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摘要：詳細(xì)闡述了軟土深基坑挖土應(yīng)遵循正確的開(kāi)挖原則和施工部署，選擇合適的施工機(jī)械，掌握正確的挖土施工方法和安全及環(huán)保措施等，才能保證軟土深基坑順利開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，為后續(xù)工序打下良好的基礎(chǔ)。...

軟土深基坑的挖土施工技術(shù)

張永火，邱學(xué)習(xí)

(龍?jiān)�建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江寧波315040)

    東南沿海地區(qū)多屬于軟弱地基，基坑開(kāi)挖面常遇到淤泥或淤泥質(zhì)黏土，由于含水量高，孔隙比大，抗剪強(qiáng)度低，故地下室深基坑挖深達(dá)到一定深度時(shí)應(yīng)有基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，軟土深基坑的挖土工程必須按科學(xué)合理的方法施工，否則同樣會(huì)造成工程質(zhì)量或安全事故發(fā)生，會(huì)產(chǎn)生坑內(nèi)工程樁傾斜斷裂，或引起基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)裂縫以至坍塌，甚至釀成重大的安全事故。以下闡述軟土深基坑施工應(yīng)遵循的原則和應(yīng)掌握的技術(shù)措施。

1.挖土施工的準(zhǔn)備

    軟土深基坑挖土施工前應(yīng)掌握下列資料和情況：

    (1)分析工程地質(zhì)勘察報(bào)告中軟弱土層分布情況與土層的物理力學(xué)性質(zhì)及其厚度，基坑開(kāi)挖面涉及哪些軟弱土層。

    (2)了解基坑周邊環(huán)境，有否需要保護(hù)的淺基房屋、道路及路面下的永久性管線分布情況，周邊道路的車輛運(yùn)行情況，哪些需要重點(diǎn)保護(hù)。

    (3)熟悉基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)樁墻結(jié)合內(nèi)支撐式圍護(hù)、水泥攪拌樁重力式擋墻、土釘墻或復(fù)合式土釘墻、地下連續(xù)墻等不同的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)

掌握其特點(diǎn)，有針對(duì)性地提出基坑挖土方法及應(yīng)急措施。

    (4)熟悉地下室工程圖紙，包括樁基工程情況，分析基坑各區(qū)段的挖深、承臺(tái)、基礎(chǔ)梁、后澆帶的分布情況，地下室各層梁板標(biāo)高，并校核基坑圍護(hù)方案中的計(jì)算挖深以及拆撐措施是否準(zhǔn)確、可行。

    (5)根據(jù)上述各方面的條件及資料，認(rèn)真編制基坑挖土施工方案，方案的主要內(nèi)容包括：基坑工程概況、挖土施工準(zhǔn)備、組織管理機(jī)構(gòu)、挖土施工部署、機(jī)械配備計(jì)劃、挖土施工方法、挖土進(jìn)度計(jì)劃、安全與環(huán)境保護(hù)措施、應(yīng)急措施等。．

2.基坑挖土原則及施工部署

    2.1挖土遵循的原則

    軟土深基坑挖土必須遵循《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(C．B 50202-2002)》第7．1．3條與《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程(DB33／T l008-2000)》第13．8．2條的規(guī)定：土方開(kāi)挖的順序、方法必須與基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)工況相一致，并遵循“開(kāi)槽支撐，先撐后挖，分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。深基坑土方工程驗(yàn)收必須保證支護(hù)結(jié)構(gòu)安全和周圍環(huán)境安全為前提，即控制基坑變形位移不超過(guò)允許值。

    2.2平面分區(qū)布置

    大型基坑的平面分區(qū)挖土部署，根據(jù)工期要求、挖土機(jī)械的作業(yè)條件與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐布置情況以及出土口布置來(lái)劃分，通常可以對(duì)撐為界劃分為數(shù)個(gè)區(qū)段，以盡量避免運(yùn)土汽車在對(duì)撐頂面行走，每個(gè)區(qū)段中又以底板的后澆帶為界，分成若干個(gè)小塊，以控制挖土先后的順序，每個(gè)挖土區(qū)段以出土口為基準(zhǔn)，先遠(yuǎn)后近地開(kāi)挖，畫(huà)出挖土平面布置圖，布置運(yùn)土坡道，并考慮好坡道寬度、坡度。

