曾勇

摘 要： 我國的城市現(xiàn)代化建設(shè)力度不斷增強(qiáng)，各類型建筑大規(guī)模涌現(xiàn)，作為土木工程施工中的核心技術(shù)之一，深基坑土方開挖施工技術(shù)占據(jù)重要地位，很大程度上決定了工程整體施工質(zhì)量、安全。尤其是高層建筑、超高層建筑施工技術(shù)要求不斷增加，在深基坑土方開挖施工過程中可能由于技術(shù)把控不當(dāng)，受多種因素出現(xiàn)基坑變形、偏移等問題，阻礙后續(xù)施工活動安全有序進(jìn)行。文章重點(diǎn)闡述深基坑土方開挖施工技術(shù)要點(diǎn)，在把握施工工藝特性基礎(chǔ)上，依據(jù)施工流程規(guī)范有序施工，力求打造質(zhì)量、安全和效益并重的工程項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞： 技術(shù)要點(diǎn);土方開挖;深基坑支護(hù);基坑降水

【中圖分類號】TU753 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）07-0042-03

科技創(chuàng)新推動社會發(fā)展，土木工程由于自身特性，施工活動較為復(fù)雜，其中涉及到諸多施工技術(shù)、工藝和材料，如何把控工程建設(shè)質(zhì)量與安全，做好各環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)十分關(guān)鍵。深基坑土方開挖作為當(dāng)前工程項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是土木工程中的核心技術(shù)所在，技術(shù)復(fù)雜，對比一般的建筑基坑施工難度更大，加之不同區(qū)域?qū)嶋H情況有所不同，可能導(dǎo)致預(yù)計(jì)之外的問題出現(xiàn)，所以需要綜合考量影響因素，編制合理的施工方案，把握深基坑土方開挖施工技術(shù)要點(diǎn)，各環(huán)節(jié)全面監(jiān)管控制，如有問題出現(xiàn)，及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門，由專業(yè)人員指導(dǎo)解決，保證后續(xù)施工活動安全有序進(jìn)行。

1 工程概況

本工程基坑開挖長度為115.5m，寬度61.0m，周長約382.6m，基坑占地面積約7064.0m2，基坑開挖最大深度為23.35m，基坑形狀呈矩形。本工程自然地面平均標(biāo)高約為-0.30m。坡道長度約105.0m，坑外長度約35.0m，坑內(nèi)長度約70.0m，坡度為1：7，寬度9.0m。由于本項(xiàng)目基坑深度較大，地下水位高，屬于一級基坑，基坑支護(hù)方式采用樁錨支護(hù)樁形式，利用降水井降水。地下水位以上部分（-0.3m至-5.30m）采用放坡+土釘墻支護(hù)，下部為樁錨支護(hù)形式。

本項(xiàng)目土方開挖應(yīng)與基坑支護(hù)交替配合施工，結(jié)合本工程的施工條件及地質(zhì)條件，根據(jù)最終開挖深度的不同，將基坑劃分為七個(gè)區(qū)域進(jìn)行基坑支護(hù)，各區(qū)域采用的支護(hù)樁樁長及錨索層數(shù)不同，如圖1。

2 深基坑土方開挖技術(shù)概述

2.1 土方開挖原則

深基坑土方開挖前，首先需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行地質(zhì)勘察，收集相關(guān)地質(zhì)地貌資料，在此基礎(chǔ)上編制合理的深基坑土方開挖方案。同時(shí)，分析影響施工活動開展的因素，動態(tài)優(yōu)化和調(diào)整深基坑土方開挖方案，保證后續(xù)施工活動有序展開。加強(qiáng)深基坑土方開挖廣度、深度控制，將檢測裝置放置在基坑中，邊挖掘邊檢測，避免開挖活動觸碰、損傷支護(hù)樁及降水井。因此，在充分掌握施工現(xiàn)場具體情況下，施工人員要標(biāo)明支護(hù)樁及降水井的位置，按照施工工序規(guī)范進(jìn)行[1]。

2.2 機(jī)械設(shè)備選擇

深基坑土方開挖活動采用機(jī)械為主、人工為輔的方式，開挖機(jī)械設(shè)備負(fù)責(zé)開挖活動，而人工負(fù)責(zé)基底清理、邊坡修整等工作。土方開挖期間，結(jié)合實(shí)際情況將開挖區(qū)域分區(qū)，為噴錨施工作業(yè)奠定基礎(chǔ)，本工程劃分為兩個(gè)作業(yè)面進(jìn)行開挖。結(jié)合工程特點(diǎn)和工作量要求，合理選擇開挖設(shè)備，主要包括：300LC-5型反鏟挖掘機(jī)兩臺，PC400-7長臂挖掘機(jī)一臺，ZLM50E-3輪胎裝載機(jī)一臺，18m3自卸汽車10輛，挖機(jī)破碎頭一臺[2]。

