個(gè)循環(huán)開挖完成后繼續(xù)開挖，待開挖進(jìn)尺達(dá)到1.5m時(shí)停止開挖作業(yè)，進(jìn)行下一步安裝洞門段支撐體系施工。

2.1.4洞門支撐體系安裝

洞門支撐體系為了滿足施工的實(shí)際要求，必須具有足夠的凈空，現(xiàn)場(chǎng)考慮可采用如下結(jié)構(gòu)：減少拱頂范圍的木支撐，鋼拱圈支撐，如下圖所示：

減少拱頂范圍的木支撐的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)不符，結(jié)構(gòu)凈空滿足施工要求，但結(jié)構(gòu)受力情況不明確。

鋼拱圈支撐的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)相同，并同時(shí)能滿足施工凈空的要求，但是橫通道施工完成后，需要將鋼拱圈取出。

以上結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)需要和可行性進(jìn)行選擇。

洞門支撐結(jié)構(gòu)的具體施工要求如下：宜選擇干徑均勻，變化較小，質(zhì)地堅(jiān)實(shí)的圓木作為支撐材料，當(dāng)采用減少拱頂范圍的木支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，立桿宜具有5%～10%的外插腳，由上至下向圍巖側(cè)傾斜。洞門段木支撐連續(xù)布置3 榀，按照?qǐng)A木直徑為20cm 考慮，則每榀間距10cm。

2.2開挖施工

2.2.1定位放線

對(duì)于橫通道開挖施工時(shí)的測(cè)量控制做以下說明：為了保證橫通道施工時(shí)方向準(zhǔn)確，必須做好橫通道開挖測(cè)量定位工作，測(cè)量控制主要做好以下三點(diǎn)：隧道軸線控制，隧道進(jìn)尺控制，截樁高程控制。

A隧道軸線控制

從豎井頂已測(cè)設(shè)的控制點(diǎn)，將兩個(gè)隧道軸線控制點(diǎn)引入豎井，分別布置在橫通道洞門一側(cè)和洞門對(duì)應(yīng)側(cè)的豎井護(hù)壁上，布置洞門側(cè)控制點(diǎn)時(shí)應(yīng)把標(biāo)記固定在開挖斷面上20cm 左右的位置，避免開挖施工時(shí)破壞控制點(diǎn)。施工過程中，通過兩點(diǎn)確定直線的方法，將軸線位置引至掌子面并做好標(biāo)記，通過測(cè)量掌子面上軸線點(diǎn)位置到兩側(cè)側(cè)壁的距離來確定隧道開挖方向是否正確，例如：如果測(cè)量結(jié)果為左側(cè)75cm，右側(cè)55cm，則說明隧道開挖方向已經(jīng)向施工方向左側(cè)偏出，應(yīng)當(dāng)向右側(cè)調(diào)整。

B隧道進(jìn)尺控制

實(shí)際施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)軸線點(diǎn)到兩側(cè)護(hù)壁的距離是相同的，但是實(shí)際隧道的開挖方向還是產(chǎn)生偏移，這是由于隧道兩側(cè)進(jìn)尺不同引起的，為此，在實(shí)際施工中，要加強(qiáng)隧道進(jìn)尺的測(cè)量控制，控制方法如下：洞門段施工完成以后，需要在洞門兩側(cè)同一高程位置上布置兩個(gè)控制點(diǎn)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)控制點(diǎn)到掌子面的長(zhǎng)度，如果長(zhǎng)度相同，則說明隧道進(jìn)尺正確，即隧道掌子面與隧道軸線垂直，開挖方向正確。

C截樁高程控制

截樁高程控制在此處一并提出，不單獨(dú)在截樁部分?jǐn)⑹觥Ｓ捎谒淼肋M(jìn)尺較短，加之儀器測(cè)量在洞底難度較高，所以在施工過程中只需要對(duì)截樁高度進(jìn)行控制，并且只需要對(duì)樁基最上端的截除位置加以控制，以確保截樁位置滿足將來盾構(gòu)施工要求。施工時(shí)，可以用水準(zhǔn)儀復(fù)核截樁高程，位置確定后，再行截除。

2.2.2開挖

洞門段施工完成后，即可進(jìn)行橫通道主體段開挖施工，主體段施工采用全段面挖。擬采用水鉆先開挖出輪廓線，用風(fēng)鎬和石楔子配合取出核心土石。每循環(huán)進(jìn)尺根水鉆工作能力控制在55～600cm 之間，開挖寬度按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。開挖時(shí)，應(yīng)保證底板平順、清潔、無高低起伏現(xiàn)象，由洞口向內(nèi)控制一定的上坡度以利排水。如果開挖過程中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況軟弱，風(fēng)鎬開挖更為便捷，亦可采用風(fēng)鎬進(jìn)行全斷面的開挖，用風(fēng)鎬開挖時(shí)應(yīng)注意控制拱頂拱度以及全斷面的超挖狀況，其他具體要求同水鉆開挖工藝。

2.2.3渣土外運(yùn)

開挖產(chǎn)生的廢渣應(yīng)及時(shí)進(jìn)行外運(yùn)，避免堆積過多影響后續(xù)施工，現(xiàn)場(chǎng)可自制小型平板拖車，將渣桶置于平板拖車之上，待裝滿后將拖車拖至豎井內(nèi)施工平臺(tái)，通過門吊將渣桶吊出，出渣完成。出渣過程中注意如下問題：

A橫通道底板保持清潔，不可有過多廢渣，廢渣過多可能影響拖車的運(yùn)行，如有廢渣及時(shí)清理。

B渣桶的裝渣量以和渣桶上沿平齊為宜，避免門吊提升渣桶過程中，廢料墜落傷害井下施工人員。

3、結(jié) 語(yǔ)

每種深基坑土方開挖技術(shù)都有它的有點(diǎn)和不足，這就要求我們?cè)趯?shí)際工程進(jìn)行全面的分析論證。選擇合適的基坑開挖程序， 選擇合適機(jī)械組合方式， 遵循時(shí)空效應(yīng)原理， 根據(jù)地質(zhì)條件采取相應(yīng)的開挖方式。要搞好挖土的組織管理與調(diào)度，提高土方開挖的功效。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M ].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出社，1997

[2]劉翔，張晨，趙翔.由滲流引發(fā)的某軟土深基坑事故原因分析[J].施工技術(shù)， 2007， 36（ 9）： 72-74