浅析某工程基坑土方开挖施工技术

李 晓 云

(侯马市建筑工程质量监督站，山西 侯马 043000)

1 工程概况

拟建某医院工程规划用地面积300亩，按三甲医院标准设计，总床位数1 080床。建筑面积12 230 m2，包含病房楼和门诊医技综合楼2部分。

病房楼基坑总长148 m，宽度为58 m，大面积基坑底标高-7.2 m，基坑开挖深度为4.8 m。其中15部电梯和采光井区域的基坑底标高-8.4 m，开挖深度为6.02 m，21个集水井基坑底标高-7.72 m～-9.82 m不等，开挖深度为最浅5.32 m，最深7.42 m。

门诊医技综合楼基坑总长156 m，宽197 m。大面积基坑底标高-7.12 m，基坑开挖深度为4.72 m。其中13部电梯基坑底标高-8.22 m～-8.72 m不等，开挖深度为最浅5.82 m，最深6.32 m，19个集水井基坑底标高-7.92 m～-8.72 m不等，开挖深度为最浅5.52 m，最深6.32 m。配电机房和制冷机房区域的基坑底标高-7.92 m，开挖深度为5.52 m。直线加速器区域的基坑底标高-9.22 m，开挖深度为6.82 m。坡道一区域的基坑底标高-7.62 m，开挖深度为5.22 m。

本工程±0.000绝对标高为5.500 m。自然地坪绝对标高2.60 m～3.69 m，平均绝对标高3.1 m，相对标高为-2.40 m。地下水位绝对标高为1.70 m～1.81 m，平均标高1.75 m，相对标高为-3.75 m。

2 水文地质条件

拟建工程现场属滨海平原区，不存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害隐患，无岩溶、土洞、地裂、地陷等不良工程地质作用，未发现其他如古河道、暗浜、暗塘、暗坑等不良地基。

根据《岩土工程勘察技术报告》分析，场区勘察深度内的主要含水层为第四系全新统和上更新统的粉土和粉砂层，地下水属潜水类型。地下水的补给来源主要受大气降水的补给，主要的排泄方式为蒸发。根据各外业时段勘察时现场量测，场区勘察期间地下水位绝对标高为1.70 m～1.81 m左右，自然地坪以下1.3 m～1.4 m。

据调查，场区处地下水位季节性变动或年际变化不太大，一般在丰、枯水年(季)水位变动幅度约为0.50 m～1.00 m。

3 土方开挖施工技术

1)基坑采用放坡开挖，放坡系数为1∶1.25,基坑2.2 m深度处设置宽1 m的平台，采用5台反铲式挖掘机进行开挖。地基处理情况：病房楼地基处理采用预应力混凝土空心方桩。桩轴线间距最小2 000 mm，最大2 700 mm，桩边长400 mm，内径为250 mm,有效桩长为28 m。单桩竖向极限承载力标准值为2 500 kN,单桩承载力特征值为1 250 kN。门诊、医技综合楼地基处理采用素混凝土刚性桩，桩间距最小1 272 mm，最大1 800 mm，桩径为400 mm,有效桩长不小于19 m。单桩承载力特征值大于500 kN，复合地基承载力特征值不小于260 kPa。

2)由于在土方开挖前桩基工程已全部施工完，在土方开挖过程中需留置0.5 m深的土方进行桩间土开挖，然后人工截桩头，桩间土开挖采用人工配合机械进行施工。在桩间土开挖过程中必须留置300 mm厚的土方进行人工开挖清槽，避免机械开挖破坏原地基土。

3)土方开挖分四步：第一步采用机械大开挖，开挖至-4.600 m(相对±0基准面标高，以下如不做特殊注明均为相对标高)；第二步亦采用机械开挖，开挖至-6.92 m(病房楼)与-6.32 m(门诊医技综合楼)；第三步门诊医技综合楼进行桩间土开挖至-6.82 m；第四步槽底300 mm厚的土方进行人工开挖清槽，至-7.12 m(门诊医技综合楼)、-7.22 m(病房楼)。

