深基坑土方开挖与支护施工技术分析

摘 要:基础是一切建筑物的根本，尤其是对大型高层、超高层建筑。施工过程中，为确保施工安全，防止坍塌事故发生，必须对开挖的建筑基坑采取支护措施。本文以某工程为实例，主要阐述基坑土方开挖及支护的施工安全技术和安全控制。

关键词:建筑基坑; 土方开挖；基坑支护; 安全性

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

导言工程概述

本工程为****金融中心项目，位于天津市***区***现代服务商务区内，工程占地面积27772m2；共分A、B两个标段，首先施工A标段。其中A标段场地南北长度约185m，东西宽约58m，地下为四层钢筋混凝土框架结构，基础为1.4m厚筏板，采用1.0m厚地下连续墙作为地下室外墙，墙体埋深42m，地上裙房一般为四层（局部5层），高度一般为25m（局部30-40m）；工程±0.000相对于大沽标高5.00m室外自然地面为相对标高-0.90m；基坑深度为22.65m，局部为22.95m，属于超深基坑，基坑安全等级为一级。采用明挖方法施工。

1、周围环境情况及管线

1）A标段基坑东侧与B标段基坑相连，并且B标段的工程桩正在施工，对基坑开挖造成一定的影响。A标段南侧与**新区第一大街相邻，距基坑约40m出为市民广场小区。基坑西侧与新城西路相邻，距基坑约60m左右为别墅群。基坑北侧与广达路相邻，距基坑约40m处为MSD办公楼和中央花园地下停车场。周边建筑物地基基础均采用桩基础；基坑西侧及南侧设地下交通通道，其顶板位于地面下约4-5米，外墙距本工程外墙约10-20米。

2）管线现状及调查：施工前组织专门的管辖调查小组，收集施工影响范围内的所有管线图纸和管线竣工资料。目前施工用地范围内无影响施工的地下管线。在基坑的四周的道路下雨排水管道、排污管道、消防水管和燃气管线，无其他重要管线。

最近的管线距基坑支护结构外墙6-9m，覆土高度约1.3-1.4m。管线如表所示：

地下管线调查表

2.、基坑支护设计概述：

本工程围护结构及止水帷幕采用地下连续墙形式，墙底标高-42.9m墙厚1000mm。在A区工程和B区工程之间设置了临时地下连续墙，墙底标高-42.9m墙厚800mm.止水帷幕底端大多进入粉质粘土层中，局部进入粉砂层中，截断第二层承压水层。基坑采用地下连续墙（已施工完）加四道混凝土支撑配合方式进行支护，第一道支撑中心标高为-2.6m，第二道支撑中心标高为-9.20m，第一道支撑中心标高为-14.20m，第一道支撑中心标高为-19.00m，（见附图）支撑平面布置图如下：

基坑内设立柱桩做为钢筋混凝土水平支撑的中间临时支撑柱，受压立柱桩均采用φ800钻孔灌注桩，内插角钢格构柱的形式，钢立柱采用4L160*16角钢格构柱；提土机抗拔桩采用φ800钻孔灌注桩。

3、施工中采取如下施工安全技术措施:

3.1 工艺流程:施工场地平整---第一层土方开挖--第一层水平支撑施工--第二层土方开挖--第二层水平支撑施工--第三层土方开挖--第三层水平支撑施工--第四层土方开挖--第四层水平支撑施工--第五层土方开挖--垫层施工--验收交下一道工序

3.2施工顺序

本工程土方开挖分五次完成，步骤如下：

第一步：平整场地，开挖土方至第一道支撑地步，施工第一道支撑。

第二步：待第一道支撑混凝土强度达到80%后，开始第二次土方开挖，开挖深度至第二道支撑底部，施工第二道支撑。

第三步：待第二道支撑混凝土强度达到80%后，开始第三次土方开挖，开挖深度至第三道支撑底部，施工第三道支撑。

第四步：待第三道支撑混凝土强度达到80%后，开始第四次土方开挖，开挖深度至第四道支撑底部，施工第四道支撑。

第五步：待第四道支撑混凝土强度达到80%后，开始第五次土方开挖，开挖深度至基坑底部，进行混凝土垫层施工。

在此施工期间，挖土工作一般在夜间进行，白天利用1m3挖掘机进行倒土，加快晚上施工速度。在第二道内支撑养护期间，我们安装提土机，进行调试，试运行，当具备开挖第三层土时，提土机一切准备就绪。

