淺析某工程基坑土方開挖施工技術

李 曉 云

(侯馬市建筑工程質量監督站，山西 侯馬 043000)

1 工程概況

擬建某醫院工程規劃用地面積300畝，按三甲醫院標準設計，總床位數1 080床。建筑面積12 230 m2，包含病房樓和門診醫技綜合樓2部分。

病房樓基坑總長148 m，寬度為58 m，大面積基坑底標高-7.2 m，基坑開挖深度為4.8 m。其中15部電梯和采光井區域的基坑底標高-8.4 m，開挖深度為6.02 m，21個集水井基坑底標高-7.72 m～-9.82 m不等，開挖深度為最淺5.32 m，最深7.42 m。

門診醫技綜合樓基坑總長156 m，寬197 m。大面積基坑底標高-7.12 m，基坑開挖深度為4.72 m。其中13部電梯基坑底標高-8.22 m～-8.72 m不等，開挖深度為最淺5.82 m，最深6.32 m，19個集水井基坑底標高-7.92 m～-8.72 m不等，開挖深度為最淺5.52 m，最深6.32 m。配電機房和制冷機房區域的基坑底標高-7.92 m，開挖深度為5.52 m。直線加速器區域的基坑底標高-9.22 m，開挖深度為6.82 m。坡道一區域的基坑底標高-7.62 m，開挖深度為5.22 m。

本工程±0.000絕對標高為5.500 m。自然地坪絕對標高2.60 m～3.69 m，平均絕對標高3.1 m，相對標高為-2.40 m。地下水位絕對標高為1.70 m～1.81 m，平均標高1.75 m，相對標高為-3.75 m。

2 水文地質條件

擬建工程現場屬濱海平原區，不存在崩塌、滑坡、泥石流等地質災害隱患，無巖溶、土洞、地裂、地陷等不良工程地質作用，未發現其他如古河道、暗浜、暗塘、暗坑等不良地基。

根據《巖土工程勘察技術報告》分析，場區勘察深度內的主要含水層為第四系全新統和上更新統的粉土和粉砂層，地下水屬潛水類型。地下水的補給來源主要受大氣降水的補給，主要的排泄方式為蒸發。根據各外業時段勘察時現場量測，場區勘察期間地下水位絕對標高為1.70 m～1.81 m左右，自然地坪以下1.3 m～1.4 m。

據調查，場區處地下水位季節性變動或年際變化不太大，一般在豐、枯水年(季)水位變動幅度約為0.50 m～1.00 m。

3 土方開挖施工技術

1)基坑采用放坡開挖，放坡系數為1∶1.25,基坑2.2 m深度處設置寬1 m的平臺，采用5臺反鏟式挖掘機進行開挖。地基處理情況：病房樓地基處理采用預應力混凝土空心方樁。樁軸線間距最小2 000 mm，最大2 700 mm，樁邊長400 mm，內徑為250 mm,有效樁長為28 m。單樁豎向極限承載力標準值為2 500 kN,單樁承載力特征值為1 250 kN。門診、醫技綜合樓地基處理采用素混凝土剛性樁，樁間距最小1 272 mm，最大1 800 mm，樁徑為400 mm,有效樁長不小于19 m。單樁承載力特征值大于500 kN，復合地基承載力特征值不小于260 kPa。

2)由于在土方開挖前樁基工程已全部施工完，在土方開挖過程中需留置0.5 m深的土方進行樁間土開挖，然后人工截樁頭，樁間土開挖采用人工配合機械進行施工。在樁間土開挖過程中必須留置300 mm厚的土方進行人工開挖清槽，避免機械開挖破壞原地基土。

3)土方開挖分四步：第一步采用機械大開挖，開挖至-4.600 m(相對±0基準面標高，以下如不做特殊注明均為相對標高)；第二步亦采用機械開挖，開挖至-6.92 m(病房樓)與-6.32 m(門診醫技綜合樓)；第三步門診醫技綜合樓進行樁間土開挖至-6.82 m；第四步槽底300 mm厚的土方進行人工開挖清槽，至-7.12 m(門診醫技綜合樓)、-7.22 m(病房樓)。