    2.3豎向分層部署

    基坑豎向分層挖土部署，針對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工況，例如有一道內(nèi)支撐的基坑，第l層應(yīng)挖至支撐底，施工好混凝土內(nèi)支撐并達(dá)到一定強(qiáng)度后，開(kāi)挖第2層土方，至底板底(保留20～30 人工修土)，第3層土方指人工開(kāi)挖承臺(tái)、基礎(chǔ)梁及坑中坑的土方。上述第1層、第2層土方采用反鏟機(jī)械挖土，又根據(jù)每層厚度可用數(shù)臺(tái)反鏟挖機(jī)接力式挖運(yùn)土方，以控制實(shí)際每層挖土厚度不超過(guò)2 m。在控制坑內(nèi)土方高差的同時(shí)控制好臨時(shí)邊坡的坡度。

    2.4土釘墻圍護(hù)的豎向分層部署

    基坑采用土釘墻圍護(hù)，應(yīng)按照每排土釘?shù)呢Q向間距，控制每層挖土的厚度，通常上下排土釘?shù)呢Q向間距不超過(guò)1.5 m。嚴(yán)禁挖機(jī)超挖土方，即挖出第一排土釘?shù)淖鳂I(yè)面，待土釘施工并且在土釘注漿(水泥漿或水泥砂漿)達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可開(kāi)挖第二排土釘?shù)淖鳂I(yè)面。待各排土釘全部施工后，方可分層開(kāi)挖中心島的土方。

3.挖土的施工工藝流程與主要施工機(jī)械

    3.1施工工藝流程

    以基坑圍護(hù)采用樁墻兩者結(jié)合式一道內(nèi)支撐的2層地下室為例，其施工工藝流程為：設(shè)地表排水明溝及地表護(hù)坡→第一階段挖土至支撐底→圍檁、支撐施工及養(yǎng)護(hù)→第二階段挖土→人工修土→挖承臺(tái)、地梁及電梯井深坑土方至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并設(shè)好墊層、磚胎膜→施工基礎(chǔ)梁板_→坑周邊澆混凝土換撐帶→地下2層柱墻與地下l層梁板→澆換撐帶混凝土及養(yǎng)護(hù)→拆除支撐→地下1層柱墻結(jié)構(gòu)→外墻防水施工→基坑四周分層回填夯實(shí)。

    在基坑底部土質(zhì)比較軟弱的情況下，由于承臺(tái)、地梁的混凝土墊層與磚胎膜施工時(shí)間較長(zhǎng)，不利于基坑穩(wěn)定，故宜先施工底板的混凝土墊層，再?gòu)椌�開(kāi)挖承臺(tái)、地梁，以減少基坑底的暴露時(shí)間。

    3.2挖土施工機(jī)械

    基坑挖土的主要施工機(jī)械有：普通與長(zhǎng)臂液壓反鏟式挖掘機(jī)，長(zhǎng)臂反鏟挖掘機(jī)的挖土半徑與挖土深度均較大，挖土機(jī)械的數(shù)量依據(jù)基坑分區(qū)及分層開(kāi)挖的土方工程量、作業(yè)面大小、工期長(zhǎng)短來(lái)決定。

    3.3運(yùn)土施工機(jī)械   

    基坑運(yùn)土機(jī)械常用自卸汽車，也可用鏟運(yùn)機(jī)(推土機(jī))，自卸汽車的裝土重量多為l0t，一臺(tái)反鏟挖機(jī)配幾臺(tái)自卸汽車，應(yīng)以土方運(yùn)輸距離的長(zhǎng)短來(lái)確定。人工修挖的土方可用塔吊配合運(yùn)出，坑外裝車。

    3.4排水與降水機(jī)械

    基坑排水機(jī)械常用潛水泵，型號(hào)可為QY一15型與QY一25型，其數(shù)量根據(jù)基坑面積與季節(jié)雨量的大小配備，若土層滲透系數(shù)大，應(yīng)布置井點(diǎn)降水設(shè)備，采用輕型井點(diǎn)或深(管)井降水。