4)土方开挖工艺。

a.工艺流程：开挖坡度的确定→机械设备的配置→选择合理开挖顺序→修边和清底→验槽。

b.开挖坡度的确定：开挖时需依据《地基与基础施工质量验收规范》要求进行放坡，放坡系数1∶1.25。

c.机械设备的配置。

根据本工程施工作业条件，选择5台反铲挖掘机(斗容量1.0 m3)挖土，自卸汽车进行运土，装载机进行配合堆土。现场堆土区域为甲方指定地点。

d.开挖顺序。

反铲挖掘机开挖时，采用坑端开挖的方法，即从基坑的端头以倒退行驶的方法进行开挖，开挖方向为自西向东进行，如图1～图3所示。

5)修边和清底。

放坡施工时，人工配合机械修整边坡。

6)验槽。

在距槽底设计标高500 mm槽帮处，抄出水平线，钉上小木橛，然后用水准仪抄平控制坑底标高，同时由两端轴线引桩拉通线，检查距槽边尺寸，确定槽宽标准。

4 基坑监测

为保证基坑壁安全，对基坑边坡顶部水平位移和竖向位移进行监测。

1)位移布点。

沿基坑壁上、中、下部水平方向20 m各布点一个。竖向位移布点沿基坑边上口每20 m布点一个，用红油漆标明位置和点号。监测仪器水平位移采用经纬仪、竖向位移采用水平仪。

2)监测次数。

基坑开挖深度在5 m以内，可每3 d观测一次；底板浇筑后，7 d内每2 d观测一次，7 d～14 d内每3 d观测一次，14 d～28 d内每7 d观测一次，大于28 d每10 d观测一次。

3)监控报警。

本基坑坡顶水平位移报警值设为28 mm，水平位移变化率报警值为连续3 d大于5 mm/d。

本基坑坡顶竖向位移报警值设为28 mm,竖向位移变化率报警值设为连续3 d大于2.5 mm/d。

当出现附近坡面地面明显裂缝情况时，应立即报警。

5 土方开挖安全措施

1)在距基坑边1.5 m地方，周围用φ48钢管设置防护栏杆，立杆间距每2 m一道，高出自然地坪1.3 m，第一道水平杆距地600 mm，防护栏杆外侧满挂密目网，高度1.2 m，密目网用尼龙绳牢系在栏杆上。各施工人员严禁翻越护身栏杆。护栏底部设置高度为200 mm的M5(1∶2.5)砂浆砌筑挡水墙。距基坑边3.5 m内，坑边荷载限制为15 kPa。在基坑边应设安全防护栏，安全标志牌，时刻提醒管理人员及操作人员安全生产文明施工。

2)基坑侧壁用彩条布覆盖好以防雨水浸入、冲刷。排水主要采用集水井结合明沟排水，集水井为1 000×1 000×600，沿基坑四周布置，间距为20 m，每个集水井配备一台离心泵，扬程为15 m。

3)土方开挖过程中必须保证机械人员施工安全，由专人负责指挥挖机操作，挖掘机上基坑必须保证有足够的安全坡度。挖掘机作业时，机下施工人员禁止在挖掘机起重臂作业回转半径内停站。

4)基坑外人员不得向基坑内乱扔杂物，向基坑内传递工具时要接稳后再松手。

5)在距离坑顶边线10 m范围内及坡面上严禁堆放弃土及建筑材料；条件允许情况下，在距离坑顶边线10 m外设置施工道路，防止动荷载对基坑的破坏。

6)所有场内机械必须服从管理人员指挥，车速限5 km/h以内。工地施工人员尽量远离施工机械，如有必要先通知操作人员，回应后再接近。

7)坑下人员要休息时应远离基坑边及放坡处，经常检查边坡土方，发现问题及时解决，以防塌方伤人。