2.3 施工前準(zhǔn)備

施工現(xiàn)場，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況合理規(guī)劃，開設(shè)用于機(jī)械設(shè)備正常行駛的行車通道;完善排水設(shè)施，設(shè)置積水井、排水溝和疏通水路，避免雨水和地表污水流入基坑，保證基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;開挖前，優(yōu)化支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可指導(dǎo)后續(xù)施工活動開展;機(jī)械設(shè)備運(yùn)行前必須進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，按規(guī)定定期檢修現(xiàn)場開挖及運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備;設(shè)立測量基準(zhǔn)點(diǎn)，嚴(yán)格把控基坑底標(biāo)高和挖土深度;基坑土方開挖前，向監(jiān)理甲方遞交工程開工報(bào)告，經(jīng)過審批核準(zhǔn)后開挖活動方可展開;項(xiàng)目工程師和監(jiān)理代表共同勘察現(xiàn)場，確認(rèn)現(xiàn)場水電供應(yīng)情況及地下障礙物等情況，地上設(shè)置警示牌，避免后期開挖施工損壞地下構(gòu)筑物及管線，從而誘發(fā)安全事故[3]。

3 深基坑土方開挖施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 水平、垂直分段劃分

本工程基坑開挖深度為14.55～23.35m，為保證該基坑支護(hù)工程的經(jīng)濟(jì)合理性，根據(jù)地面高程及地質(zhì)勘察報(bào)告共分為七個(gè)區(qū)，其中II區(qū)和V區(qū)基底標(biāo)高均為-15.35m，整平場地后地坪標(biāo)高不同，地下水位以上（-5.3m）土釘墻設(shè)計(jì)參數(shù)稍有區(qū)別，地下水位以下（-5.3m）支護(hù)樁、錨索設(shè)計(jì)參數(shù)相同。III區(qū)和VII區(qū)基底標(biāo)高均為-18.85m，整平場地后地坪標(biāo)高不同，地下水位以上（-5.3m）土釘墻設(shè)計(jì)參數(shù)稍有區(qū)別，地下水位以下（-5.3m）支護(hù)樁、錨索設(shè)計(jì)參數(shù)相同[4]。

3.2 設(shè)置運(yùn)土坡道

結(jié)合工程項(xiàng)目特征，以及現(xiàn)場的施工作業(yè)條件，在基坑?xùn)|側(cè)中部開設(shè)運(yùn)土坡道，底寬9m，采用放坡+土釘墻支護(hù)方式。為了減少坡道兩側(cè)支護(hù)工程量，坡道設(shè)置在基坑內(nèi)長度為70m，基坑外長度為35m，基坑土方開挖活動結(jié)束后，后退開挖基坑內(nèi)坡道土[5]。

3.3 土方開挖

土方開挖階段，重難點(diǎn)在于基坑支護(hù)、基坑降水工作，依據(jù)施工順序運(yùn)用分層分段退挖方式，實(shí)現(xiàn)開挖和支護(hù)同步進(jìn)行。第一層和第二層土方開挖深度控制在3.9m～4.5m，第一層開挖到-3.8m，第二層開挖到-5.3m，土方開挖深度并未深入到地下水位，不需要同步降水施工。第一層土方開挖后，第一道、第二道土釘墻即刻進(jìn)行施工，開挖到第二層時(shí)，同時(shí)開挖出運(yùn)土坡道，創(chuàng)設(shè)足夠的作業(yè)空間，并使用專門的運(yùn)土車及時(shí)將土方運(yùn)出。第三道土釘墻和掛網(wǎng)噴護(hù)混凝土施工在-5.3m作業(yè)平臺上進(jìn)行，同時(shí)要進(jìn)行冠梁和支護(hù)樁施工活動，在這個(gè)過程中如何保障支護(hù)作業(yè)安全可靠，是繼續(xù)向下開挖的重中之重。待冠梁和錨索強(qiáng)度符合要求后方可進(jìn)行下一個(gè)環(huán)節(jié)，規(guī)避安全隱患的存在[6]。

