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高层建筑深基坑土方开挖技术探讨黄艳飞

发表时间：2021/3/16 来源：《建筑科技》2020年8月下作者：黄艳飞

[导读] 深基坑作为建筑施工的基础，在很大程度上影响着整个建筑的质量。结合笔者多年的工程实践经验，以某高层建筑工程大面积土方开挖施工为例，研究了深基坑开挖过程中的主要施工技术和深基坑质量控制措施。系统地阐述了深基坑开挖支护施工的重点和难点，以供参考。

浙江侨业建筑装饰工程有限公司黄艳飞

摘要：深基坑作为建筑施工的基础，在很大程度上影响着整个建筑的质量。结合笔者多年的工程实践经验，以某高层建筑工程大面积土方开挖施工为例，研究了深基坑开挖过程中的主要施工技术和深基坑质量控制措施。系统地阐述了深基坑开挖支护施工的重点和难点，以供参考。
关键词：高层建筑；深基坑；土方开挖；技术管理
        1工程概况
        某工程a地块一期工程地块位于A市新市中路东南侧。根据现场调查，本工程地势平坦，场地内无构筑物。基坑北侧与施工红线之间的最小距离仅为1.5米，东侧靠近砖混结构的既有居住建筑。南侧为市政道路，距道路边线5m，西侧为高层住宅区。
        根据工程规划，本项目将建成九栋住宅楼和两座相邻的矩形基坑，分别为65米长和45米宽。根据工程勘察，基坑周边环境良好，基坑内无须保护的建筑物（构筑物）；相邻道路与地下室结构的最小距离为10.0m，为了保证基坑开挖和土方运输顺利进行，基坑开挖一般从北侧向南部开始，形成平行流运行情况。同时采用分层分段开挖，大面积挖掘机采用大功率挖掘机进行大面积开挖，加快施工进度，下层基础部分由小型机械挖掘，下层需加钢板或箱垫，防止挖掘机下沉。同时，应严格控制基坑周围的堆垛荷载，不超过15kN/平方米。地表水和基坑水应及时排水，使基坑保持干燥。
        2本项目土方开挖施工重点和难点
        2.1开挖量大，支护结构复杂
        该工程有大量基坑开挖、土方开挖和外运。同时，基坑支护结构包括围护桩、钢支撑、桩与其他结构之间的喷射混凝土，比其他建筑物深基坑支护结构复杂，造成施工难度大。要求施工单位加强土方开挖优化组织，合理选择土方开挖工艺。
        基坑周围
        2.2复杂环境
        在该工程中，建筑红线与市政道路之间的最小距离仅为10.0m，基坑开挖容易引起周围结构和道路的沉降变形。因此，在基坑开挖过程中，需要密切关注沉降变形监测，这对露天开挖基坑的稳定性带来一定程度的威胁。此外，项目影响区内还分布有高压电线和地下管线。在深基坑开挖过程中，可能会引起基坑土体的位移，破坏土体平衡，造成周围高压线路和地下管线的破坏。如果处理不当，将导致建筑安全事故。为了改善这一问题，在工程土方开挖过程中，应加强基坑的水平位移和支护轴向力的监测，并密切关注周围结构的沉降变形，保证基坑的稳定，开挖期间的周围结构和道路。
        2.3施工紧，施工机械多
       在本工程中，规划土方开挖时间仅为30天，需要与基坑围护结构同时实施，施工期紧，施工现场有许多施工机械，部分工程机械的施工半径不足，影响工程的施工进度和效率。针对这一问题，本工程采用分区对称施工技术方案，根据施工机械半径合理划分土方开挖段，待该段开挖完成后转入下一段，以满足工程现场的工艺流程要求。
        3土方开挖施工技术要点研究
        在该工程中，两个基坑同时采用水流法施工，其施工顺序为：土方开挖第一阶段，钻孔灌注桩；树冠梁施工；冠梁锚索施工；基坑开挖第二阶段；→腰梁及锚索施工→第三阶段开挖至底板。对土方开挖施工技术要点进行了分阶段分析。
        3.1 土方开挖第一阶段
        开挖一级基坑支护边坡和平台，开挖边坡防护和喷锚支护工作面，形成天然边坡。整体开挖深度2.3m，局部开挖深度3.6m，第一阶段机械开挖至桩身、承台距离?300mm。机械开挖从300 mm的桩身开始，采用反向打桩模式（如图1所示）。第一阶段开挖应遵循分层开挖的原则，淤泥层开挖深度控制在1m以内，非淤泥层开挖厚度控制在2m以内。

