谈深基坑工程项目土方开挖技术

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摘要：本文结合实际案例对深基坑工程土方开挖技术展开详细分析和探讨，对土方开挖中可能出现的问题及需要注意的要点进行了详细说明，以期为深基坑工程施工质量提供坚实保障，加大工程的安全系数。

关键词：深基坑工程；土方开挖技术；施工技术

土方开挖是深基坑工程项目中的基础环节，同时也是非常重要的环节，土方开挖质量决定了建筑基础结构的稳定性和安全性。为此，应对其加大研究力度，对施工场地进行详细勘查，科学规划方案内容，准确掌握工艺技术要点，从而强化土方开挖整体效果，以达到工程的建设目标。

1项目情况

该工程项目南北两侧靠近城市公路，西侧靠近地铁口，与地铁盾构通道距离在5.1m左右。基坑围长在575m以上，开挖深度7m～14.8m，属于深基坑施工，需要合理设置支护结构。根据现场勘查数据了解可知，电梯井位置的开挖深度可达到17m。总土方开挖量约在18.4万m3。为确保基坑的稳定性，设置了四道支撑结构，并在支护外围以帷幕管桩的方式增强保护效果，以减少施工变形等问题的产生。

2场地情况

2.1地形地貌特征

场地属于空地，已经做好整平处理，整体地势较为平坦，地面高度在6.89m～8.84m之间。

2.2岩土层分布特征

根据对场地的勘查了解到，场地岩土层分布复杂，包括淤泥质土、粉质黏土、淤泥质黏土、杂填土等多种类型。下面就将概括岩土层基本情况：（1）杂填土和素填土。呈灰褐色且混有其他杂色，以粉质黏土与碎石构成。杂填土的松散度高，厚度在2.3m～7m之间。（2）淤泥质粉质黏土和粉质黏土。其中的粉质黏土土质松软，强度中等，掩埋在地层3m～5.6m的区域内，厚度约0.3m～2m；淤泥质粉质黏土流塑性强，埋深区域在4.2m～7m之间，厚度较大，约8.9m～15.7m。（3）粉土、粉砂夹细砂。整体埋深深度在4.9m～20.8m，厚度约0.5m～4.2m。（4）粉细砂。含有适量的云母片，厚度约9m～14.4m，埋深在17m～23m范围内。（5）粉质黏土混合中粗砂和卵砾石。松软度较高，呈流塑性，内部卵砾石含量及尺寸不均，多以石英质为主，埋深在51m～55m，厚度3.4m～6.8m。（6）强风化粉砂质泥岩。风化影响较大，破坏严重。埋深在56.7m～59m，厚度约2.4m～8m。（7）中风化粉砂质泥岩。部分区域存在裂隙发育情况，层顶埋深在60m左右。

3开挖施工工艺

3.1施工流程

根据工程要求，本项目的土方开挖将以分层开挖为主，将整个场地划分为四个区域，以5次挖土完成开挖作业。开挖区域划分如图1所示。其具体的施工流程为：开挖作业前一周时间实行基坑降水，将基坑水位线降低到支撑梁以下。第一次开挖深度控制在1.8m，按照由北向南的顺序进行作业。土方开挖量约在2.43万m3，并按照开挖区域情况设置支护结构。首次开挖时间控制在23天，开挖时共使用挖掘设备4台、运送车辆60辆。第二次开挖要在一、二区支撑结构的强度达到标准要求80%以上才能开展，开挖深度在4.9m，方向则是从北向南逐渐递进。本次开挖土方量在1.6万m3左右，用时5天。在开挖中，需做好一、二区箱梁支撑结构，总体工程时长不得超过10天。上述工作完成后，开始第三区域的开挖作业，深度仍为4.9m，土方量在5000m3左右。加上支护结构设计，总体施工时间在11天左右。之后开始第四区域的开挖，深度为7.1m，土方量约6.7万m3，工期控制在12天内。开挖中需合理设置出土道路及通道口，具体位置如图2所示。第二次开挖由于穿越区域较多，使用的设备数量较多，挖掘机大小共16台，渣土车需要80辆.第三次土方开挖作业要在一、二区的二层支护结构强度达到80%后进行。该阶段开始一、二区第三次开挖，深度为7.8m，工期约在6天。同样要在开挖结束后，在该区域设置支护结构，并检查支护效果，总体施工工期不得超过10天。三区的开挖也应遵循一、二区三层开挖要求，加上支撑结构，总工期控制在11天以内（如图3所示）。本次开挖由于土方量面积较前两次小，相应的设备、车辆数量也有所减少。第四次开挖可在三层支护结构强度达到60%后进行。一区开挖深度10.8m，工期控制在5天以内。该环节同样要求设置两个出土口，位置同第三次开挖时的一样。二区开挖深度在11.69m，工期控制在6天左右。三区的开挖深度为11.6m，设置圈梁支护结构，总工期控制在8天以内。该区域的出土口可直接设置在栈桥板处，便于土方的快速运出。第五次开挖作业要求在二区第四层支护强度达到80%后进行。开挖深度控制在14.8m，开挖过程中设置混凝土垫层与垫板，工期最好控制在6天。该阶段属于最后一次开挖，只设一个出入口2。为减少设备运作带来的影响，可直接以吊装的方式将设备吊出施工范围。