在第三層的土方開挖施工時(shí)，施工單位應(yīng)等待支護(hù)樁強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下方可進(jìn)行，修筑運(yùn)輸?shù)缆罚⑹褂脡郝窓C(jī)反復(fù)碾壓夯實(shí)，保證道路具備足夠的承載力。土方開挖深度3.5m，開挖到-9.0m，由于此次開挖活動勞動量較大，難度大，需要將支護(hù)樁樁身完全暴露出來，在一定程度上阻礙后續(xù)土方開挖活動展開，為了規(guī)避開挖過程中觸碰損壞樁身，預(yù)留20到30cm的土方在基坑內(nèi)部，錨索和腰梁工序施工活動結(jié)束后，檢測強(qiáng)度在70%以上方可開挖土方[7]。第四層、第五層土方開挖流程要求同上，第六層和第七層土方開挖有不同的深度要求，規(guī)范進(jìn)行錨索腰梁施工時(shí)，也要注重區(qū)域內(nèi)清土工作同步展開，留下30cm的土層，完全由人工清除干凈。工程機(jī)械行駛區(qū)域預(yù)留50cm保護(hù)層，不需要機(jī)械設(shè)備后借助挖機(jī)掃尾工作。最后施工區(qū)域內(nèi)剩余的土方，通過垂直運(yùn)輸方式運(yùn)出。

3.4 基坑內(nèi)部安全通道

土方開挖活動是一個(gè)耗時(shí)較久的活動，在作業(yè)過程中，為了保證作業(yè)全過程安全，需要開辟安全通道，設(shè)置安全圍欄在基坑周圍，深度在2m以上時(shí)，防護(hù)欄桿設(shè)置高度1.2m，設(shè)計(jì)為兩道橫桿，下部安裝高檔腳板，高15cm，保證同地面之間牢固連接。同樣的，在-5.3m的支護(hù)樁上安裝規(guī)格同上的安全圍欄[8]?；娱_辟安全通道，綜合考量土方開挖施工期間人員上下需求，搭設(shè)為“之”字形，并選擇安全可靠的材料，開辟面積較大的安全通道，為人員、材料進(jìn)出基坑提供支持[9]。

3.5 基坑排水系統(tǒng)

深基坑很容易受到地下水影響，為了保證基坑穩(wěn)定、安全，應(yīng)設(shè)置排水系統(tǒng)。與支護(hù)樁距離600mm處開挖排水溝，深度和寬度均為500mm;排水溝中間區(qū)域和兩側(cè)區(qū)域設(shè)置集水井，規(guī)格為1.0m×1.0m×1.5m。坡頂?shù)孛骈_挖設(shè)置排水系統(tǒng)，排水溝深度和寬度均為400mm。排水系統(tǒng)皆采用120mm的標(biāo)準(zhǔn)墻磚MU10水泥砂漿砌筑[10]。

3.6 土方外運(yùn)和不明物處理

開挖產(chǎn)生的土方，需要依據(jù)施工要求及時(shí)運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，對于施工過程中發(fā)現(xiàn)的不明物，需要上報(bào)相關(guān)部門，經(jīng)過業(yè)主和監(jiān)理共同確認(rèn)后，方可進(jìn)行后續(xù)的開挖活動。

3.7 注意事項(xiàng)

土方開挖期間可能出現(xiàn)其他因素影響，或是出現(xiàn)不可控情況，威脅到基坑穩(wěn)定和人員安全，故需做好安全管理工作。開挖至基地后預(yù)留300mm厚度的土方，實(shí)行人工開挖方式，避免機(jī)械開挖擾動地基土;土方開挖全過程要有專業(yè)人員指揮，首先進(jìn)行支護(hù)及止水工作，條件滿足開挖需求后方可進(jìn)行;基礎(chǔ)土方開挖，坑壁上標(biāo)記水平點(diǎn)，然后測量基底標(biāo)高;基坑開挖中為了保證基坑穩(wěn)定，應(yīng)配備專人負(fù)責(zé)監(jiān)測基坑，為后續(xù)施工提供相關(guān)數(shù)據(jù)信息，了解基坑水平位移或是沉降等數(shù)據(jù)，優(yōu)化調(diào)整施工方案，保證作業(yè)安全;基坑土釘噴混凝土支護(hù)施工中，邊坡頂部設(shè)計(jì)為外斜坡，坡度5%，保證基坑充分排水，在雨季時(shí)基坑周邊和頂部積水得到充分排出，維護(hù)邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;土方開挖同時(shí)，降水井要注意圍護(hù)，避免有雜物進(jìn)入降水井;機(jī)械化作業(yè)期間，要注意規(guī)劃開挖路線、范圍與順序，調(diào)整邊坡坡度、各層標(biāo)高和水流流向，禁止超挖和亂挖，保證施工活動規(guī)范有序進(jìn)行，維護(hù)作業(yè)安全。

