深基坑土方开挖

章普生

摘 要：随着城市建设的不断发展，城市土地资源日趋紧张，城市内部高层以及超高层建筑逐步增多，因此大面积、大深度的基坑成为发展的一种趋势，这就对土方的开挖提出了更高的要求。深基坑挖土是基坑工程的重要部分，它是一个复杂的系统工程，深基坑的开挖一般土方数量大比较大，挖土的速度在很大程度上也决定了基坑工程工期的长短。同时，支护结构的强度和变形控制能否达到要求和预期的目的，也都是在挖土阶段来进行检验，所以整个基坑工程的成功实施也离不开基坑开挖的严格质量控制。

关键词：深基坑；土方；开挖；

土方开挖是深基坑工程施工的重要工序，对于土方数量大的基坑，基坑工程工期的长短在很大程度上取决于挖土的速度。另外，支护结构的强度和变形控制是否满足要求，降水是否达到预期的目的，都靠挖土阶段来进行检验，因此，基坑工程成败与否在一定程度上有赖于基坑挖土。而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，同时邻近一般都有建筑物，场地狭窄，给土方挖运工作带来极大困难，因此，做好土方开挖工作，合理选择基坑开挖方案，优化选择挖土机械和运输设备，要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护等，对保证工程顺利进行，加速工程进度，都具有极为重要的意义。

1 土方开挖准备

查勘现场→学习和审查图纸→绘制土方开挖图→清除现场障碍物→做好“三通一平”（“三通”：通路、通水、通电；“一平”：场地平整）→做好降排水设施→进行地下障碍物探测→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 土方开挖方案的选择

2.1 在具备机具设备的条件下，应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，宜以用“人工开挖+小型机具运土”的方式进行开挖；

2.2 当基坑底部具有多个标高，较深部位用机械难以开挖时，宜采用“机械+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 土方开挖图的绘制

一般，基坑土方开挖图绘制的内容应包括：机械开挖路线、顺序、范围、基底部各层标高、边坡坡度、基坑几何尺寸、排水沟，集水井位置、支护位置、土方运输道路以及挖出土方堆放地点等。

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，即：

4.1.1 一般深度不大的大面积基坑开挖，宜采用挖掘机装土，用自卸汽车运土。

4.1.2 对面积大且深的基础多采用0.5立方米、1.0立方米斗容量的液压正铲挖掘。

4.1.3 对地下水位较高采取不排水开挖时，亦可分层用不同机械开挖，先用正铲挖土机挖地下水位以上的土方，再用拉铲或反铲挖地下水位以下的土方，用自卸汽车运土。

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土质情况、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，边坡地面荷载等的影响，其坡度允许值见表1，开挖深度较大的基坑，当采用放坡挖土，宜设置多级平台分层开挖，每级平台的宽度不宜小于1.5米。

4.3 土方开挖方法。放坡挖土：放坡开挖是最经济的挖土方案，当基坑开挖深度不大（软土地区不超过4m，地下水位的土质较好地区挖深亦可较大）、周围环境允许、能确保土坡的稳定性时，均可采用放坡挖土。开挖深度较大的基坑，当采用放坡开挖时，宜设置多级平台分层开挖，每级平台的宽度不宜小于1.5m。

在地下水位较高的软土地区，应在降水达到要求后再进行土方开挖，宜采用分层开挖的方式进行开挖。分层挖土厚度不宜超过2.5m，挖土时要注意保护工程桩，防止碰撞或因挖土过快、高差过大使工程桩受侧压力而倾斜。

