建筑施工中基礎土方施工技術的影響探討

劉菱

廣州市盾建建設有限公司 廣東 廣州 510000

基礎土方的施工質量直接影響建筑的承重能力與穩定性，與其他建筑類型相比，房屋建筑的土方施工在安全性、隱蔽性、承載性等方面的要求更高，基礎土方所選擇的施工技術與建筑的使用壽命密切相關，而施工技術又很大程度上決定了施工質量[1]。因此，只有重視基礎土方的施工技術，做好施工質量與安全管理，才能減少施工風險，保證房屋建筑質量。尤其是高層建筑，占地面積更大、基礎更深，需要開挖大量土方，很大程度上增加了基礎土方的施工難度。所以，要想保證房屋建筑的整體施工質量，必須夯實基礎工作，制定科學合理的土方施工方案。

1 基礎土方施工存在的主要問題

1.1 填土操作不規范

施工人員的專業水平、責任心、綜合素養，會對基礎土方施工質量產生直接影響。所以，建筑公司需要組建一支優秀的、高素質的施工團隊，要求施工人員熟悉基礎土方的施工方法、施工技術，保證能按照設計圖紙的要求規范施工。然而，現階段的施工人員主要以農民工為主，學歷水平和專業能力普遍較低，上崗前為接受專業培訓，在基礎土方施工中經常存在違規操作，比如沒有足夠重視填土材料，材料中摻雜了腐蝕土，造成土壤中的水分大量增加。填土夯實完成后，還可能出現顫動問題，在壓力作用下出現變形，為建筑的整體施工安全埋下隱患，嚴重影響后續施工環節的開展[2]。

1.2 填土材料不合格

施工材料是影響施工質量的重要因素，基礎土方施工中，需要用到填土材料。我國建筑市場的管理比較混亂，盡管政府頒布了相關法律法規，但在具體運用過程中并不能充分落實，以至于建筑市場中仍存在大量的劣質材料。部分施工企業為了節約成本，增加利潤，不惜鋌而走險，違規采購質量不合格的填土材料，為基礎土方的施工埋下安全隱患。由于基礎土方的隱蔽性很強，這些隱患甚至到竣工后都不會被發現，隨著使用時間的延長，建筑的穩定性、承載能力都會有所下降。

1.3 氣候條件的影響

建筑施工通常在露天環境中進行，很容易受到大風、暴雨、降雪等惡劣天氣的影響。尤其是多雨季節，持續的降雨會提高基礎土方施工難度，還會對土方的施工質量造成直接影響。雨后，施工現場往往會出現不同程度的積水，在積水全部排除前施工都無法正常開展。惡劣的雨雪天氣還會阻礙交通，施工所需要的材料與設備不能及時運送到現場，嚴重影響施工進度。

2 建筑基礎土方的開挖施工

2.1 開挖施工原則

（1）安全性：在任何情況下，“安全”都是建筑施工的首要原則，基礎土方施工同樣如此。因此要做好施工前的現場勘查工作，充分了解施工場地的地質條件、周邊環境以及當地的氣候特點，為制定施工方案提供科學依據。

（2）時空效應：遵循“先支后挖”原則施工，做好支護措施，為施工人員提供安全、良好的施工環境，保障施工人員的人身安全，減少意外事故。

（3）開挖排水：基礎土方的開挖面比地下水位低，因此地下水很容易滲入基坑。如果遇到雨季，地面的雨水也會流入基坑，一旦排水不暢，施工區域的土壤因滲水而變軟，坑底土的承載能力下降，則很容易出現塌方事故，嚴重威脅施工人員的安全。所以，基礎土方在開挖前與開挖過程中，都要做好排水措施，保證土壤干燥[3]。

2.2 基礎土方開挖施工技術的應用

以一棟9層高樓建筑為例，該建筑設計了兩層地下室，作為車輛停放場所。建筑主體為鋼筋混凝土框架結構，地基基礎使用高強度的預應力管樁，地下室施工的開挖深度為8.4～10.4m。

（1）施工準備：開挖之前，全面勘察施工現場，了解地質與水文條件。按照規定設計基礎土方的開挖方案，以分層方式施工，嚴格遵循“先支后挖”原則，標識好預應力管樁，避免被施工器械和設備損傷。

