深基坑基坑土方开挖施工技术探讨

深基坑基坑土方开挖施工技术探讨

周晓东

上海中汇建设发展有限公司

摘 要：深基坑施工对周围环境有很大影响。如何有效地控制基坑开挖对周围环境的影响是关键环节。所以，制定合理的基坑开挖方案，保证施工顺利进行，加快施工进度，具有十分重要的意义。本文结合松江南站大型居住社区C19-27-01地块新建项目1#基坑土方开挖，针对深基坑土方开挖及混凝土圈梁施工进行分析，并提出一些土方开挖质量保证措施，可供类似工程施工参考。

关键词：深基坑；土方开挖；圈梁施工；质量控制

1工程概况

松江南站大型居住社区C19-27-01地块新建项目，总建筑面积约182572.23m㎡。项目共有16栋楼，其中包括住宅14栋（17层）楼，商业2栋（3层）楼。土方开挖分为三个基坑进行开挖的，1#基坑本工程基坑面积为约2.8万m²，基坑开挖深度为5.95～6.50m，局部至承台、电梯井垫层底，基坑开挖深度为6.45～7.45m。地下设置一层地下车库，桩型为混凝土预制桩。

1#基坑东侧区域设置斜撑；基坑东北角、东南角处靠近市政车行道，设置一道钢支撑；基坑北侧区域开挖深度达6.50m，考虑留土区设置一道底板斜撑。根据基坑情况及设计文件要求，本工程划分为3个分区，分别为Ⅰ区（小型商业楼）、Ⅱ区、Ⅲ区。考虑基坑安全及设计要求，再将3个分区划分为11个小分块，其中Ⅰ区划分为4个段，Ⅱ区划分为2个段，Ⅲ区划分为5个段。

图1 1#基坑土方开挖布置图

2基坑土方开挖原则

针对上海地区软土的流变特点，应用“时空效应”原理，严格实行“分层、分段、限时、对称、均衡”的原则，开挖过程中尽量缩短基坑暴露时间，严格控制基坑变形。基坑各分区的土方开挖具体要求如下：

⑴根据招标文件要求本工程设置两处施工道口，所以根据大门位置采取退挖形式开挖。⑵基坑严禁超挖，土方分段开挖长度不大于40m，分层厚度不大于3.0m，坑底临时边坡不大于1：1.5，分级放坡作业平台宽度大于3.0m；坑底应保留300mm厚土层用人工铲除修平，防止超挖和扰动基底土体；混凝土垫层应在土方开挖到底后随挖随浇筑，垫层与支护桩之间不留空隙，局部深坑应在主基坑垫层完成（并达到一定强度）后开挖。

⑶土方开挖放坡至斜撑撑脚部位，先施工斜撑撑脚以东和以南的底板结构及钢混凝土牛腿。⑷再开挖钢斜撑下部土方前，必须保证斜撑位置混凝土强度及基坑周边监测数据在可控范围内，在进行开挖。⑸钢斜撑下部土方的开挖，清底后24小时内浇筑混凝土垫层，垫层应延伸至支护桩边。⑹鉴于周边环境存在市政道路、相关市政管线及居民区土方开挖过程中要严格控制场内周边堆载。⑺挖土过程中严禁挖机碰撞、严禁损坏围护桩。

3基坑土方开挖施工方案

3.1土方开挖分层

基坑北侧及西侧局部在-2.4 m（中心标高）有一道800高钢筋砼圈梁，西北角有钢支撑，北侧、西侧局部斜抛撑，且坑内分布有集水坑、电梯井等坑中坑，将基坑分三层开挖。每层土开挖面按1：1.5放坡，工作面高差控制在2.5~3.0米内。电梯井、集水井等局部落深区，待大面积垫层完成并达到设计强度后开挖。工况一：首层土开挖至钢支撑及圈梁梁底标高施工支撑梁，开挖深度1.9m。