    3.5其它機(jī)械設(shè)備

    挖土的其它機(jī)械設(shè)備指測(cè)量?jī)x器、鋼質(zhì)路基板和基坑應(yīng)急措施采用的設(shè)備材料，如+377鋼管、簡(jiǎn)易槽鋼式鋼板樁等，以及空壓機(jī)帶動(dòng)的風(fēng)鎬等拆撐機(jī)械。

4.挖土施工技術(shù)

    基坑挖土依據(jù)地質(zhì)土層情況與基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同情況，分為全面分層式開(kāi)挖、中心島式開(kāi)挖與盆式開(kāi)挖，均應(yīng)做到分層、分塊、對(duì)稱、限時(shí)開(kāi)挖。同時(shí)，基坑挖土應(yīng)按五邊法施工：邊挖土、邊鑿超高樁、邊鋪片石或碎石墊層、邊澆混凝土墊層、邊砌磚胎膜。

    4.1分層挖土施工方法

    基坑每區(qū)段的分層挖土施工有3種方式，第1種方式是大面積式分層挖土，每層挖土厚度不大于2 m，此法的優(yōu)點(diǎn)是符合基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)工況，缺點(diǎn)是挖土后的軟弱土為淤泥或淤泥質(zhì)黏土，則應(yīng)回填塘渣或建筑垃圾或鋼質(zhì)路基板，否則挖機(jī)尤其是載重汽車會(huì)陷入軟土中無(wú)法行走。第2種方式是中心島式分層挖土，即基坑周邊分層挖到支撐底或土釘墻的最底排并施工支撐或土釘墻后，最后開(kāi)挖中心島土方，采用多臺(tái)反鏟接力式傳送土方至自然地面裝車運(yùn)出基坑，其分層厚度也不應(yīng)大于2 m，且臨時(shí)邊坡角控制在l：3～1：2以內(nèi)，臨時(shí)堆土高度不大于0．6 m。臺(tái)階式分層挖土剖面如圖l所示。第3種方式是盆式開(kāi)挖，適用于基坑四周下部布置有斜撐、留置三角土有利于穩(wěn)定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的情況。   

    4.2支撐下方的挖土方法

    基坑支撐下方的挖土方法有2種，第1種方法是采用小型反鏟挖機(jī)鉆到支撐下挖土，然后接力式傳送土方到自卸汽車上，此方式需要支撐下可挖高度在3 in以上，以保證小型反鏟挖機(jī)的操作空間。第2種方法是采用長(zhǎng)臂反鏟機(jī)站在支撐頂作業(yè)，作業(yè)前應(yīng)在支撐頂回填塘渣且鋪墊鋼質(zhì)路基板，且應(yīng)保證停機(jī)的支撐下土方不松動(dòng)，避免挖土作業(yè)負(fù)荷時(shí)壓斷支撐，若自卸汽車也需要在支撐頂行走，則應(yīng)按棧橋設(shè)計(jì)對(duì)支撐截面配筋加固，支撐的立柱也應(yīng)具備相應(yīng)的承載能力。

    4.3保護(hù)工程樁及圍護(hù)樁墻的技術(shù)措施

    基坑中的工程樁應(yīng)在挖土中重點(diǎn)保護(hù)，尤其是超高的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁抗側(cè)移的剛度弱，更應(yīng)注意保護(hù)。具體措施如下：

    (1)超高較大的管樁挖土前作標(biāo)識(shí)，引起挖土人員的注意，運(yùn)土道路應(yīng)回避超高樁。把高出設(shè)計(jì)標(biāo)高2 m以上的樁分2次截樁，減少挖土中由于土體位移時(shí)因樁身阻力而引起工程樁偏位或斷裂。