4)土方開挖工藝。

a.工藝流程：開挖坡度的確定→機械設備的配置→選擇合理開挖順序→修邊和清底→驗槽。

b.開挖坡度的確定：開挖時需依據《地基與基礎施工質量驗收規范》要求進行放坡，放坡系數1∶1.25。

c.機械設備的配置。

根據本工程施工作業條件，選擇5臺反鏟挖掘機(斗容量1.0 m3)挖土，自卸汽車進行運土，裝載機進行配合堆土。現場堆土區域為甲方指定地點。

d.開挖順序。

反鏟挖掘機開挖時，采用坑端開挖的方法，即從基坑的端頭以倒退行駛的方法進行開挖，開挖方向為自西向東進行，如圖1～圖3所示。

5)修邊和清底。

放坡施工時，人工配合機械修整邊坡。

6)驗槽。

在距槽底設計標高500 mm槽幫處，抄出水平線，釘上小木橛，然后用水準儀抄平控制坑底標高，同時由兩端軸線引樁拉通線，檢查距槽邊尺寸，確定槽寬標準。

4 基坑監測

為保證基坑壁安全，對基坑邊坡頂部水平位移和豎向位移進行監測。

1)位移布點。

沿基坑壁上、中、下部水平方向20 m各布點一個。豎向位移布點沿基坑邊上口每20 m布點一個，用紅油漆標明位置和點號。監測儀器水平位移采用經緯儀、豎向位移采用水平儀。

2)監測次數。

基坑開挖深度在5 m以內，可每3 d觀測一次；底板澆筑后，7 d內每2 d觀測一次，7 d～14 d內每3 d觀測一次，14 d～28 d內每7 d觀測一次，大于28 d每10 d觀測一次。

3)監控報警。

本基坑坡頂水平位移報警值設為28 mm，水平位移變化率報警值為連續3 d大于5 mm/d。

本基坑坡頂豎向位移報警值設為28 mm,豎向位移變化率報警值設為連續3 d大于2.5 mm/d。

當出現附近坡面地面明顯裂縫情況時，應立即報警。

5 土方開挖安全措施

1)在距基坑邊1.5 m地方，周圍用φ48鋼管設置防護欄桿，立桿間距每2 m一道，高出自然地坪1.3 m，第一道水平桿距地600 mm，防護欄桿外側滿掛密目網，高度1.2 m，密目網用尼龍繩牢系在欄桿上。各施工人員嚴禁翻越護身欄桿。護欄底部設置高度為200 mm的M5(1∶2.5)砂漿砌筑擋水墻。距基坑邊3.5 m內，坑邊荷載限制為15 kPa。在基坑邊應設安全防護欄，安全標志牌，時刻提醒管理人員及操作人員安全生產文明施工。

2)基坑側壁用彩條布覆蓋好以防雨水浸入、沖刷。排水主要采用集水井結合明溝排水，集水井為1 000×1 000×600，沿基坑四周布置，間距為20 m，每個集水井配備一臺離心泵，揚程為15 m。

3)土方開挖過程中必須保證機械人員施工安全，由專人負責指揮挖機操作，挖掘機上基坑必須保證有足夠的安全坡度。挖掘機作業時，機下施工人員禁止在挖掘機起重臂作業回轉半徑內停站。

4)基坑外人員不得向基坑內亂扔雜物，向基坑內傳遞工具時要接穩后再松手。

5)在距離坑頂邊線10 m范圍內及坡面上嚴禁堆放棄土及建筑材料；條件允許情況下，在距離坑頂邊線10 m外設置施工道路，防止動荷載對基坑的破壞。

6)所有場內機械必須服從管理人員指揮，車速限5 km/h以內。工地施工人員盡量遠離施工機械，如有必要先通知操作人員，回應后再接近。

7)坑下人員要休息時應遠離基坑邊及放坡處，經常檢查邊坡土方，發現問題及時解決，以防塌方傷人。