大型超深基坑支撑及土方开挖施工技术

刘力伟

摘 要：基坑支撑技术以及土方开挖技术是建筑工程中常用到的关键技术，随着大型高层建筑的增多，超大超深的基坑越来越多的出现，最大深度可达60米左右，这种程度的基坑支撑就需要专业的、科学的基坑支护技术来实现，在基坑支护达到标准后实行基坑开挖作业，其中就要应用到土方开挖技术，笔者将结合自身工程经验及资料来简要的对大型超深基坑支撑及土方开挖施工技术的方法和施工要点进行阐述，旨在提高工程的施工效率。

关键词：超深基坑；土方开挖；施工技术；基坑降水

引言：笔者主要结合自身的工程项目经验来对大型超深，复杂的基坑支护和开施工技术进行探讨。超大型深基坑粉土成分较多，土性和土体结构复杂，性质较差，加上基坑施工的周期性长的特点，就要尽量避免自然条件对施工质量造成的影响，这就需要对施工工序和施工技术进行合理的安排与设计，从而在最快的施工进度下，保障施工工程质量。下面就结合笔者工程实际对这两种技术进行简要的说明。

一、基坑支护施工技术

1.基坑降水

在基坑施工之前，要充分的对施工现场的条件进行分析，对各种影响因素进行对策的设计，以保证施工的顺利进行，根据实际的情况制定施工方案。例如笔者曾经参与设计的一个工程项目，就是由于土质结构复杂，开挖深度大和周围环境条件较差，因此采用挡土止水结构施工体系。具体的施工为：

在工程桩施工结束后。开始进行第一层土方的挖掘工作，在进行土方开挖前首先就要进行降水工作，降水范围为深井、基坑围护平面和明沟两部分。深井降水在施工前的两周开始实行抽水试验，然后结合工程实际情况和实践抽水情况来进行方案的变更和调整，从而保证基坑降水工程的施工质量。

2.坑边限荷

清整场地。确保基坑周边自然地坪标高在设计标高以内，地面堆载不超过设计要求：施工出入口施工荷载不得大于40kN/平方米，其余坑边地面施工荷载不得大于40kN/平方米。

3.支撑系统施工

第二层挖土至圈梁及支撑梁底以下150mm后施工圈梁和支撑梁。土钉支护部分挖至第一道土钉标高以下300mm后开始施工土钉。圈梁、支撑梁及已施工完成的土钉支护养护48h后开挖第二阶段土方；土钉支护部分挖土至第二排土钉标高深度以下300mm，沿基坑周边每完成20m长度开挖，立即进行相应范围的土钉及护坡施工；同时可跳开一段进行另一段土方开挖及土钉支护施工。已施工完成的土钉支护养护48h后，挖土至坑底或第三排土钉标高深度下300mm，按要求分段进行土钉支护及剩余部分压顶梁施工。

4.剩余部分压顶梁混凝土强度达到85%后，挖土至相应下一排土钉标高，按要求分段进行土钉施工。

5.地下室基础和传力带施工

采用与底板同等级的素混凝土填实基础底板与围护结构间的空隙。地下室二层顶板施工时施工第二道换撑，标高与二层地下室顶板面相同，換撑混凝土强度达设计强度70%后可依次拆除上部相应支撑。

二、土方开挖与支撑梁系统交叉施工

1.基坑开挖遵循“分层开挖、先撑后挖”的原则

（1）大面积挖至标高，开槽施工标高圈梁、基坑北侧的锚筋、混凝土道板及东南角的水平钢管支撑系统。

（2）基坑南侧采用放坡开挖，确认开槽施工标高符合标准，采用“跳仓法”开槽施工同时进行竖向斜撑。待主支撑系统养护达到强度设计值的85%以上后，拆除钢支撑系统及基坑北侧的锚筋开挖标高以下的土方。

2.第二层土方开挖、圈梁和支撑施工

（1）土体开挖时应及时进行基坑内降排水。按设计要求采用深井降水及明沟排水，使支撑混凝土构件的土体干燥，利于安放混凝土支撑底模（木模）。

（2）支撑位置放线，量测标高。

（3）支撑底用人工开挖基槽。基槽宽度应放出标准的工作面和排水明沟位置。并按一定间距设置集水井。

（4）挖至圈梁底标高后，破凿围护桩桩顶混凝土，用清水洗净，绑扎圈梁钢筋，周边铺符合规格的碎石。

（5）挖至支撑梁底后，用碎石垫层上铺素混凝土作底模，垫层面设油毡隔离层。

（6）圈梁及支撑梁模制作安装及验收。

（7）圈梁、支撑梁用预拌混凝土浇筑，混凝土试件留置取样送样检测。

3.第三层土方开挖

第三层土方开挖时按1：6放坡填土做出土斜道伸入基坑，上铺厚钢板和路基箱，注意做好路面防滑措施。出口坡道须确保整个支撑系统安全，两侧用草包围护。支撑施工完成后，小型挖掘机进入二层支撑上面，开挖第三层土体。

4.土钉支护施工

土钉支护施工成孔时应保证孔径、孔深准确，孔中杂物及碎±块及泥浆应清除干净；推送土钉就位时土钉应位于钻孔中心轴上。保证推送过程中钻孔壁不损坏，孔中无碎土泥浆堵塞，土钉与锚头的连接应牢固可靠；喷射混凝土面层时应保证配合比、水灰比及外加剂掺量比正确，按规程养护，注浆应饱满。

三、施工要点

1.严格按照要求进行规范作业

基坑工程应按照相应个会犯进行设计施工，遵循先设计后施工的原则；应按设计和施工方案要求，分层、分段、均衡开挖。

2.先支护、后开挖

支护结构须在达到设计要求的强度后方可开挖下层土方，严禁提前开挖和超挖。施工过程中严禁设备或重物碰撞支撑、腰梁、锚杆等支护结构。亦不得在支护结构上放置或悬挂重物。

3.保证基坑周围施工环境

除基坑支护设计允许外，基坑边不得堆土、堆料或放置机具。

4.及时发现及时报告

基坑开挖过程中发现位移超过预警值、地表裂缝或沉陷等情况时，应及时报告。出现塌方险情等征兆时，应立即停止作业，组织撤离危险区域，并通知有关方面研究处理。

5.规范的进行格构柱的制作

格构柱制作时需注意缀板避开底板及地下一层楼板钢筋位置，立柱剪刀撑在相应位置土方开挖不深于12.750m时施工，立柱连杆（埋在底板内）在相应位置土方开挖不深于14.750m时施工。

6.基坑采用截水帷幕时，地下水位以下的锚杆注浆应采取孔口封堵措施。

结语：基坑支护的施工中主要在施工准备阶段先进行基坑降水和坑边限荷的设计，然后实现基坑支护系统施工的有效进行，在达到工程要求后方可进行土方的挖掘工作。基坑开挖的过程中，如果发现任何的特殊情况或者风险隐患都应该及时报告，在整个工程施工中，要依据“先支护、再开挖”的原则进行作业，在格构柱制作、截水帷幕、地下室基础、传力带等施工工序中，要严格的按照相关规范进行，保证施工的质量和施工效率。

参考文献：

[1] 张文杰.超大超深基坑土方开挖特殊性施工技术问题探讨[C]//中国中西部地区土木建筑学术年会.2013：91-93；

[2] 汪小林.复杂环境条件下的超大超深基坑工程施工技术[J].建筑施工，2017，39（7）：952-954.