图2首层土开挖工况示意

工况二（斜抛撑土方开挖）：待支撑梁达到设计强度后进行二层土斜向放坡开挖至斜撑下部支撑点。待全部斜抛撑施工完毕且施加预应力后进行原斜向预留土方开挖，在开挖过程中避免碰撞斜支撑。

工况三（支撑土方开挖）：待支撑梁达到设计强度后进行二层土开挖至底板垫层底标高，开挖深度4.05m。

图3二层土开挖工况示意

图4 二层土收底示意

工况四：待底板垫层混凝土达到设计强度后开挖集水井、电梯井等局部落深区，开挖深度1.5m。

3.2施工方法

⑴按照工程量及施工进度要求高峰期现场共需配备4台210型挖机、4台360挖机、2台长臂挖机、2台60型挖机，土方开挖前根据当前进度安排提前组织进场，并做好进场工人的现场教育及安全交底工作。

（2）按照建设方给出的坐标以及水准点，结合总平面图与规划红线的要求，在施工现场进行测量，在建筑物周围设置测量控制基线、轴线和水平基准点，并做好轴线控制测量以及校核工作。根据引测到现场的测量控制点，放出基础开挖灰线，并将基础线引到开挖区域外，以便随时校核开挖尺寸。⑶基坑土方开挖施工前，用石灰撒出土方开挖范围，并划出分界线，并合理安排各台挖掘机施工范围、方向、进出口等。

⑷挖掘机司机应了解基坑土方开挖的范围、深度、位置以及施工要求等。在土方开挖时应有土建与测量工程师在施工现场进行指挥。⑸首层土开挖之前基坑放坡应按照设计图纸要求先设置排水沟。⑹边坡开挖时应按照设计要求的比例放坡，在挖掘机挖过后，采用人工修整坡面，清除表面的虚土，边坡平整度允许偏差为±20mm。

⑺高程测量：测量人员在坑边处钉水平标高木楔，计算出该点的高程点，并进行保护，周边洒一圈白灰做警示，避免被破坏，对于该高程点测量人员要定期进行复核，确保其准确性。测量人员在超平时沿着开挖方向进行标高抄测，见方3m测一个点，对于达到要求的点撒白灰做标记，这样既可以避免将该部位超挖，又能让挖掘机司机作为参照，提升效率。机械开挖至垫层底标高向上200mm处，随后人工清理剩余200mm厚土层。人工清理时，用尺量好500mm标准尺杆，坑内拉通线，随时校核基底标高，并在清理好的基底上放好垫层边线。

⑻挖土过程中，施工员要随时测量挖机挖至坑底标高，为及时调整，根据计标高进行开挖，不能超挖。⑼基坑开挖至基底时及时进行坑底周边排水沟开挖（300宽300深），积水每隔20m排至一处集水井内，集水井采用240混凝土实心砖砌筑，内抹20厚1：3水泥砂浆。

⑽ 人工清运土应倒退进行，若手推车不得不在挖好的基底土上行走时，必须垫好木板，不得扰动基底土。人工清理后，对超挖部分按图纸要求以1:1级配砂石分层夯实回填至设计标高，压实系数不小于0.97。复核坑底标高，若标高无误，则随即组织勘察、设计、建设单位及监理单位进行验槽，天然地基按设计要求进行地基钎探。

4混凝土圈梁施工

搅拌桩重力坝顶部设一层200mm厚钢筋混凝土压顶，内置Ф8@200双向钢筋网片，混凝土强度C20。压顶标高详见图纸。局部插H型钢区域浇筑一道1200×800钢筋混凝土圈梁，混凝土强度为C40，顶面标高为-1.90m。

4.1圈梁施工流程

钢筋混凝土圈梁施工应和基坑土方开挖密切联系，圈梁形成的顺序和土方开挖相结合，边挖边支撑，要保证分块土方开挖时间以及支护施工时间控制在设计允许范围内，以达到深基坑与周围环境变形控制。

