深基坑开挖施工技术的运用浅析

胡志永

【摘 要】 随着经济的迅速发展，我国城市化进程加速，高层建筑、超高层建筑、大型地下停车场、商场、地下交通枢纽、地铁车站、地下变电站等日益广泛应用，甚至一些历史建筑为适应现代的使用功能要求，兴建多层地下室。如何选择地下工程的施工方法和相应的技术和工艺，成为地下工程建设者研究的重要课题之一，也是投资决策者的共识。本文针对工程中深基坑的施工技术做了简要介绍，希望对今后工作能够提供帮助。

【关键词】 房屋建筑 深基坑 安全措施

一、深基坑概述

目前，5m以上的基坑作业被大多数业内人士认为是深基坑，《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号中明确，深基坑施工需要编制专项施工方案并请专家论证。

二、房屋建筑工程深基坑的特点

深基坑施工是建筑施工中的重点，是整个建筑的基础，深基坑施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。为保证房屋建筑基础及地下室的正常施工和周围建筑物、地下管线不受影响，对地面以下开挖的土体所进行的一系列勘察、设计、施工和检测等工作，统称为深基坑工程。深基坑的施工的综合性较强，既涉及结构力学问题，又涉及水力学等问题，计算过程比较复杂。深基坑工程的支护体系既要涉及到较深的土方开挖，保证基坑相邻建筑物和地下管线的安全及正常使用，又要有阻断地下水向基坑内渗流、保证基坑内施工作业面干燥的功能。因此，深基坑工程的支护体系常由两部分组成：一部分为支护结构，常在基础外围设置连续密排的灌注桩、预制桩或钢板桩挡土，当土质较软、基坑深度较大而对变形限制严格时，还应对支护桩设置拉锚、地下连续墙、一道甚至数道水平支撑。在三层以上地下室超深基坑或繁华区域或工期紧，综合考虑技术可行、经济效益良好情况下可引入逆作法设计施工一整套处理方案。另一部分为止水体系，常采用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等形成阻断地下水向坑内流动的止水帷幕。深基坑工程一般有如下特点：

（1）深基坑的支护系统多为临时性的，安全很难得到保障。（2）深基坑工程具有很强的区域性、很强的针对性，必须因地制宜。（3）深基坑的施工的综合性较强，既涉及结构力学问题，又涉及水力学等问题，计算过程比较复杂。（4）深基坑的深度和平面形状、土体是蠕变体等使得深基坑工程具有较强的时空效应。（5）深基坑工程是涉及支护体系设计、土方开挖、检测、监测等信息化施工的系统工程。（6）深基坑的开挖对相邻建筑物的影响较大。

三、房屋建筑工程的深基坑处理技术

1.施工前的准备工作

（1）图纸会审。接受施工图后，应及时组织有关技术人员熟悉及会审图纸，领会设计意图，根据图纸情况和合同要求，尽快与业主、协作单位取得联系，进行项目划分工作，明确各自工作范围。同时将图纸上的问题及合理化建议提交给业主、工程监理及设计部门共同协商，争取将重大工程变更洽商集中在施工前完成或大部分完成。（2）施工方案编制中，所有参加施工的管理人员应充分发表自己的意见，只有那些在全员集思广益，反复探讨而得到的施工方案，才是最科学合理、最切合实际可行、经济合理的优秀施工方案。（3）做好全面有针对性的安全、技术、质量、进度交底工作和动员工作，明确岗位分工、职责、制度，实行考核奖励制度，充分调动生产、管理积极性和能动性。（3）根据建设单位提供的坐标点及水准基点进行定位放线，遵循“从整体到局部”的原则，建立施工平面测量控制网，在现场选择便于观测又较为永久稳固的地点设置若干个水准高程测量控制点，做好轴线控制点和高程控制点的保护工作。（4）做好现场排水管沟，使地表水尽快排出场外。（5）通过编制施工质量计划、施工质量策划，明确质量目标，分析质量目标可能无法完成的各种影响因素，针对这些影响因素制定有效的预防措施，防范于未然。

2.深基坑开挖的方法及注意事项

深基坑开挖前根据基坑围护设计方案，编制专项施工方案，按照施工方案进行严密部署，并进行模拟推演施工进展各个工况，对工作面转换、各工种流水作业、交叉作业进行计划预控。选择合适的开挖方法、施工顺序、流程、运土车开行路线，做好施工进度计划、材料、机械、人员进场计划，选择合适分段、分层的方法进行开挖，并及时做好临时支护、支撑。深基坑开挖时应按照施工方案的部署进行施工，以免乱挖造成支护系统的受力不均匀。测量放线人员应随时对开挖深度和位置进行监测，以免施工中出现开挖深度超过基坑底标高，造成超挖的现象。超挖既浪费了人工、进度、成本，又对后续的排水工作很不利。为了确保深基坑底部土体的自然结构、避免坑底超挖，深基坑挖至设计底标高200mm时宜选择人工进行开挖。大面积开挖时，应统一生产力进行开挖，挖好一段后应立即对这一段铺设垫层，这样施工的目的，是为了减少基坑底部土壤的暴露时间，确保基坑的稳定。顺作法基坑挖土为露天作业，施工进度受雨水天气影响大，对雨季、台风等强降水可能引起的基坑积水采取有针对性的排水措施。做好基坑围护位移的监测，监测的数据应绘制相关曲线，进行动态信息化管理，根据其发展趋势分析整个基坑稳定情况。如遇有变形过大等情况，应增加观测频率，并及时通知各部门以便采取应急补救措施。