3.2 土方开挖第二阶段
基坑围护桩、冠梁、冠梁锚索施工完成后，进行了二期开挖，分层开挖至7.0m，分层开挖厚度为2.0m，基坑支护结构采用人工开挖，采用机械开挖。其他领域。基坑的坡度自然分级，土方开挖从第二阶段到第一阶段平台，然后通过第一级平台的挖掘机械转移到土方堆放区域（如图2所示）。

3.3 土方开挖第三阶段
在土方开挖第三阶段，基坑开挖至设计深度，采用阶梯开挖法进行天然边坡开挖。基坑开挖深度不超过2.0m，基坑底部土方预留300 mm手动沟槽清洗区。基坑开挖到基坑底部，基坑开挖到设计高程后，沿基坑底部顺时针方向开挖坡地台阶，并将其作为土方向外运输的封闭区。平整10m宽台阶，填筑800mm厚废砖渣，供土方外运车辆通行。人工清槽后，挖掘机采用反挖法开挖土方外运（如图3所示），其余土方人工修整后用塔吊运输。

        3.4 土方堆放
        在该工程中，在距基坑5m的基坑顶部设置临时土方堆场。土方开挖后，当班清理，不能当班清理时停止开挖。根据工程设计，基坑顶部3m以内的允许荷载为10kN/m，禁止土方堆放超过3m控制线，限制运输车辆的行驶路线和面积，避免因基坑边坡超载引起的边坡位移。
        3.5支护桩及疏干井保护措施
        为了防止基坑机械开挖破坏支护桩和排水井的结构，影响基坑边坡的稳定性和采水脱水效果，拟定并实施现场保护措施：①支护桩的开挖。为减少施工机械和车辆对支护桩的挤压作用，避免桩位偏移，本工程土方出口对影响打桩路线的支护桩进行开挖、截桩、回填，基坑开挖至设计高程后，再进行钻孔，机械出席；②机械开挖统一指挥。在支护桩、排水井附近进行机械开挖时，应设专人进行观测，加强现场指挥，防止超挖。必要时采用人工开挖支护桩及排水井附近的土方，然后采用机械沿开挖深度向后开挖；③合理划分人工开挖区域。机械开挖前预留300 mm厚人工挖土方，坡面人工挖孔土层厚度为150~300 mm，能满足基坑开挖高程和边坡坡度控制的要求，减少机械开挖对支护桩和边坡的干扰；④ 挖封底时，沿底板浇筑石混凝土垫层至支撑桩边线，将桩墙内沟清理干净，无泥浆。瓶盖须人工挖掘，严禁机械挖掘。⑤分层回填。开挖后，基坑暴露时间应尽量减少。地下室施工完成后，土方应沿地下室外墙与围护结构间隙分层回填。回填土方工程采用密度大于0.94的黏性土，进行防水施工。
        4结论
        从土方开挖过程及各方面的数据分析，得出了土质和基础工程量的完成情况，基坑监测数据良好，基坑稳定，满足基坑降水的基本要求。
        （1）开挖方法采用分区分段开挖的原则。采用机械开挖与人工开挖相结合。严禁超挖，防止土方开挖破坏边坡稳定性和支护结构的完整性。
        （2）加强基坑土方开挖过程中的施工监测是保证施工安全的重要措施。施工单位应根据周围环境、施工进度、施工技术方案等因素合理确定基坑监测基准点，并确定各结构、基坑边坡和基坑底        面的监测点；从而保证基坑监测数据的准确性和完整性，防止和控制基坑变形和失稳的风险。
参考文献
[1]张丽.浅谈高层建筑深基坑土方开挖技术[J].建材与装饰，2020（11）:3-4.
[2]李文哲,姜亚涛,张明明,吴刚,李彤博.高层建筑深基坑土方开挖与支护技术分析[J].现代物业（中旬刊），2020（01）:195.