建筑深基坑挖土施工技术的应用分析

建筑深基坑挖土施工技术的应用分析

作者：赵又元

来源：《城市建设理论研究》2013年第22期

摘要：随着我国经济的发展和城市化进程的加快，高层建筑项目越来越多，深基坑开挖已成为普遍存在的形式。对于现代建筑工程来说，深基坑挖土是施工过程中的首道工序，对其进行科学合理的控制是保证建筑工程顺利实施的重要环节。 关键词：深基坑；开挖；施工；原则

中图分类号：TL372+.2 文献标识码：A 文章编号：

所有的建筑工程都从基础部分开始的，建筑越高，对基础部分的要求也就越严格，深基坑开挖工程的质量控制是保证建筑工程基础稳定的重要步骤，加强对深基坑开挖技术的研究，对于提高建筑工程整体稳定性及安全性具有重要意义。 1.挖土施工的准备

在深基坑挖土前，我们要对深基坑所在位置的周围建筑环境、地质情况、市政地下情况、所在地的气候条件进行全面了解，将有助于我们对整个基坑开挖、支护的全面认识。 周围建筑环境：基坑开挖，可能会由于基坑周围土方卸荷，对已有建筑物基础造成影响。 地质情况：这个主要影响土质的稳定性，还有基坑地基是否要考虑换填处理的可能性，地下水位对深基坑施工的影响。

市政地下情况：每一个建筑单体，在城市系统中都不是独立的，都是由各种市政管线联系在一起的。地下市政工程影响的是一个区域性的正常生活，在基坑土方开挖时，了解市政地下情况，可以尽可能的减小对周围片区居民正常生活的影响。

所在地气候条件：因为深基坑挖土是为建筑物基础施工服务的，存在于地下工程建设的整个阶段。气候条件要尽可能的避开雨季，深基坑是雨水最容易富积的地方，同样雨水也容易让基坑周边土体流动性加强，引起塌陷。 2.基坑挖土原则及施工部署 2.1 平面分区布置

大型基坑的平面分区挖土部署，根据工期要求、挖土机械的作业条件与围护结构的支撑布置情况以及出土口布置来划分，通常可以对撑为界划分为数个区段，以尽量避免运土汽车在对

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撑顶面行走，每个区段中又以底板的后浇带为界，分成若干个小块，以控制挖土先后的顺序，每个挖土区段以出土口为基准，先远后近地开挖，画出挖土平面布置图，布置运土坡道，并考虑好坡道宽度、坡度。 2.2 竖向分层部署

基坑竖向分层挖土部署，针对围护结构设计的工况，例如有一道内支撑的基坑，第1层应挖至支撑底，施工好混凝土内支撑并达到一定强度后，开挖第2层土方，至底板底(保留20～30cm人工修土)，第3层土方指人工开挖承台、基础梁及坑中坑的土方。上述第l层、第2层土方采用反铲机械挖土，又根据每层厚度可用数台反铲挖机接力式挖运土方，以控制实际每层挖土厚度不超过2m。在控制坑内土方高差的同时控制好临时边坡的坡度。 2.3 土钉墙围护的竖向分层部署

基坑采用土钉墙围护，应按照每排土钉的竖向间距，控制每层挖土的厚度，通常上下排土钉的竖向间距不超过1.5m。严禁挖机超挖土方，即挖出第一排土钉的作业面，待土钉施工并且在土钉注浆(水泥浆或水泥砂浆)达到一定强度后，方可开挖第二排土钉的作业面。待各排土钉全部施工后，方可分层开挖中心岛的土方。 3.挖土的施工工艺流程与主要施工机械 3.1 施工工艺流程

以基坑围护采用桩墙两者结合式→道内支撑的2层地下室为例，其施工工艺流程为：设地表排水明沟及地表护坡→第一阶段挖土至支撑底→围檩、支撑施工及养护→第二阶段挖土→人工修土→挖承台、地梁及电梯井深坑土方至设计标高，并设好垫层、砖胎膜→施工基础梁板一坑周边浇混凝土换撑带→地下2层柱墙与地下1层梁板→浇换撑带混凝土及养护→拆除支撑→地下1层柱墙结构→外墙防水施工→基坑四周分层回填夯实。

在基坑底部土质比较软弱的情况下，由于承台、地梁的混凝土垫层与砖胎膜施工时间较长，不利于基坑稳定，故宜先施工底板的混凝土垫层，再弹线开挖承台、地粱，以减少基坑底的暴露时间。 3.2 挖土施工机械

基坑挖土的主要施工机械有：普通与长臂液压反铲式挖掘机，长臂反铲挖掘机的挖土半径与挖土深度均较大，挖土机械的数量依据基坑分区及分层开挖的土方工程量、作业面大小、工期长短来决定。 3.3 运土施工机械