3.2施工方法

第一层土方开挖按照规范要求逐步落实即可，利用大型挖掘机以由北向南的顺序作业，挖出的土方要及时装车运送出去，待挖到指定位置后，挖土机撤离现场，实施支护处理。在下层开挖作业时，下层挖土机进入或离开现场，应按照上层挖土机预留的斜坡路线行进。并要铺设走道板，以免破坏基坑结构。下层开挖产生的土方量要求传到上层挖土机的回转半径内，再装车运送到指定地点，装上运土自卸汽车运出工地。开挖至设计底板标高后，基底和基坑边角等机械开挖不到之处，要实施人工清理，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械掏取运走。挖土结束后，在基坑内的挖土机用吊车吊出基坑。

3.3施工要点及桩基、基坑保护

在土方开挖过程中，要严格按照规范要求及流程顺序逐步进行。在施工期间严格遵守先支撑后开挖的原则，控制开挖深度，禁止出现超挖现象。由于本项目临近地铁，为避免开挖中出现结构变形，应先开展一区作业，再开展二区开挖。在土方开挖过程中，当挖掘深度达到基础承台桩标高位置后，更换成小型挖掘机配合人工挖掘方式，按照承台、地梁、水平线位置要求，展开施工检测，对于超出标线要求的区域，应在每隔2.5m的距离钉入小木橛，在挖至近坑底标高时，用标尺随时以小木橛上平棱校核基底标高，如有超挖部分，用碎石填充振实。对于场地中的软土土层，会借助桩基结构增强其稳定性。并且在开挖中要检测桩基承力情况。另外，挖机和汽车行走路线尽量避开桩位。对于工程桩及支护桩，要事先测量出位置，要求挖机操作人员小心轻挖，避开支护桩。土方开挖前需构建区域排水系统，以降低开挖中水倒灌对基坑带来的影响。对于特殊区域，可直接使用潜水泵抽水，控制基坑水位线。现场工作人员要做好调度指挥、监督管控作业及桩基、基坑保护作业，以维护施工安全。随着开挖深度的加大，设置临时坡道的重要性进一步凸显。从专业角度来说，坡值即坡面上升高度与水平距离的比值。一般情况下，坡面垂直高度与水平宽度的比值设定为1:3，同时，坡面要远离降水井和立柱桩，以免对坡体的安全性造成不利影响。另外，尽可能减少弯道数量，缩小弯矩。在回驶过程中，对路面表层实施平整处理，最大限度保证重载弯道路面的平整性。待混凝土垫层强度达到设计要求后开挖深层土体，挖至井底后，浇捣混凝土垫层。支撑结构的主要作用是增强基坑的安全性，确保施工的正常开展。但支撑结构可承载的重力负担有限，再加上机械设备的重量较大，所以应使机械设备行进路线远离支撑结构。在土方开挖过程中，指派专人深入现场开展旁站监督，实时观察坑壁的变动情况，并如实记录现场观测数据。一旦察觉坑壁位移幅度超过预期限度，第一时间暂停施工，通过施工现场负责人的处理，保障基坑的稳定性。如果施工场地的土质条件较差，则要开展均衡施工，以保障基坑周围土体受力的均衡性。在基坑周围布设排水沟，使用潜水泵抽出多余水分，以免地下水上涌影响基坑的稳定性。另外，还要统一安排车辆运离现场堆放的土体。需要格外强调的是，运输车辆不得停放在基坑边缘，以免造成基坑坍塌。

4结语

本文通过实际案例分析，对土方开挖的流程、施工方法及重点内容进行了详细说明，希望对相关从业人员有所帮助，以此来加强建筑结构的稳定性，降低土方开挖复杂度与危险性，保证工程的施工质量。

参考文献：

[1]王跃.深基坑工程土方开挖施工技术[J].居业,2020,146(03).

[2]陈龙钱.房屋建筑施工中基坑围护与土方开挖技术的运用[J].地产,2019(16).

[3]魏立琴.建筑工程基坑支护与土方开挖施工技术要点探析[J].福建建材,2019(1).

作者：施冠洲 单位：江苏省有色金属华东地质勘查局805队