4.2钢筋施工

在钢筋绑扎之前应向施工人员进行交底以及介绍工作程序、工作方法。钢筋施工过程中应对钢筋的规格、数量和位置进行检查，尤其是特殊位置。当钢筋绑扎完毕后应查钢筋位置是否正确，钢筋保护层厚度应符合设计图纸规定。同一截面钢筋的接头数量应符合规范要求。对于一些弯曲与变形的钢筋必须校正后方可使用，并且应清除钢筋上的油污以及泥土。

钢筋的绑扎搭接及锚固要符合设计与施工规范要求，并放置预埋件。垫块设置每800mm放一块，钢筋保护层厚度控制在25mm左右。预埋件按照设计图示尺寸制作，并在立模前与钢筋固定安装完成。

4.3模板施工

本围护工程圈梁外侧模板采用木板制作，沿圈梁内外边线两侧支护，采用侧向固定的施工方案。圈梁施工前，施工班组长应先按图纸制作样板，提出侧模使用数量，经技术员复核批准后才能进行施工。模板施工安装前由测量员放出控制边线与高程点。

4.4混凝土浇筑施工

本工程的砼均采用商品砼，压顶圈梁采用搅拌车连续供砼，连续浇注方式施工。混凝土浇捣前应进行验收，签署浇灌令以及并办理手续。圈梁混凝土浇筑前，应制定混凝土浇筑施工方案，确定搅拌车行走路线和施工组织管理措施。提前了解天气情况。最好在不下雨的天气里浇捣混凝土。如遇下雨，应准备足够的防雨材料。制定混凝土浇捣过程中的管理人员名单，责任落实到人。提前了解天气情况。最好在不下雨的天气里浇捣混凝土。如遇下雨，应准备足够的防雨材料。制定混凝土浇捣过程中的管理人员清单，职责落实到人。

砼的灌筑及振捣方法：砼的灌筑应采取分段施工的方法进行。混凝土浇捣时，应派经验丰富的施工人员操作振动器，防止漏振。另外，要派专人看模，出现问题及时进行处理。要求砼振捣密实，表面标高，应采用水准仪复测，刮尺刮平，木蟹提浆抹平。试块制作：拟50m³制作1组100*100*100试块，标准养护28天送检。

5土方开挖质量保证措施

5.1桩身偏差的控制

5.1.1挖方的影响

基坑开挖过程中，由于土方的开挖导致降低了基坑底部和两侧的总应力，使土体向开挖方向移动，并在土压力的作用下桩体会明显向开挖侧移动。

5.1.2降水梯度影响

由于基坑降水区的水位相对较低，在降水时形成水力梯度，使孔隙水压力下降，导致土体固结，桩体向降水中心侧移，但是该工程降水坡度的影响很小。

5.1.3土方开挖前，应测量承台、集水坑、电梯坑的位置，并及时移动机器位置，防止铲斗与工程桩碰撞。群桩、沉井中机械难以清除的土方采用人工进行清除。

5.1.4基坑开挖后开挖高度差较大，这时可能会存在边坡失稳的危险。如果开挖边坡发生滑坡，存在推动管桩风险，这时应马上进行处理：要么切断立面，放慢坡度，或者回填土壤，将基坑底坡脚压实。

5.1.5土方开挖应不超过基坑底部设计高程。局部超挖时，处理措施应经设计方批准，不得擅自进行处理。

5.1.6土方开挖至设计标高时，应保护基坑底面，并在沟槽检查合格后进行垫层施工。由于基坑面积大，需要通过分块和分区将基坑开挖到设计标高，深基坑垫层应及时分段浇筑，控制范围不得超过200m。

6 结 语

深基坑方开挖施工是一个循序的过程。在工程施工过程中，按照施工方案的要求进行施工，做好监督控制工作，降低施工质量问题的发生，以保证深基坑施工的整体质量，提高基坑施工安全性。

参考文献：

[1]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；[S]

[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；[S]

[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；[S]