5 大面积基坑开挖方法

5.1 大面积基坑土方的开挖，其开挖次序一般采取先整片挖到平均标高，然后开挖个别较深部位。在标高变化处应做成45°斜坡。

5.2 在开挖时，反铲挖土机采取端部或侧向开挖法，后退或侧向挖土往一侧或两侧装车运土，挖掘宽度可不受机械最大挖掘半径限制，臂杆回转角度为45～90°。

5.3 对较宽的基坑，拉铲挖土机多采取端部或侧向开挖法，后退或侧向移动挖土，端部开挖宽度可达到机械挖土半径的两倍，能两侧出土，且坡度较易控制，并能开挖较陡的坡。

6 基坑开挖注意事项

6.1 基坑采用机械挖土，坑底应保留200-300mm厚基土，用人工清理整平，防止坑底土扰动。待挖至设计标高后，应清除浮土，经验槽合格后，及时进行垫层施工。

6.2 土方开挖中，工程桩头暴露后，严禁挖机挖斗野蛮碰撞、扒挖桩头、桩筋，严禁挖机手帮助破桩工人推倒桩头。

6.3 基坑开挖时，应按先支撑后挖土的原则进行，挖土前应挖应力释放沟，挖土应对称、分层进行，严禁超挖。

6.4 当挖土至第二道支撑顶面，应停止挖土，用人工开挖围檩、支撑沟槽，浇筑后养护期7d～10d后方可继续开挖。

6.5 土方停挖后，坡度必须保证在1：2.5以上，同时要求挖机不得停放在坡度边缘，防止因塌方将挖机掩埋等事故。

6.6 土方在施工中的安全防护要点：基槽边2m内范围内不得堆放土料及停放机械，2m以外范围内堆土高度不宜超过1.5m；开挖深度如果超过2m，基槽沿边处必须设两道0.6m和1.2m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；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 基坑常见的现象

7.1 围护结构出现渗水、漏泥或开挖面以下出现冒水，应变处置措施。（1）采取止水堵漏措施；（2）发现薄弱环节，及时采取加固措施。

7.2 土方开挖不均衡，支撑施工不及时致使支护系统受力和变化速率过大，应变处置措施。（1）加快开挖和支撑的施工进度，增加支撑预加轴力的次数；（2）调整开挖及支撑施工次序，减小每步开挖的空间尺寸，使基坑受载均衡。

7.3 围护结构刚度、强度不足，变形过大，应变处置措施。（1）增加临时斜撑、角撑；（2）对支撑加设预紧力；（3）加强支撑的竖向间距；（4）在坑内堆载或坑周卸载。

7.4 基坑隆起过大，应变处置措施。（1）在最下层开挖时，采取分块挖、分块浇筑垫层混凝土，以控制墙体位移；（2）采用中心岛法挖土；（3）超前在坑底进行压力注浆；（4）压载。

7.5 支撑支柱桩不均匀沉降或上浮，应变处置措施。（1）在支撑上加载或卸载；（2）设置临时拉系构件，以使支撑稳定；（3）设立竖向十字撑；（4）调整立柱上支托支撑的支托构件标高。

7.6 支撑因截面不足，有压损可能，应变处置措施。（1）在竖向及水平向增设支撑；（2）加固支撑。

7.7 支撑下垂、挠曲变形，应变处置措施。（1）对杆件进行加固，设置临时拉系构件，以缩短构件的长细比；（2）必要时增设水平向和竖向支撑；（3）地面上对称卸载，坑内堆载。

7.8 支护体系及土体变化速率突增，基坑有失稳可能，应变处置措施。对基坑进行局部乃至全部回填；在采取以上措施，土体得到临时稳定后；着即进行地基或支撑加固。

8 基坑监测

为了确保基坑开挖过程中的安全，必须对基坑进行监测，方案如下：

8.1 观测点的布置：在坡顶上每隔25m布置一个点。

8.2 观测精度要求：满足国家三级水准测量精度要求；水平误差控制<6.00mm；垂直误差控制<0.5mm。

8.3 观测时间的确定：基坑开挖每一步都应作基坑变形观测；观测时间间隔每天一次，必要时连续观测，基坑开挖完7天后，可由每天一次到3天一次，15天后每周观测一次。

8.4 注意事项：每次观测应用相同的观测方法和观测线路；观测其间使用一种仪器，一个人操作，不能更换；加强对基坑各侧沉降，变形观测，特别对有地下管线地的各边坡可进行重点观测。

9 结语

总之，高层建筑深基坑土方实际开挖中，要合理选择基坑开挖程序，要注意选择适当的机械，要根据地质条件采取相应的开挖方式等。只有这样，才能确保基坑开挖的顺利进行，加速工程进度。