4 深基坑土方開挖施工技術(shù)措施

深基坑土方開挖施工是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，涉及到眾多人員、材料和機(jī)械設(shè)備，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能為工程整體質(zhì)量和安全帶來負(fù)面影響，嚴(yán)重情況下會發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，因此要進(jìn)一步強(qiáng)化改進(jìn)。

4.1 土方開挖控制

（1）標(biāo)高控制。開挖過程中，根據(jù)基坑支護(hù)施工所需的挖深進(jìn)行分步開挖。預(yù)應(yīng)力錨索每做一排即測一層標(biāo)高，及時(shí)統(tǒng)計(jì)挖土標(biāo)高，掌握最新開挖深度。加強(qiáng)最后一個(gè)環(huán)節(jié)開挖控制，專業(yè)測量人員跟蹤超測，嚴(yán)格把控挖深，避免超挖、亂挖情況出現(xiàn)，提供可靠的數(shù)據(jù)參數(shù)。開挖深度的確定，可以標(biāo)記白灰點(diǎn)，挖土機(jī)械依據(jù)開挖流程和要求逐步開挖，開挖同步進(jìn)行測量，并注意開挖后的清槽工作，然后落實(shí)平槽工作。

（2）土方收尾。土方收尾工作，向基坑?xùn)|側(cè)中部收尾。最后一個(gè)環(huán)節(jié)，土方挖運(yùn)借助挖掘機(jī)向坡道口收土，收土和裝車運(yùn)走同步進(jìn)行，提升工作效率。坡道上挖掘機(jī)向后甩土，另一臺挖掘機(jī)在基坑坡道口裝車，如果現(xiàn)場挖掘機(jī)無法倒運(yùn)，導(dǎo)致有土方剩下，可以選擇吊車垂直運(yùn)輸。

4.2 土方和邊坡協(xié)調(diào)配合

在這個(gè)環(huán)節(jié)，要求土方和護(hù)坡工作協(xié)調(diào)配合，土方開挖隊(duì)伍進(jìn)場后，開挖到土釘墻施工標(biāo)高，開辟施工作業(yè)面;土釘墻施工活動結(jié)束后，立即進(jìn)行降水井、護(hù)坡樁施工，施工養(yǎng)護(hù)后強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，然后向下開挖1.0m，開辟工作面，第一道預(yù)應(yīng)力錨索施工活動可以規(guī)范展開，完成后土方回填-5.8m，為后續(xù)冠梁施工和預(yù)應(yīng)力錨索施工奠定基礎(chǔ)。冠梁混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后，開挖到第二道錨索標(biāo)高0.5m下，逐步開挖到槽底。土方開挖過程中，如果出現(xiàn)意外情況，應(yīng)第一時(shí)間停止施工，相關(guān)人員有序疏散;邊坡垮塌，則要立即土方回填，保證邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;如果坡頂有載重物導(dǎo)致安全事故出現(xiàn)，需要第一時(shí)間清除坡頂重載物，避免出現(xiàn)垮塌事故威脅到人員生命安全[11]。

4.3 現(xiàn)場降水

深基坑土方開挖現(xiàn)場的降水工作，大概在一周前進(jìn)行，結(jié)合具體施工進(jìn)度控制降水速度，不宜過快，協(xié)調(diào)降水速度和土方開挖速度的關(guān)系[12]。現(xiàn)場嚴(yán)格管控基坑水位，施工面在管井水位高度50cm到100cm以上，保證基坑周邊區(qū)域安全穩(wěn)定，施工活動有序進(jìn)行。施工過程中加強(qiáng)管井保護(hù)工作，同時(shí)對每個(gè)管井清晰做好標(biāo)記，避免土方運(yùn)輸車輛行駛期間損壞管井，無法規(guī)避的管井，注重對地面設(shè)施和管線保護(hù)，有車輛和機(jī)械設(shè)備經(jīng)過，停止降水，通過后降水恢復(fù)。

