高层深基坑土方开挖技术浅谈

李 斌

（广西北流土木建筑工程有限责任公司，广西 北流 537400）

土方开挖是深基坑工程施工的重要工序，高层建筑基础占地面积和体积较大，埋置较深，相应的土方开挖量大，是一个技术复杂、综合性很强的岩土工程难题，特别是在软土地区，基坑工程风险性较大，基坑失效、失稳的事故时有发生，究其原因，除设计不够完善外，主要是基坑支护结构施工质量达不到设计要求、土方开挖不合理以及降排水处理不当等造成的。因此，合理对深基坑开挖方案进行选择，对顺利进行土方开挖工作，加速工程进度，具有极为重要的意义。

1 土方开挖准备

现场勘查——熟悉并审查图纸——绘制土方开挖图——清除现场障碍物——做好“四通一平”（四通是通路、通水、通电、通电话线。一平是场地平整）——做好降排水设施——地下墓探——修建基坑施工必需的临时设施——做好测量放线工作——准备机具和施工人员。

2 方案的选择

土方开挖方法，一般采用大开口开挖，有机械、人工、机械与人工相结合三种方式；按开挖放坡与否，又分为放坡开挖、设支护开挖、放坡与支护开挖相结合以及逆作法开挖等方式。具体选用哪种方法，应根据工程结构型式、基坑深度、面积大小、地质条件、地下水位及渗水情况、场地宽窄、周围建筑情况、地面荷载大小、机械设备条件、施工方法、工期要求以及施工成本等综合考虑因素，制定多个方案，经过比较，而后确定一个比较经济合理、切实可行的开挖方案，用来指导施工。

（1）设备条件具备时，尽量采用机械化开挖方案，以节约劳力，加速工程进程；对面积不大、深度较浅、地下水位较低的基坑；在挖土设备条件不具体的情况下，以用人工进行较适合，也较为经济。只要合理组织劳动力，配以小型机具运土，进度也可满足工程要求。

（2）有的基坑底部具有多个标高，较深部位用机械开挖工作面难以展开，效率低，且易于超挖，需要大量混凝士填充，不够经济。此时宜采用机械与人工相结合开挖方案，上部用机械整片开挖至一平均标高；而个别较窄的、较深的部位则用人工开挖。

（3）在基坑工程中，场地如果是黄土、密实的或一般黏性土、粉土或者砂砾层、碎石土，当周边环境条件许可时，宜采用不放坡，或放坡、分级放坡开挖。这种基坑工程造价较低，施工期较短，是首先应当选用的开挖方法。在场地狭窄、不允许放坡的条件下，则宜采用支护不放坡开挖方案。当场地还有一定余地，也可采取放坡与支护相结合的开挖方案，上部放坡开挖，下部设支护开挖，以减少支护工和量。此外，逆作法多用于多层地下室的工程，采用逆作法施工的土方工程具有明显的经济效益。

3 土方开挖图的绘制

土方开挖图的绘制：①绘图目的以土方开挖量最少、运程最短、最经济为目标，针对高层建筑深基坑场地较狭窄，基坑较深，土方开挖量大的特点，对土方开挖的土面和竖向进行合理的规划，合理利用场地，使开挖工作有序地进行；②绘制土方开挖图应尽量让机械多挖，减少人工挖方和机械超挖，还应提出支护、边坡保护和降水方案。土方开挖图绘制内容应包括：机械开挖路线顺序及范围、基底各层标高，基坑尺寸大小、边坡坡度、排水沟，集水井及支护位置、土方运输道路以及挖出土方堆放地等等。

4 基坑的机械开挖方法

4.1 机械选用

机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、土质、地下水情况、土方量、运距、工地机具设备条件和工期要求等合理选择挖土机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。

4.2 基坑坡度确定

采用放坡开挖，应具有稳定的边坡坡度，以避免坍方，危害安全施工。确定基坑坡度应根据实质情况、场地大小、地下水情况和基坑深度等综合因素，同时还要考虑施工环境，边坡地面荷载等影响。

