基坑逆作法土方开挖关键技术措施

郭健

融信（厦门）房地产开发有限公司（361000）

基坑逆作法土方开挖关键技术措施

郭健

融信（厦门）房地产开发有限公司（361000）

深基坑逆作法有许多优点，如节约资源、压缩工期、不易破坏环境等，成功地解决了常规支护所暴露的许多问题，是人们向地下要空间和节约社会资源的有效手段。这里以厦门市嘉禾园地下车库为例，谈谈基坑逆作法土方开挖关键技术措施。

深基坑；逆作法；土方开挖；开挖控制难点与注意事项

逆作法在深基坑工程中的应用越来越广泛，在施工经验和方法上已经取得了很多成熟的经验。由于逆作法施工工艺的特殊性和复杂性，深基坑逆作施工对基坑开挖等方面的控制标准越来越严格，因此需要对逆作施工条件的深基坑开挖方式及逆作开挖导致的土体-支护结构变形性状开展系统的理论研究，为逆作法在地下深基坑开挖工程中的应用提供一定的借鉴作用。

1 逆作法土方开挖工艺

1.1 土方开挖前准备工作

1）分层降水

降水是基坑土方开挖的重要保证，降水工作应该在土方开挖前两周进行，保证水位降到开挖面以下1～2m，以确保开挖工作面不受影响。密切观察基坑周边的沉降量变化以及基坑外水位的下降情况,适时地进行回灌以确保一定区域的抽灌平衡，从而减少基坑周边沉降量。

2）行车道路的施工

行车道路是基坑土方运输的关键，土方开挖之前必须完成施工中已设计好的行车道路施工。

1.2 道路总体布置

本工程首先是土方整体开挖至冠梁底位置。该层的道路布置是根据现场周边的交通情况，设置两条能衔接市政道路的出土主干道（即一条衔接湖滨中路，一条衔接湖滨南路），车道总体布置为：第一层土方施工完成后开始冠梁和第一层逆作梁板的施工，待第一层逆作梁板施工完成后就利用梁板作为行人和行车道路。该层的道路布置主要是结合第一层的出土主干道与市政道路的出口，避开出土口进行设置。

1.3 设备机械的安排

施工单位根据工作面及工程量等因素确定投入施工的机械设备有：小型挖机10台，长臂挖机3台，后八轮自卸汽车25台，洒水车1台，塔吊3台。

1.4 施工中机械平面和立体布置

让长臂挖机在梁板上作业，配备一定数量的小型挖掘机在坑内和梁板下作业。结合立体施工，将长臂挖机无法施工到的土方由小挖机配合，最后长臂挖机将土方挖装到土方车上外运到指定弃土场。所有土方运输车辆按项目部设定的行车路线进出场。

1.5 土方开挖顺序

本工程由嘉禾园地下车库与中山医院地下车库两部分组成,两个车库即相互制约又相辅相成。因此两个工程的基坑开挖工作需按照一定的顺序才能安全高效地进行施工。施工以竖向分层、水平分区及对称、平衡、限时的要求进行，开挖过程中需要观察、测量基坑是否变形，以保证施工安全。

该基坑开挖分为三个过程：从地面开始开挖至冠梁底标高,然后进行冠梁和第一层梁板施工；2）从第一层梁板下开挖5.65后,进行第二层梁板施工;3）将土方开挖至基坑底部，再单独开挖承台及超深部分的土方,开挖后随挖随砌完成砖胎模及垫层施工。

以上三个过程中第三过程的一层土方开挖顺序是承台、地梁、电梯井等超深部分，要提前用仪器画出轴线，定出承台等的边界线；测量好高程；施工过程派专人进行协调控制。

1.6 开挖过程中基坑安全的保护

1）土方开挖在降水两周后以及围护结构达到要求强度后方可实施。开挖遵循竖向分层、水平分区的原则，严格按照顺序进行，其顺序是：先开挖中间后两侧，对称、平衡地施工。

2）基坑在开挖工程中纵向放坡，为确保纵坡的稳定，应随挖随刷坡，确保纵坡的稳定性。分层开挖刷坡坡率控制在1：2以内，放坡的总高度与长度之比不大于1：3。

3）截水沟设置在基坑坡顶，防止雨水冲刷坡面和基坑外排水回流渗入坑内。基坑土方开挖后，尽快在坡脚设置排水沟和集水井,以防止坑底积水。集水坑与基坑挡土墙内侧的距离应大于1/4基坑的宽度。

