高层深基坑土方开挖技术及措施分析

　　摘要：在高层建筑施工中，深基坑开挖是其中一项重要部分，施工前应当根据现场情况合理选择开挖方案，确保施工安全质量，进而按照预定工期完工。文章主要阐述了深基坑土方开挖方式以及方案选择，以及开挖的方法，并结合工程实践，针对深基坑土方开挖施工技术进行探讨。

　　关键词：高层建筑,深基坑,土方开挖,质量控制

　　随着我国高层建筑日益增多，深基坑因可以充分利用地下资源，在高层建筑中得到广泛地应用，深基坑工程施工工序就是土方的开挖，由于高层建筑基础普遍埋深较大，施工面积广，基坑开挖的土方工程量较大，这给施工现场的土方开挖和运输带来很多不便;如何选择合适的开挖方案，以便在保证施工工期要求的前提下，确保基坑开挖工程安全质量，成为现在施工技术人员关注的问题。

　　1 深基坑土方开挖方式及合理方案的选择

　　深基坑土方开挖通常使用大开口的方式进行，主要有人工开挖机械开挖、人工与机械配合开挖等开挖方式;如果按照土方开挖时是否放坡，则可以分成设置支护开挖，大方坡开挖以及二者相结合开挖等方式。在选择深基坑土方开挖方案时，应当结合施工现场的地下水水位、基坑深度、施工作业面大小、高层建筑结构形式、地质条件、场地宽窄、场地渗水情况、施工机械设备、地面承荷能力、周围建筑物情况以及施工方法等因素来综合考虑选择，可以预先编制多个施工方案，然后组织专家对施工方案进行分析，从中选取既经济又安全的方案，进而用于深基坑土方的开挖。

　　(1)若施工现场机械设备条件允许时，最好选择使用机械开挖的方案，这样做可以明显加快土方开挖的速度，而且可以大量节省施工劳动力;若施工现场机械设备条件不允许时，对于基坑深度较浅、施工作业面不大、地下水水位不太高的基坑，可以考虑使用人工方法进行，但要注意科学合理地安排土方开挖作业，尽量使用小型机械设备配合人力开挖，这样做一般均能满足施工要求。

　　(2)若高层建筑基坑底部需要开挖的高度不一，较深处机械设备难以施工时，可以考虑使用超挖的方法进行施工，这时需要选择人工与机械设备相互配合的开挖方案，先使用机械设备开挖到同一深度，之后再使用人工开挖较窄处。

　　(3)若高层建筑基础以下土质为碎石土、砂砾层、粉土、粘性土或者黄土等，这时应当选用分级放坡或者不放坡的方法进行开挖，而且这样开挖可以缩短工期、降低基坑工程造价;若施工现场条件不允许进行放坡开挖，这时可以考虑先对四周进行有效的支护，然后再进行开挖的方案，这样做可以节省土方施工量，并且能够减少对四周建筑物的影响。

　　2 深基坑土方开挖的方法

　　2.1机械挖土法

　　采用机械设备进行高层建筑深基础开挖时，应当依据开挖深度、工程规模、所用基础形式、地下水深度、土质情况、工程量大小、运距以及施工工期等要求来选择所用的机械设备，以便能够最大限度地发挥出机械设备潜力，减少机械设备支出，确保施工进度满足要求。若采用放坡的方法进行基坑开挖，应当根据场地情况合理地选择边坡的坡度，以避免塌方事故的出现，边坡坡度的选择应当综合考虑基坑深度、地下水情况、施工场地大小、土质情况以及边坡所承受的荷载、周围的施工环境等因素。使用机械设备开挖的方法有中心岛式挖土盆式挖土 分段挖土 分成挖土等，具体的开挖方法应当综合考虑环境因素、支护结构、基坑开挖的深度、基坑施工作业面的大小等因素来选择。

　　2.2人工挖土法

　　若高层建筑基坑开挖深度不大，需要开挖的土方量较小时，不需要使用运输车辆配合施工时，可以考虑使用人工的方法进行开挖人工开挖使用的工具比较简单，一般的铁锨、镐就可以满足要求，开挖时选用分层、分段的方法进行开挖，土方的运输通常是使用皮带运输机进行运输，如使用长度为25米的皮带运输机从基坑内向外输送土，皮带的角度可以达到30，每次皮带上可以运输的土方量在90m3左右，每名工人一天可以开挖7m3左右，施工人员将开挖出来的土装上皮带就可以运送到基坑外，皮带的末端设置土方运输车辆，然后运输车辆将开挖出来的土运送到弃土场。基坑人工开挖所需要配备的皮带运输机的数量可以根据施工人员的数量以及基坑作业面来综合考虑，对于作业面较大的基坑，可以在基坑的边缘处设置两台左右即可。