（2）開挖施工技術：基礎土方的開挖分為4～5層，每層的開挖深度不超過2m。施工過程中，動態采集基坑的數據參數，及時調整開挖的深度與寬度，保證開挖施工作業的順利開展。首先，合理選擇施工設備，新時期下，基礎土方開挖施工已經普遍機械化，根據之前收集的信息數據，此工程最上方的土方與第二層管樁分布稀疏區域的土方，開挖時均使用進口型履帶式1m3反鏟挖機。第二層與第三層的管樁分布比較集中，因此使用進口型履帶式0.7m3反鏟挖機開挖，避免工程樁受到破壞。其次，明確開挖路線，在開挖基坑主體土方的同時，施工人員還應將坑底雜物清理干凈，并修理邊坡，使用自卸式汽車把挖出的土運送到指定地點。本工程采用的是分片開挖基坑土方的方式，挖掘方向為從南到北、從西到東。開挖區域有兩個作業面，區域外是一個溝槽，寬度6m；區域內是大面積的挖掘。開挖方法為反向逆向循環漸進法，運輸車輛經自主口行駛至施工現場，然后再進入基坑底部，裝滿土方后離開，用碎渣填充路面，避免車輛下陷。

（3）開挖細節：①參考施工圖紙與施工現場情況，開挖施工過程中需要為每一層標高。第一層標高1.50m、第二層-3.50m、第三層-5.50m、第四層-7.50m、第五層-9.50m。第一層開挖深度1.2～3.0m，第2～5層開挖深度均為2m。②南北方向基坑的開挖順序是從南至北；東西方向基坑的開挖順序是從兩側開始向中間開挖。基坑開挖方式包括單溝側面開挖、溝端開挖、挖寬溝等。

3 基礎土方的回填壓實施工

3.1 填土材料的選擇

如果土料選擇沒有特殊要求，那么填方下表層可用爆破石渣、碎石類土以及粒徑小于土層厚度2/3的砂土作為填土材料，各層的填筑材料則必須使用含水率符合要求的黏性土，含水率以符合壓實要求作為達標標準。無論哪種層面的填土材料都不能使用淤泥質土以及有機質土。但在特殊情況下，比如采用固定技術處理后，填土材料指標滿足壓實要求，才能應用于基礎土方次要部位的填筑施工中。碎塊草皮或者有機質含量超過5%的土，可應用于沒有壓實要求的填方中。凍土與膨脹性土不可作為填土材料。

3.2 影響基礎土方填土壓實的因素

3.2.1 壓實功

在土體含水量固定不變的情況下，初期的壓實會嚴重影響土體密度。如果接近土體的最大密度，即使增加壓實功，也不會對土體密度產生太大影響。所以在具體施工中應該采用輕碾和重碾相互結合的方式，以提高壓實效果。

3.2.2 土體含水量

在壓實功固定的情況下，土體含水量會嚴重影響土方回填質量與壓實質量。基礎土方施工過程中，應該嚴格控制土體干密度，以保證施工質量[4]。土體的含水量越少、越干燥，其顆粒之間的摩擦阻力就越大，越不容易壓實。當含水量超過某個界限時，土體的顆粒就會充分飽和，水分承受了一部分壓實功，所以也不容易壓實。因此，要想達到理想的壓實效果，土體含水量必須恰當合理，某種程度上，水會起到潤滑作用，降低顆粒之間的摩擦阻力，增強土體的壓實效果。在壓實設備、填土厚度、壓實次數不變的情況下，需要通過若干次壓實實驗才能確定最理想的含水量。

3.2.3 鋪土厚度

基礎土方的壓實效果與鋪土厚度密切相關，壓實過程中，土壤深度越大，壓實器械受到土體的影響也就越大。當壓實深度超過某個界限時，土體密度也滿足了相關要求，在反復多次的碾壓施工中，土體密度仍然處于原本狀態，基本不會繼續增加。施工過程中，需要嚴格控制鋪土厚度，根據壓實功的要求與土質特點確定鋪土厚度，以滿足壓實施工要求，提高基礎土方的施工質量。

3.2.4 填土壓實的注意事項

嚴格按照國家頒發的相關規范標準進行填土壓實施工，做好排水措施，認真檢查每層的回填厚度，為后續施工奠定良好基礎。科學控制土體含水量，把握好壓實度，保障土方回填與壓實施工質量。按照正確的順序進行分層鋪填碾壓，盡可能使用同一種土來填筑土方。

3.3 施工技術

3.3.1 回填施工

（1）人工回填：適用于占地面積較小的土方，受到土方面積的制約，回填施工無法使用機械，只能通過人工方式輔助回填，以彌補機械施工的短板[5]。對于大型器械無法回填的部位，可使用蛙式打夯機等小型機具完成初步的整頓與夯實，讓土料均勻、全面的覆蓋在基坑中，然后再用人力打夯基坑局部。人工打夯的過程中，應明確打夯線路，按照從四周向中間推進的順序打夯。回填管溝時，先夯實管子附近的土體，再夯實距離管子較遠的土體。