3.2基坑开挖方法及出图路线

第一层土采用反挖土机直接挖掘装载机，采用对称退挖法施工。第二层土方采用台阶式反铲挖掘机接力开挖出土的方法，最后土方出土采用预留土堆作为中间传接点，利用长臂挖掘机装车，通过栈桥运出场外；第三层---第五层土方开挖采用新专利技术提土机进行土方垂直运输，然后再用水平皮带机将土直接运输到围墙外运输车上的方法进行施工。

根据现场实际测试，用1.5m2挖掘机挖土，配合14--20m3运土车运土，装土效率为1车/6min，弃土场至施工现场的距离为11km，运土车在途中平均车速为30km/h，装土---开往弃土场----卸土--返回施工现场，整个过程需要60min；

即：11/30*60*2+16（卸土时间）=60min

现场实际1.5m3挖掘机装车效率为1车/6min（运土车为15m3）

经过实测每一辆车从倒车到指定装车位置----装车满车--车离开现场共计需要10min；以下挖土均按上述方式考虑。

基坑支护结构设计与施工不仅涉及到结构问题和岩土程问题，而且因为地下工程的不确定因素太多，必须结合工程地质水文资料，环境条件，将监测数据与预测值相比较以判断前段施工工艺和施工参数是符合预期要求，以确定和优化施工参数，做好信息化施工，及早发现问题，特别注意监测基坑外的沉降隆起变形和临近建筑物的动态，及时采用相应对策，消除事故隐患。

4 施工安全技术保证措施

4.1土方开挖交底应详细 ,交底内容必须包括工程桩位置 、围护桩位置、放坡位置、放坡坡度、开挖深度等。

4.2开挖时应有施工人员在现场观测管理。先开挖离桩位较远的部位。再逐渐往桩靠近。当挖至离桩头 500mm时。应停止机械作业。改为人工轻挖。应避免土方机械碰撞围护桩与工程桩。特别是桩混凝土浇灌未达设计强度等级时。更应严格控制。 开挖降水井 500cm附近的土方时。也应采用人工开挖的方式进行。

4.3机械开挖严禁超挖。应时随时测量标高 。预留 500cm厚土方 。最后由人工清理基槽。接近地下水位时。应先施工设计标高最低处。以便形成集中排水 。

4.4土方开挖应防止基底扰动。尽量减少暴露时间。人工清槽前，做好标高标志进行基底标高和平整度的控制。用铁锹清除基坑底部 50cm 厚预留土方；基坑边坡及基底按要求修平。并应保证基坑的表面平整度，基坑边角部位应采用人工方式清除。

4.5 施工时须按要求预留基坑反压土以满足基坑安全 。待地下空间顶板施工时做支护水平支撑牛腿，牛腿混凝士强度达到设计强度的80%后安装支护水平支撑。牛腿混凝土强度达到 100%设计强度后使用加长臂挖机开挖坡道处剩余土方。

5、基坑支护安全技术措施总结

5.1 选择适合的基坑坑壁形式.深基坑施工前，首先应按照规范的要求，依据基坑坑壁破坏后可能造成后果的严重性确定基坑坑壁的等级，然后根据坑壁安全等级、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节的条件等因素选择坑壁的形式。

5.2 加强对土方开挖的监控基坑土方一般采用机械挖法，开挖前，应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案，并对机械操作人员进行交底。开挖时，应有技术人员在场，对开挖深度、坑壁坡度进行监控，防止超挖。

5.3 加强对支护结构施工质量的监督建立健全施工企业内部支护结构施工质量检验制度，是保证支护结构施工质量的重要手段。质量检验的对象包括支护结构所用材料和支护结构本身。对支护结构原材料及半成品应遵照有关施工验收标准进行检验。

结语

以上采取的安全技术措施，对有效地提高施工进度及施工质量能起到一定的促进作用。深基坑施工安全亦受诸多不确定因素影响。为保证深基坑施工安全无事故，我们应严格按照设计以及规范要求，合理的进行建筑工程基坑支护的施工，保证支护结构的稳定性和施工安全，尽可能的避免出现安全隐患。确保深基坑施工安全无事故。

参考文献:

［1］刘红博，李营社． 高校基建维修工程存在的问题和对策［J］． 陕西建筑 2009 年 08 期

［2］王生宜． RH 精炼炉顶升坑土建施工支护技术［J］． 安徽冶金科技职业学院学报 2012 年 04 期