    (2)挖機(jī)挖土的臨時(shí)邊坡角控制在1：2之內(nèi)，淤泥土中控制在l：3內(nèi)。

    (3)禁止挖機(jī)鏟頭碰撞超高工程樁，應(yīng)先挖近機(jī)側(cè)土方，再挖另外三方的土方。

    (4)自卸汽車站在挖機(jī)后方裝土，即挖土機(jī)旋轉(zhuǎn)1800裝土，避免邊坡壓力過(guò)大。

    (5)大雨天禁止挖土，因雨水軟化土層，導(dǎo)致臨時(shí)邊坡位移甚至塌方。

    (6)控制運(yùn)土坡道的坡角在150以內(nèi)，坡道墊塘渣或建筑垃圾，增大坡道摩擦力。

    (7)控制在土方開(kāi)挖后24 h內(nèi)(爭(zhēng)取l2 h內(nèi))，快砌、快澆基底墊層，以穩(wěn)定圍護(hù)樁墻。

    (8)嚴(yán)禁超挖，包括未設(shè)相應(yīng)支撐前的撐底超挖(尤其是采用鋼管支撐時(shí))，以及當(dāng)?shù)椎乐�撐下空間不足，強(qiáng)行進(jìn)入挖機(jī)，必然造成超挖。當(dāng)基坑開(kāi)挖至底板墊層底時(shí)，立即統(tǒng)片式澆搗混凝土墊層，然后切割承臺(tái)地梁處混凝土墊層并人工開(kāi)挖承臺(tái)、地梁土方。

    (9)坑中坑落差較大時(shí)，應(yīng)用長(zhǎng)臂反鏟挖土，挖土機(jī)站點(diǎn)離開(kāi)攪拌樁擋墻或圍護(hù)的松木排樁。

    (10)為保護(hù)圍護(hù)樁墻，避免產(chǎn)生過(guò)大的位移變形，可采用分塊跳挖的方法，間距可控制在10 m以內(nèi)，挖完土方立即澆搗混凝土墊層。

    4.4人工修土方法

    在機(jī)械開(kāi)挖土方后，仍有大量的土方需人工修土，必須確保人工修土的勞動(dòng)力，邊修邊運(yùn)土，把修出的土由機(jī)械帶走，或用塔吊運(yùn)輸出坑外裝車，使基坑支護(hù)及土方開(kāi)挖能形成有效的流水施工，減少坑底土的暴露時(shí)間。

5.基坑挖土的其他注意事項(xiàng)

    5.1基坑挖土的安全注意事項(xiàng)

    挖土人員應(yīng)戴好安全帽，開(kāi)挖前由總包方進(jìn)行安全和質(zhì)量交底后方可全面開(kāi)挖，基坑底與地面應(yīng)有安全可靠的上下坡道、爬梯，以便施工人員應(yīng)急及時(shí)疏散，基坑周邊要設(shè)防護(hù)欄桿，高度不低于l.2 m，且應(yīng)有踢腳橫桿，并漆上醒目顏色，達(dá)到標(biāo)化文明施工。

現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械多，配合的工種多，各類機(jī)械、各工種要遵守安全操作規(guī)程，注意相互間保持安全距離，挖、卸土場(chǎng)出入口要設(shè)安全崗，配備專人指揮車輛。

    5.2環(huán)境保護(hù)注意事項(xiàng)

    要遵守土地有關(guān)環(huán)衛(wèi)、市容、場(chǎng)容管理的有關(guān)規(guī)定，汽車駛出現(xiàn)場(chǎng)前要配備專業(yè)人員檢查裝土情況，關(guān)好車槽，拍實(shí)車槽內(nèi)土方，以防途中撒土，影響市容。大門(mén)口設(shè)置洗車槽，并且用水沖洗輪胎，保持場(chǎng)外道路文明整潔。

    5.3基坑施工測(cè)量及監(jiān)測(cè)

    基坑施工測(cè)量包括底板、定位軸線、基礎(chǔ)梁、承臺(tái)及柱、墻的平面位置及標(biāo)高的測(cè)設(shè)。還有基坑圍護(hù)的監(jiān)測(cè)，包括坑邊深層土體位移監(jiān)測(cè)、支撐軸力監(jiān)測(cè)、樁墻頂及坑邊地面的沉降監(jiān)測(cè)，以及鄰近的建筑與道路管線監(jiān)測(cè)等。以監(jiān)測(cè)的信息指導(dǎo)基坑挖土施工，當(dāng)監(jiān)測(cè)出基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形超過(guò)報(bào)警值時(shí)，應(yīng)立即采取應(yīng)急措施。

參考文獻(xiàn)

[1]GB 50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[s]．

[2]DB33／Tl008-2000建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程[S]．

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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