浅谈深基坑开挖的控制

摘要： 随着城市建设的快速发展，对基坑开挖的深度的要求日益增加，深基坑的开挖成为建筑物的必需。然而深基坑由于其深度问题，在施工中会对其他的建筑物等产生影响，从而成为抵制工程中的一个复杂问题。在工程实践中如何才能达到这个目的和采取怎样的施工与安全措施，这是值得探讨的问题，以下介绍某工程基坑开挖的方法及措施。

关键词：深基坑，开挖，施工，安全措施。

中图分类号：TU71 文献标识码：A

前言

工程概括

该高速公路是国家规划的重点干线公路的重要组成部分。沿线为剥蚀丘陵及丘陵间冲洪积沟谷地貌，地势略有起伏，水系在低山丘陵区呈树枝状，河谷深切，岸坡陡峭，断面呈V字型，水流湍急，山间盆地区河谷相对开阔，低微丘陵区植被发育。地质情况主要由第四系亚粘土、亚砂土、局部地段残坡积层厚度大，土质较松软或遇水易软化，局部含有机质亚粘土、软塑状亚粘土。

基坑塌方的危害

2.1.增加挖方量

基坑塌方多表现为坑壁失稳，造成坑壁土体沿某一滑动面的土坡坍塌，其塌方范围有时波及很大，特别是土的内摩擦角很小的土层和扰动软土，塌方量往往超过预计放坡的边界，会大大增加基坑开挖的土方量。

2.2危及施工安全

基坑塌方一般是在土体滑动力矩超过土体的抗滑力矩和支护措施而使土体平衡被打破的瞬间发生的，因此，它具有突发性。突然的塌方会使正在施工的人员和机械设备猝不及防而造成掩埋性破坏，不仅使掩埋中的人员压伤、窒息与机械损伤，而且由于坑壁的塌方而造成坑顶下陷，上部机械设备倾倒或损坏，严重危及施工安全。

2.3地基土受到扰动

由于基坑的塌方，从而破坏原有土层的平衡，土体沿滑动面涌动使坑顶下陷，坑底回弹隆起，导致持力层土层的失稳和破坏，降低持力层的承载能力。

2.4危及周边建(构)筑物的安全和稳定

由于坑壁塌方造成基坑周围土移、沉陷，而使基坑邻近的建(构)筑物地基与基础脱空、失稳而导致上部设施和建筑物开裂、倾斜和不均匀下沉;导致邻近公路路面开裂、局部塌陷，从而影响行车安全;导致邻近管道与基础脱空、管沟断裂。

2.5延长工期，造成经济损失

形成基坑塌方多为侥幸、轻视和赶进度所致，而一旦形成塌方事故，特别是造成人身伤亡和邻近建筑物倾斜、塌陷时，处理就旷费时日，非常麻烦，不仅造成巨大损失，而且拖延工期，甚至给已有建筑物的安全留下隐患。

3、施工相关技术及质量控制要点

3.1开挖前的准备工作

3.1.1制定合理、可行、详尽的开挖方案，特别是对于开挖过程中可能会出现的防水问题及相关应急措施要做出专门设计。方案一旦经论证批准，即要向所有施工人员就开挖施工中的每一细节做详细交底，务必使全体施工人员都清楚明白，心中有数。前面已经提过，基坑工程是一项系统的综合性强的工程，它不比一般的土石方工程、路基工程，多挖一点或坡陡一点都不太要紧，往往其中的一个环节控制不好，就有可能产生连锁反应，导致整个基坑产生灾难性的后果。因此务必使全体施工人员都要明白：施工中绝不可盲干、蛮干，一切都要以监测反馈信息下的既定的方案进行。

3.1.2地下管线的勘探、迁移或就地保护。

3.1.3.地层加固施工。

3.1.4监测点的设定及初始数据的采集。

3.1.5场地排水、防洪系统施工及相关物资准备。

3.1.6支撑成品加工、进场、加力系统的调试。

3.1.7确定弃碴场、运输线路，土方机械进场准备。

3.2深基坑开挖的方式及顺序

3.1开挖顺序

3.1.1纵向可据实际情况采取由两头向中间，由中间向两边或由一头倒退顺序开挖的方法，具体视情况而定，一般情况下，为加快施工进度，通常选择2个工作面同时开挖。横向采取反压措施，先挖中间土方，掏槽架设支撑，在架支撑的同时，挖除支撑间土方，具体见图下图所示：

开挖步骤：第一步：挖I块土方

第二步：架第一道支撑

第三步：挖II块土方

第四步：架第二道支撑

第2n步：架第n道支撑

第2n+1步：挖n+1块土方

第2n+2步：垫层施作 （ n:支撑道数）

3.2.开挖方法

3.2.1分层开挖方法

①第I、II层土方，利用长臂挖掘机多点交叉作业直接挖除。从地表挖至第I道支撑以下0.5米时，掏槽架设钢支撑，钢支撑施工的同时，先挖去第I至第II道支撑间的中间部分土方，横向放坡预留反压土，待第一道支撑架好，施加预应力后，再挖除反压土。