4.3 土方开挖方法

4.3.1 分层挖土

将基坑按深度分为多层进行逐层开挖，分层厚度。软土地基应控制在2 m以内；硬质土应控制在5 m以内为宜，开挖顺序可从基坑的某一边向另一边平行开挖。或从基坑两头对称开挖，或从基坑中间向两边平行对称开挖，也可交替分层开挖。可根据工作面和土质情况决定。运土可采取设坡道或不设坡道两种方式。设坡道的坡度视土质、挖土深度和运输设备情况而定，一般为 1∶8～l∶10坡度两侧要采取挡土或加固措施。不设坡道一般设钢平台或栈条作为运输土方通道。

4.3.2 分段挖土

将基坑分成几段或几块分别进行开挖。分段与分块的大小、位置和开挖顺序要为尽可能早的安装支撑创造条件。根据开挖场地工作面条件、地下室平面与深浅和施工期要求而定。分块开挖，即开挖一块浇筑一块混凝土垫层或基础，必要时可在已封底的坑底与围护结构之间加设斜撑，以增强支护的稳定性。

4.3.3 盆式挖土

先分层开挖基坑中间部分的土方，基坑周边一定范围内的土暂不开挖，可视土质情况按1∶l或1∶2.5放坡，使之形成对四周围护结构的被动土反压力区，以增强围护结构的稳定性。待中间部分的混凝土垫层、基础或地下室结构施工完成之后，再用水平支撑或斜撑对四周围护结构进行支撑，并突击开挖周边支护结构内部分被动土区的土，每挖一层支一层水平横向顶撑，直至坑底，最后浇筑该部分结构。

4.3.4 中心岛式挖土

先开挖基坑周边土方，在中间留土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土。可有效加快挖土和运土的速度。土墩留土高度、边坡的坡度和高层均应经仔细研究后再确定。挖土亦分层开挖，一般先全面挖去一层，然后中间部分留置土墩，周围部分分层开挖。挖土多用反铲挖土机，如基坑深度很大，则采用向上逐级传递方式进行土方装车外运。整个土方开挖顺序应遵循开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖的原则。

5 质量安全文明施工要求

（1）挖掘机作业方向应根据土方开挖示意图进行，应分层进行开挖，机械挖土应严格控制开挖深度，避免超挖，扰动原状土层。

（2）基坑边角机械挖不到的部位，应配合人工清理。

（3）基坑开挖时，挖土机工作范围内不得进行其他作业。挖土的机械设备及参与人员，必须严格遵守机械的安全操作规程和进场后的安全常识教育交底的要求。

（4）人工清理基底的作业人员，必须按现场施工技术人员的要求进行作业，禁止采用挖空底部的操作方法从下向上拓宽。作业人员应随时注意土壁的变化情况，如发现裂纹或部分塌落现象，要立即停止作业，待处理稳妥后方可作业。

（5）为保证基坑外的水不流入基坑，在基坑顶近基坑处，用水泥砂浆砌筑一道拦水坝。

（6）土方在施工中的安全防护要点：基槽边1.2 m内范围内不得堆放杂料及停放机械，1.2 m以外范围内堆上高度不宜超过1.5 m。开挖深度如果超过2 m，基槽沿边处必须设两道0.6 m和1.2 m高的防护杆加密目网封闭，悬挂危险标志，并在夜间悬挂红色警示灯，严禁任何人在悬壁、陡坡下面休憩。开挖土方如遇大雨，应立即停止施工，雨后必须检查土壁及边坡的稳定情况，在确保安全无误的情况之下方可继续工作，夜间开挖土方，应尽量安排在地形平坦、干扰较少和运输道路畅通的地段，并保证施工时有充足的照明。

（7）文明施工：①土方挖运日夜施工，项目部在施工前将与有关政府部门协调，办理施工相关证件，严格按时限施工；②土方运输车装土应由专人负责，出场前对车身上、车轮上的浮土进行清扫，土方用毡布覆盖，避免车辆带土上路污染市政道路；③在车辆出施工区域前，在道路旁搭设一清扫、整理土方操作架，以防止土方掉落遗撒。

6 结束语

高层建筑深基坑开挖是一项十分复杂的工程，对技术要求十分严格，在具体施工中，要合理选择基坑开挖程序，选择合适机械，根据地质条件，遵循施工要求来选择其相应的开挖方式。同时，要搞好挖土工程的组织管理，做好机械表面和运输道路的清理工作。