4）根据基坑围护结构特点，预先制定防治漏水涌砂的措施。成立漏水涌砂应急小组，配备堵漏经验丰富的施工队伍。开挖过程中对桩间止水帷幕等薄弱部位设专人巡视，若出现渗漏，立即停止开挖，采用反压、注浆、封堵等有效措施及时处理，防止渗漏点扩大。

5）建立监测机制，指定专人进行监测，在围护结构和支撑梁施工时将监测所需的元件埋入。在土方开挖期间监测人员要收集、分析数据，确定围护结构的应力与位移，并反馈给土方施工班组。

2 开挖过程中的控制难点与注意事项

2.1 钢管柱周边的土方开挖

钢管柱是支撑体系的受力构件，钢管柱的稳定与否关系到基坑安全。开挖机械的撞击、土方侧压力等外力都会影响钢管柱的稳定性，故保护钢管柱是土方开挖的重点。

开挖至钢管柱附近的区域时，应派专人对挖机进行指挥，防止碰撞变形，从而影响结构安全。把钢管柱两侧土体高差严格控制在1m以内，以钢管柱为圆心、半径0.6m范围内人工开挖。

2.2 塔吊基础开挖及保护

本工程塔吊基础由4根桩基支撑,为悬臂结构，故在施工中须对其进行加强，形成整体。在基础开挖过程中，把桩基两侧土体高差控制在1.5m内，保证土体压力平衡。在施工中应注意如下事项：1）严禁挖掘机碰撞塔吊桩基。塔吊桩基部分土方开挖须专人指挥，在塔吊桩基0.6m范围内人工开挖，清理土方。2）塔吊桩基两侧土体开挖高差不得大于1.5m。3）塔吊桩基每开挖2.5m后停止，待在桩基上安装好抱箍，连结成整体后方可向下再次开挖。

2.3 围护桩间涌水涌砂的控制

本工程地下室范围内工程水文地质条件复杂,地下室基坑深度达到了12.65m，而地下水埋深比较浅，原始地貌为海湾滩涂，主要地层为河流相冲洪积地层、海陆交互相冲洪积地层组成，淤泥层较厚，地下水丰富。随着土方开挖的进行,围护结构内外两侧形成较大的水压差，使得地下水携带泥沙，透过围护结构薄弱部位涌入基坑，施工中易发生涌砂、结构变形、结构失稳等现象，从而影响基坑安全。所以在开挖过程中，特别是在围护结构较近的地方开挖时，必须派专人严格观察围护结构桩间情况，一旦发现有渗漏，马上按照已制定的应急预案进行处理。

2.4 基坑内水位的控制

降水是坑内土方开挖的基础，是开挖能否顺利进行的关键。由于基坑所在的位置地下水位比较高，土壤下层沙层比较厚且与附近的筼筜湖连通，地下水压力大，降水工作难度高。为了控制坑内水位,我们比原设计多增设了降水井。

在开挖前两星期就开始调整坑内水位。本工程所有的降水井均采用自动抽水泵，水位是通过水泵水位感应器来调整。保持坑内周围的降水井的水位在土方开挖面下3m、基坑中的降水井水位则控制在土方开挖面下1.5～2.0m。派专人每天观察记录水位的变化情况，通过对数据的分析适时调整抽水的时间，增减水泵数量。水位调整的先后根据土方开挖的顺序而定，先开挖先调整，暂不开挖暂不调整，各区域动态控制，这样就可以减小基坑周围的沉降量。

3 小结

1）介绍了逆作法土方开挖工艺的优缺点，从开挖准备、道路布置、机械安排、开挖顺序等方面阐述了逆作法土方开挖的工艺，从钢管柱区域开挖、塔吊基础开挖机保护、围护桩间涌水涌砂控制、开挖标高和边线的控制、基坑内水位的控制等方面列举了开挖过程中的控制难点和注意事项。

2）厦门嘉禾园地下停车场逆作法土方开挖的施工难度大，用长臂挖机和普通挖机配合，进行分段、分区、分层开挖。施工结束后，基坑周围沉降均在设计允许的范围内，顺利完成了开挖任务。