②对第Ⅲ、Ⅳ层土方，若基坑为软土基坑采用吊斗出土方式，装土可采用人工或地载装土，一般每一工作面设二台地载。当场地狭窄没有足够的场地停放大型设备时，设龙门吊、小平板车出土。

当基坑内土质较好时，采用阶梯式开挖，利用一大一小，一上一下两台反铲挖掘机，呈踏步式配对作业。由进入基坑内的挖掘机挖土转至基坑边，再由地面上位于围护结构外侧的长臂挖掘机装上自卸车运走。

③最下两层土方一般用吊车吊斗吊至地面。

④开挖至接近设计高程时，基底200 mm～300mm土层人工用风镐突击挖除，以避免对基底产生过大扰动。

⑤综合考虑各种因素，日均出土效率一般为270—350m3，设置现场临时堆土场时要考虑能存放3-5天的开挖量。

3.2.2入岩方法

对强度较低全风化岩，可用挖掘机直接挖除。

对强风化岩，中风化岩由于基强度较高，可采取：

a.液压油炮凿岩破松机松动破碎，此法震动影响小，应当首选。

b.采用半秒延期松动控制爆破开挖，震速控制在2.5cm/s以内。

c.无声破碎剂破碎岩石。

入岩施工主要要解决好振动影响问题。

3.3.支撑架设

3.3.1安装设备

50t 覆带吊1台，电焊机4台，加力器1台。

3.3.2安装方法

①当开挖出一道支撑位置时，立即在围护墙面上标出支撑位置，提前进行支撑位置处墙面的整平工作，以使支撑顶面及墙面受力均匀，之后按设计要求安装托架或钢围檩，同时对支撑两个对应接触点长度进行现场测量，以使拼装的支撑长度与实际尺寸相匹配。

②支撑用50t吊机两点吊法、第1、2道支撑整体拼装好后一次整体吊放，向下各道支撑拼成两节，在基坑内对接后放于托架上，支撑就位和校正后，加力器稍施顶力撑紧后即安装钢楔，然后采用分级加压的方式加压至设计要求的预加力，之后随即用钢楔紧固，预加力保压时间≥30min。

③支撑长度大于20米时，设中间立柱降低其长细比，增加支撑稳定性，中间立柱与支撑三维紧固连接。

3.3.3注意事项

①支撑安装须设专人负责。

②支撑架设后，严防支撑因施工撞击或围护结构过大变形而失稳。

③支撑加力之前，迅速设定围护结构收敛量测点及支撑轴力检测点，取得初始读数后加力，加力后即测试实际预加力，以控制预加力施加准确。

④掏槽开挖、支撑是控制墙体变形的一种有效措施。

⑤斜支撑的架设最为关键，除架设要及时外，必须在端头设可靠的防滑措施。

⑥以信息化指导施工。

3.4开挖阶段防水施工

开挖过程中，对围护结构接缝处出现的渗水漏水，水土流失现象要及时封堵，要挖一处，堵一处，并始终走在开挖工作的前面，要严防流砂，涌泥等现象发生，这些不仅会引起地面大量沉降，严重的会导致边坡及围护结构失稳，进而严重影响基坑的稳定性，因此开挖过程中的防水工作应予以高度重视，防水工作做不好，不能向下继续开挖。堵水的方法一般有以下几种：

a.对渗水小的接缝，直接用堵漏砂浆封堵。

b.漏水较大时，先埋管引流，之后采用压浆办法处理。

c.涌水不止时，先用砂袋封堵，之后在墙外或墙内进行双液注浆或墙外旋喷止水。

4、基坑开挖安全、环保措施

4.1安全措施

施工前，技术人员要认真复核地址资料以及构造物的位置、走向，并掌握本项目工程可能影响临近构造物基础的埋设深度。技术人员要根据核实后的资料，并对照施工方案和技术措施，确定正确的施工顺序、选择合理的施工方法及采取相应的安全技术措施。施工安全技术要求如下：1）采取分段开挖，开挖顺序按批准的施工组织设计进行，不得随意开挖。2）在基坑的周围应设置排水沟，防止雨水或洪水倒灌到基坑内。3）在分段开挖的区段内，泥沙层采取分段开挖，并按规定放出一定的坡度，对地下水要采取降水措施，防止坑壁坍塌。

4.2环保措施

①空压机设消声罩。

②岩石爆破控制一次爆破装药量且拉大段距，减少震动。

③各种车辆出门要清洗。

④对场内树木、文物等隔离保护。

⑤抓好场内文明施工。

5、结束语

根据以上开挖方法及采取的的安全措施，能够有效地提高施工进度和质量。基坑开挖是所有具有地下工程必不可少的步骤，工程前期进度的快与慢也起决定性的作用，有效控制开挖质量与安全是重中之重。

参考文献：

1、孙钧，《市区基坑开挖施工的环境土工问题》，地下空间，1999年04期

2、桂国庆、涂铿，《深基坑工程的研究现状与发展趋势》，第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷，2000年

3、张丽娟、米海珍，《城市岩土工程与可持续发展》，城市开发，2002年07期