　　3 工程案例分析

　　3.1 工程概况

　　某高层建筑工程，建筑面积13500m2，建筑层数为地下一层。基础采用超流态混凝土灌注桩，工程桩桩径400 mm，桩长跃12m，抗拔桩桩径400mm，桩长跃14m。

　　3.2 工程特点

　　根据地质报告及现场实际勘察结果，决定采用深井降水方案，施工场地较大，故采用分层放坡分层防护的方法。降水工程达到设计要求深度及钢板桩护壁完成后即开始土方开挖。施工4d后，具备桩机作业面即进行打桩作业。桩基础施工4d后，即进行二次土方开挖破桩头同时开挖承台及局部的集水坑，开挖时按基础边外返300mm预留工作面(砌砖模)，因基坑土质为细砂土开挖超过1.35m时，按1颐放坡。

　　3.3深基坑土方开挖施工技术分析

　　针对本工程的基础结构特点，本土方工程采用反铲挖掘机4 台 因本工程场地狭小，作业面太大，为使施工方便，提高施工效率，拟采用分设两个大施工段施工，以利于有效利用有限场区，土方除回填广场地下室外均外运25 km以外。

　　3.3.1 工艺流程

　　基坑土方开挖程序：场地平整 给出挖土边线 降水 边坡支护 土方开挖 修坡 人工整平。

　　3.3.2 施工工艺

　　(1)土方开挖前应检查定位放线 排水和降低地下水位系统。

　　(2)机械挖土。第一次挖土竖向开挖深度为原3m，打降水井之后，进行第二次挖至防水板底设计标高预留200～300mm确保基底土方不受扰动。承台水平方向挖土分为两个施工段 即第一段为7原30 轴 2#楼边 F2、1#楼边F1轴至1原J轴，第二段为1原7轴1原A 至1原J轴风机房基底标高为原6.4m 原7.1m 原7.4m原7.9m，然后施工桩基础，桩基础按挖土示意图施工桩基础工程进场两台钻机，第一台钻机由20轴向1轴方向施工，第二台钻机由20轴向30轴方向施工。桩基础施工完毕后，进行第三次人工挖土方式挖至基础梁、承台防水板垫层底，确保基底土方不受扰动，标高分别为(原7.10m 原7.20m原7. 9m原8.1m原8. 4m原8.7m)承台基础落在地质报告中第三层土上，土质特点:细砂:灰色，很湿饱和，稍密，含有黏性土夹层，该层埋深4.0～9.3m，层厚1.7～9.7m。

　　(3)人工挖土。在机械挖土的基础上，人工清理边坡，配合机械施工。基坑设水平桩控制基底标高，标桩间距2m施工时加强巡查，防止超挖;发现局部超挖，采用低压缩性材料，灰土、砂砾石等分层回填夯实，压实系数0. 94 第三次人工开挖的土方用人工或吊车一次运到指定弃土地点，做到文明施工。

　　(4)基坑土方开挖收尾方法。在基坑开挖留设1颐的供桩机出入的施工坡道两处，1轴 30 轴两侧各一处，坡道宽6m，长15 m 基底预留一层200mm厚用人工清底找平，从而避免超挖和基底土扰动。铲车挖土二次挖到本方案所定标高：原6.4、原7.1、原7.4、原7.9m，工人紧随铲车进行坑底、边坡清理平整工作。

　　3.4 施工质量控制措施

　　(1)基底的土质必须符合设计要求，并严禁扰动 基底标高用水准仪检查，长度与宽度用经纬仪拉线和50 m钢尺量检查边坡通过观察和用坡度尺检查。

　　(2)机械挖方时用水准仪跟踪测量控制标高，人工挖方时采用控制桩的方法控制标高，控制桩采用木楔200mm长，每隔2m设置。

　　4 结束语

　　高层建筑深基坑土方开挖施工比较复杂，对开挖技术要求较高;在实际开挖过程中，应当结合施工现场情况来选择土方开挖的方案，科学合理地选择开挖机械设备，根据现场地下土层分布情况，选择合理的方式进行开挖;重视深基坑土方开挖的质量控制，从中确保工程质量与安全。

　　参考文献

　　[1]姜晨光.基坑工程理论与实践[M].北京：化学工业出版社，2009.5.

　　[2]马志全.浅谈高层深基坑土方工程施工[J].山西建筑，2008(34)，107-109.

《高层深基坑土方开挖技术及措施分析》

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