3.降排水方法

（1）根据地质勘探报告和先期的实地考察，在深基坑的开挖前期以明排水为主要排水方式进行集中排放；根据土质渗透系数、基坑大小、开挖深度确定降水方法（明排水、轻型井点、深井降水、组合降水）和平面布置及深度；尽量在坑底基本无水的情况下进行作业。（2）深基坑土方工程施工时，虽然有止水防渗措施，但在所难免会出现坑壁渗水的现象，可采取“堵”和“疏”的方法进行控制。当深基坑坑壁的渗水较小时，可以用导流管将渗水排入排水坑。当深基坑坑壁的渗水较大时，应将该处的土体进行暂时保留，再进行压实，然后使用注浆的办法将渗漏部位封住。

4.施工安全技术措施

（1）土方开挖前，应会同甲方有关人员对施工区域内的地下管道、电缆、光缆等地下设施进行确认，以便在施工时采取相应的防护措施。（2）根据地质勘察报告，如果工程的土质较好，在基坑开挖时可不考虑边坡支护。若土质情况不好，应采用边坡支护。（3）根据定位测量给出的轴线点，确定基坑的挖土施工范围，按一定的施工顺序进行分层开挖，土方及时运出，不得在基坑周围堆土。（4）挖土前，先会同甲方确定给水管道的具体位置、走向、埋深，以便挖土时能够有效控制，避免导致给水管道爆裂，造成严重的施工事故。在具体施工时，应在给水管道周围预留部分土方，由人工清理，直至给水管道露出。（5）施工时，新建建筑物边线与原有建筑物较近时，在施工过程中应严格观察土方的稳定情况。采取必要的防护措施，防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工时，应准备草带子、石头、砖等物品，对该处边坡进行相应的加固防护，确保工程顺利施工。（6）在基坑四周严禁堆放任何物品，施工车辆严禁靠近。（7）基坑四周必须设置安全防护栏杆，安全防护栏杆应由上、下两道横杆组成，宜采用上横杆高度具地面1.2m，下横杆高度距地面0.6m，并加安全网。安全防护栏杆宜采用 Φ48mm钢 管，防 护 栏 杆 立 柱 应 埋 入 地 下500mm，确保防护栏杆的稳定性。（8）夜间安全防护栏杆四周应设置安全照明。（9）施工人员上、下基坑应走安全通道，安全通道搭设应规范。（10）进入施工区域的施工人员应戴好安全帽。（11）做好基坑周围的排水工作，防止基坑因雨水浸泡造成塌方。

四、工程实例

某住宅小区Ⅰ区块地上61867.85 m2，地下17680.6 m2，主要建筑物由6幢上部17～18层地下二层高层住宅、东侧沿街2层配套商业建筑及大面积地下车库组成。另外包括开关站及2幢配电房。开挖深度范围内以污泥土为主，稳定性极差，增加围护施工难度，尤其是东西两土钉砼护坡，坡脚积水易失稳、坡面易向下滑坡、坡顶开裂。

1、基坑挖土区块、施工段划分，挖运土方开行路线总体布局图（如图1）

2、基坑南北两侧围护，由两道φ700钻孔灌注桩及φ500@350水泥搅拌桩止水帷幕、坑底两排水泥搅拌桩加固、外加两道预应力锚杆组成（如图2）。

3、基坑东西两侧围护，由二级放坡、三道φ48x2.5L=10000@1000钢管锚杆、坑底两排梢径100松木桩@500组成（如图3）。

4、施工工艺流程：

塔吊基础先行施工安装；因工期紧，主楼施工在关键线路上，故基础施工先主楼后汽车库，总体施工顺序为一→二→三→四→五（见平布图）。流水施工如下：

（1）钻孔灌注桩施工：6#楼→4#楼→3#楼→1#楼→基坑西测→基坑东侧

（2）基坑周边挖土至压顶梁底：6#楼→4#楼→3#楼→1#楼→基坑西测→基坑东侧

（3）喷射砼护坡、压顶梁施工：6#楼→4#楼→3#楼→1#楼→基坑西测→基坑东侧

（4）第一道预应力钢筋锚杆施工：6#楼→4#楼→3#楼→1#楼

（5）基坑周边挖土至第二道锚杆：6#楼→4#楼→3#楼→1#楼→基坑西测→基坑东侧

（6）第二道预应钢筋锚杆施工：6#楼→4#楼→3#楼→1#楼

（7）东西两侧放坡平台砼及两道土钉施工：基坑西测→基坑东侧

（8）东西两侧挖土至坑底、打松木桩：基坑西测→基坑东侧

（9）坑内挖土、砖胎模、垫层施工：6#楼→4#楼→3#楼→1#楼→5#楼→2#楼

（10）东西两侧第三道土钉、砼坡面施工：基坑西测→基坑东侧

（11）坑内挖土、砖胎模、垫层施工：四（一）→四（二）→五（一）→五（二）

五、結束语

随着国民经济的高速发展，城市建设中大量高层建筑不断兴起，促进了深基坑施工技术的发展。而深基坑部位的施工，危险性大，施工难度大，很可能引起基坑周围局部土体发生位移和沉降，危及临近建筑物、道路和管线的安全，造成重大损失，同时影响工程的顺利进行。因此，我们在深基坑施工时必须高度的重视，不断提高深基坑处理的技术水平。