（2）機械回填：如果不會對管道造成破壞，或者施工條件允許的情況下，可使用機械進行回填施工。碾壓作業之前，先使用輕型推土機整理土方，壓實碎石土，以保證土方回填密實、均勻，提高碾壓效率。使用碾壓機械壓實填方的過程中，應控制好機械的碾壓速度與碾壓次數，避免機械對基礎造成擠壓，或者不慎壓壞管道。比如使用平碾壓路基回填土方，應遵循“薄填—慢駛—多次”的施工原則，碾壓次數6～8次，碾輪重疊寬度15～25cm。機械無法回填的邊角、邊坡位置，可使用小型機具或者人工方式輔助回填，如圖1所示。

圖1 回填碾壓

3.3.2 壓實施工

（1）振動法：適用于砂性土方的壓實施工，使用振動壓實機讓土粒排列的更加緊密，提高土方的密實度。

（2）夯實法：適用于碎石類土方、濕陷性黃土土方的壓實施工。利用夯錘下落過程中產生的巨大沖擊力夯實土壤，讓土粒緊密、嚴實的排列。夯實法操作簡單，壓實效果理想。

（3）碾壓法：利用機械滾輪產生的壓力夯實土壤，讓土方的密實度符合施工要求。平碾施工需要用到自行式壓路機，以內燃機作為動力，碾壓速度＜2km/h；羊足碾施工需要用到單位面積壓力較大的壓路機，羊足碾適合粘性土施工，不適合砂性土施工，碾壓速度控制在3km/h以內。

4 建筑基礎土方施工的注意事項

4.1 夏季土方施工

大部分建筑工程的施工時間都在夏天，尤其是北方，夏季施工更加常見，因為北方冬天溫度過低，不適合混凝土澆筑，而且冬天的土壤容易冰凍，開挖施工難度大[6]。但夏天施工必須要做好防水和排水措施，解決施工現場積水嚴重的問題，避免持續降雨給土方施工造成不良影響，延誤施工進度。現階段最常見的排水措施是在土方底部的兩側設計排水溝，在排水溝的底部挖掘一口集水井，根據土方底部的長度來設計集水井，井內安裝了水泵，可以直接把積水抽吸到土方頂部的外側，集中收集雨水。經過過濾后，雨水可用來攪拌混凝土，最大程度的利用自然資源，節約施工成本。南方地區的夏季降雨量更大，施工過程中應根據降雨情況適當加深排水溝和集水井，提高土方底部的排水效率。除了排水措施，還應保護好電氣設備，遇到暴雨天氣應該停止施工，并切斷所有電氣設備的電源，必要情況下還要用遮雨帆布覆蓋電氣設備，避免設備短路。雨季施工還應該做好土方邊坡的防護，用遮雨設備保護邊坡，避免土質潮濕軟化。

4.2 土方施工安全問題

土方開挖、土方底部施工、回填施工等各個施工環節都應做好安全防護措施，開挖土方之前先由技術人員勘察施工現場，了解土質特點和周邊環境，對施工中可能出現的安全問題提前做好防護。技術人員根據現場勘查結果設計和標注圖紙，做好施工現場的安全控制。挖掘施工前期，經常會用到機械設備，設備的運動范圍較大，土質回落的區域需要人工挖掘，這一區域的土質會因為挖掘而變得松動，從而埋下施工安全隱患。鑒于此，應該在土質回落區域設置安全防護網，以保障施工人員的人身安全，還應在防護網兩端與施工場地之間設置逃生通道，在土質坍塌時，保證施工人員可以安全離場。北方地區的冬天溫度很低，如果土方施工沒完成，應該做好防凍防裂措施，并且委派專人定期檢查。

4.3 土方回填

基礎土方的施工，開挖與回填是兩個重要環節，對施工技術都有嚴格要求。土方回填施工中，首先要保證填土材料質量符合要求，嚴格控制填土材料的含水量，避免含水量過大引起后續施工中回填土出現“橡膠土”問題，影響建筑施工安全與施工質量。所有填土材料都應接受技術人員的檢驗，及時處理質量不合格的材料[7]。基礎土方的回填與挖掘均采用逐層施工方式，根據土方的挖掘深度確定回填層的高度，每回填完一層，都要使用重型機械壓實回填土，經過反復多次的碾壓，符合質量標準后再回填下一層，直到回填土和地面平行為止，以提高回填土的牢固性與結合度，增強建筑基礎的承載能力。

5 結束語

綜上所述，基礎土方的施工技術、施工質量與建筑的使用壽命密切相關，只有科學專業的施工技術，才能充分保障地基的穩定性。施工過程中應根據現場情況優化地基結構，合理選擇開挖與回填壓實技術，把握施工要點與難點，完善排水設施，盡量避免天氣因素對施工質量造成的不良影響，從材料、設備、機械、人工等各個方面加強管理，保障施工質量。