浅谈高层建筑深基坑的土方开挖施工

摘要：土方开挖是深基坑工程施工的关键工序，必须十分慎重，严格按照规范编制施工方法，精心准备，组织施工。本文结合主要介绍深基坑的土方开挖施工技术。

关键词：深基坑 土方开挖 施工

前言：土方开挖是深基坑工程施工的关键工序，因此，必须十分慎重，严格按照围护结构设计的要求及施工组织设计内容进行精心准备，组织施工。根据施工组织设计提出的计划，组织所需材料、设备等，下达施工进度计划，按照图纸和组织设计要求向技术人员和工人进行技术和安全交底，并进行场地平整;检查所有材料、设备、运输工具、水、电进行情况和施工人员就位情况;检查场地测量标高水准点设置，复核基槽开挖放线;检查弃土点是否准确，运输线路是否正确。

1.土方开挖

1.1 施工准备工作

施工准备工作一般包括编制施工组织设计确定主要的施工方法，场地测量放线，场地平面布置，道路修整及清理等内容。

1.1.1 施工组织设计

在基坑开挖施工前应编制施工组织设计及实施细则。在编制工作开始前应掌握及完成下列各项技术资料;

(1)基坑场地实测地形图，地形图的比例一般为1:500，特殊情况取1:100。

(2)施工场区的工程、水文地质资料。在此基础上作出基坑开挖边坡设计以及必要的场区降水、排水设计和基坑维护措施。应区分土的类别，选择合适的开挖方法，满足施工场地的工程环保要求。

(3)绘制基坑开挖施工图。施工图应为横断面，横断面间距一般可取20m，对于基坑平面简单规则，基坑底深单一时，可在基坑开挖平面图上划出采取不同边坡坡率的区段，对应的坑壁边坡剖面详图表达完整;

(4)有关施工场区内的地下管线及建筑物的基础和上部结构的技术资料以及它们的完好情况，对有碍基坑施工的现有建筑物、道路管线等，均应在施工前加以妥善处理;

(5)气象资料，应预计在施工期间可能经受到雨季、地下水位的变化及冬季等气候条件对基坑边坡施工与维护的影响，并确定必要的防护措施及应急抢险措施。

1.1.2 场地的测量放线工作

根据城市规划部门测放的建筑界线、街道控制点和水准点，进行基坑平面的测放工作，对有关的测放点加以保护。

1.1.3 道路修整

对所选用的施工机械进入施工现场需要经过的道路、桥梁和卸车设施等应事先作好必要的加宽、加固工作，并规划出场区内部机械通行的道路和工作面，以利开挖施工。

1.1.4 确定主要的施工方法

应对土方的挖运，场地降水、排水，支护结构措施进行多方案比较，选择有利于边坡稳定的施工方法，并对施工程序作合理的安排，保证满足工期及施工要求。

1.1.5 场地平面布置

作好场地平面布置即施工平面布置，应尽量结合工程项目整体施工的要求，如施工上部结构时需要的塔吊、井架等施工设备的位置。安排好施工用水用地、材料供应及办公生活等临时设施。

1.1.6 清理场地

根据施工平面布置图及排水要求完成场地的平整及清理工作。

1.2 土方开控应注意的事项

1.2.1 防止基坑挖土后土体回弹变形过大

深基坑土体好挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形(隆起)。回弹变形量的大小与土的种类、是否浸水、基坑面积、暴露时间及挖土等原因有关。如基坑积水，黏性土因吸水使土的体积增加，抗剪强度低，回弹变形过大将加大建筑物的后期沉降。

由于影响回弹变形的因素比较复杂，回弹变形计算尚难淮确，如基坑不积水，暴露时间不太长，可认为土的体积在不变的条件下产生回弹变形，即相当于瞬间弹性变形，可把挖垢土重量作为负载按分层总和法计算回弹变形。

施工中减少基坑回弹的有效措施，是设法减少土体积中有效应力的变化，减少暴露时间并防止地基土浸水。因此，在基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常，并在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板，必要时，可对基础结构下部土层进行加固。

1.2.2 防止边坡失稳

深基础的土方开挖，要根据地质条件、基础埋深、基坑暴露时间、挖土及运土机械、堆土等情况，拟定合理的方案。

目前挖土机械多用斗容量lm³的反铲挖土机，其实际有效挖土半径为5~6挖土深度4~6m，挖土坡度习惯上往往一次挖到深度，这样挖土形成的坡度为1:1快速卸荷挖土与运输机械的振动，如果再在开挖基坑的边缘2~3m范围内堆土则易于造成边坡失稳。

挖土速度快即卸载快，迅速改变了原来主体的平衡状态，降低了土体的抗剪强度呈流塑状态的软土对水平位移极敏感，易造成滑坡。边坡堆载(堆土、停机)给边坡增加附加荷载，易形成边坡失稳。

1.2.3 倾斜

《地基与基础工程施工及验收规范》(GB7202—83)中提出\"打桩完毕后基坑开挖应制订合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜\"。

对先打桩后挖土的工程，由于打桩的挤土和动力波的作用，使原处于平静平衡状态的地基土遭到破坏，对砂土甚至会形成砂土液化，地下水大量上升到表面，原来的地基强度遭到破坏，对黏土由于形成很大的挤压力，孔隙水压力升高，形成超静孔隙压力水，土的抗剪强度明显降低。如果打桩后紧接着开挖基坑，由于开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸载承侧向压力，土体易产生一定的水平位移，使先打设的桩易产生水平位移、软土地区施工，此事故已屡见不鲜，值得注意，为此在群桩基础的桩打设后，宜停留一定时间，并用降水设备预抽地下水，待土中由于打桩积聚的应力有所释放，孔隙压力有所降低，被扰动的土体重新固结后，再挖基坑土方。而且土方的开挖宜均匀、分层，尽量减少开挖时的土压力差，以保证桩位正确和边坡稳定。

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