4.4 基坑監(jiān)測

為了保證深基坑土方開挖全過程安全、穩(wěn)定，施工單位需要根據(jù)實(shí)際要求設(shè)立水平位移觀測點(diǎn)，對基坑進(jìn)行全面監(jiān)測。觀測點(diǎn)通常設(shè)置在冠梁或是支護(hù)結(jié)構(gòu)上，做好觀測和記錄，每日觀測次數(shù)至少一次，如果發(fā)現(xiàn)特殊情況可以適當(dāng)增加觀測頻率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常情況，保證深基坑安全。對于荷載較大區(qū)域，適當(dāng)增加觀測頻率。

4.5 施工質(zhì)量控制

縱觀當(dāng)前深基坑土方開挖施工現(xiàn)狀來看，施工期間還有很多不足存在，影響到整體施工質(zhì)量和人員安全，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)施工現(xiàn)場質(zhì)量把控，施工流程進(jìn)一步優(yōu)化，提升施工人員專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。健全配套的管理培訓(xùn)體制，組織機(jī)械操作人員和技術(shù)人員積極參加，學(xué)習(xí)前沿技術(shù)和手段，落實(shí)職責(zé)到實(shí)處，切實(shí)提升深基坑土方開挖施工質(zhì)量與效率。

4.6 加強(qiáng)細(xì)節(jié)把控

深基坑開挖中有支護(hù)和土方挖掘，施工中很多細(xì)節(jié)問題需要注意，在施工前充分考量和分析施工環(huán)境，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙編制合理的土方開挖方案，合理配備人員、材料和設(shè)備，把控施工進(jìn)度有序進(jìn)行，復(fù)雜邊坡則需要人工修整處理，挖掘中不定期檢查挖掘深度，避免出現(xiàn)深淺不一情況?，F(xiàn)場要做好地下管線的安全檢查工作，檢查管線是否有開裂、滲水情況;檢查井附屬設(shè)施是否有開裂或是積水情況，對比裂縫寬度和初始寬度，一旦出現(xiàn)地下管線持續(xù)漏水和開裂異常問題，及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門歸檔記錄?，F(xiàn)場每日進(jìn)行安全巡查，檢查關(guān)鍵工序施工情況，基坑變形和位移數(shù)值變化情況，周邊環(huán)境和支護(hù)體系穩(wěn)定性，基坑超載或大雨等特殊天氣等情況，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)處理，保證深基坑土方開挖施工安全。

結(jié)論：綜上所述，深基坑土方開挖施工難度較大，相較于一般建筑基坑而言，涉及環(huán)節(jié)更多，所選擇的技術(shù)要求更高。為了滿足新時(shí)代高層建筑、超高層建筑建設(shè)要求，應(yīng)充分認(rèn)識深基坑土方開挖施工技術(shù)重要性，把握技術(shù)要點(diǎn)，依據(jù)規(guī)范要求施工，維護(hù)工程質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 鮑潤初.建筑施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)與管理分析[J].建材與裝飾，2020，19（17）：14+17.

[2] 陳燕安，王榮，廖羚，鐘超瑜，賴溯欣，趙婕.基于BIM技術(shù)的某電視中心項(xiàng)目深基坑施工方案優(yōu)化的應(yīng)用研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2020，12（01）：39-45.

[3] 張小林.某深基坑施工對既有地鐵隧道變形控制技術(shù)分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020，28（04）：118-120.

[4] 石勇.鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的深基坑工程施工及過程控制[J].建筑施工，2020，42（01）：6-8.

[5] 夏雪蓮.鄰近地鐵軟土條件下的大型深基坑開挖及支撐施工控制技術(shù)研究[J].地產(chǎn)，2019，31（21）：128+50.

[6] 高燁.土木工程中深基坑土方開挖的施工技術(shù)分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2017，22（03）：122-123.

[7] 郭鋒嵐.土木工程中深基坑土方開挖的施工技術(shù)分析[J].民營科技，2017，20（01）：142.

[8] 胡超強(qiáng).地鐵車站深基坑開挖及支撐施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].工程建設(shè)，2016，48（07）：79-81.

[9] 張英.土木工程中深基坑土方開挖的施工技術(shù)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016，11（20）：46.

[10] 胡雄革.高層建筑基坑土方開挖的施工技術(shù)及要點(diǎn)分析[J].低碳世界，2014，31（23）：259-260.

[11] 孟磊.土木工程中深基坑土方開挖的施工技術(shù)分析[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，23（20）：76.

[12] 陳文新.高層建筑基坑土方開挖的施工技術(shù)及要點(diǎn)分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012，31（17）：148-149.