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基坑运土机械常用自卸汽车，也可用铲运机(推土机)，白卸汽车的装土重量多为lOt，一台反铲挖机配几台自卸汽车，应以土方运输距离的长短来确定。人工修挖的土方可用塔吊配合运出，坑外装车。 3.4 排水与降水机械

基坑排水机械常用潜水泵，型号可为QY一15型与OY一25型，其数量根据基坑面积与季节雨量的大小配备，若土层渗透系数大，应布置井点降水设备，采用轻型井点或深(管)井降水。

3.5其它机械设备

挖土的其它机械设备指测量仪器、钢质路基板和基坑应急措施采用的设备材料，如qb377钢管、简易槽钢式钢板桩等，以及空压机带动的风镐等拆撑机械。 4.挖土施工技术

基坑挖土依据地质土层情况与基坑围护结构的不同情况，分为全面分层式开挖、中心岛式开挖与盆式开挖，均应做到分层、分块、对称、限时开挖。同时，基坑挖土应按五边法施工：边挖土、边凿超高桩、边铺片石或碎石垫层、边浇混凝土垫层、边砌砖胎膜。 4.1分层挖土施工方法

基坑每区段的分层挖土施工有3种方式：第1种方式是大面积式分层挖土，每层挖土厚度不大于2m，此法的优点是符合基坑围护设计工况，缺点是挖土后的软弱土为淤泥或淤泥质黏土，则应回填塘渣或建筑垃圾或钢质路基板，否则挖机尤其是载重汽车会陷入软土中无法行走。第2种方式是中心岛式分层挖土，即基坑周边分层挖到支撑底或土钉墙的最底排并施工支撑或土钉墙后，最后开挖中心岛土方，采用多台反铲接力式传送土方至自然地面装车运出基坑，其分层厚度也不应大于2mm，且临时边坡角控制在1：3～l：2以内，临时堆土高度不大于0.6m。第3种方式是盆式开挖，适用于基坑四周下部布置有斜撑、留置三角土有利于稳定围护结构的情况。

4.2支撑下方的挖土方法

基坑支撑下方的挖土方法有2种，第1种方法是采用小型反铲挖机钻到支撑下挖土，然后接力式传送土方到自卸汽车上，此方式需要支撑下可挖高度在3m以上，以保证小型反铲挖机的操作空间。第2种方法是采用长臂反铲机站在支撑顶作业，作业前应在支撑顶回填塘渣且铺垫钢质路基板，且应保证停机的支撑下土方不松动，避免挖土作业负荷时压断支撑，若自卸汽车也需要在支撑顶行走，则应按栈桥设计对支撑截面配筋加固，支撑的立柱也应具备相应的承载能力。

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4.3 保护工程桩及围护桩墙的技术措施

基坑中的工程桩应在挖土中重点保护，尤其是超高的预应力混凝土管桩抗侧移的刚度弱，更应注意保护。具体措施如下：

(1)超高较大的管桩挖土前作标识，引起挖土人员的注意，运土道路应回避超高桩。把高出设计标高2m以上的桩分2次截桩，减少挖土中由于土体位移时因桩身阻力而引起工程桩偏位或断裂。

(2)控制在土方开挖后24h内(争取12h内)，快砌、快浇基底垫层，以稳定围护桩墙。 (3)严禁超挖，包括未设相应支撑前的撑底超挖(尤其是采用钢管支撑时)，以及当底道支撑下空间不足，强行进入挖机，必然造成超挖。当基坑开挖至底板垫层底时，立即统片式浇捣混凝土垫层，然后切割承台地梁处混凝土垫层并人工开挖承台、地梁土方。

(4)坑中坑落差较大时，应用长臂反铲挖土，挖土机站点离开搅拌桩挡墙或围护的松木排桩。

(5)为保护围护桩墙，避免产生过大的位移变形，可采用分块跳挖的方法，间距可控制在lOm以内，挖完土方立即浇捣混凝土垫层。 5.结语

总之，软土深基坑的挖土工程必须按科学合理的方法施工，否则同样会造成工程质量或安全事故发生，会产生坑内工程桩倾斜断裂，或引起基坑围护结构裂缝以至坍塌，甚至酿成重大的安全事故。 参考文献：

[1]王洁,孙忠超. 深基坑土方开挖的施工控制. 中国新技术新产品. 2010. [2]胡建敏. 浅谈深基坑土方开挖施工的注意事项和应急措施. 才智. 2009. [3]钟镇奎.淤泥土深基坑土方开挖施工质量控制[J].广东建材,2010(10)