某基坑工程土方开挖施工工艺研究

贾 升 朔州市建筑安全监督站

1 工程概况

本工程为某棚户区改造配套住院楼，框架-剪力墙结构，地下1层，地上8层，自然地坪平均标高拟整平为+0.8m，基底标高-7.00m，砼垫层、保护层及换填厚度共计1.67m，基坑平均相对深度9.47m。

本工程基坑南北侧长约100m，东西侧长约38m，基坑深度约为9.0m。基坑南北两侧有2F构筑物，距离基坑7.0m～12.1m，东西侧较为空旷，基坑深度影响范围内无构筑物及地下管网。基坑结构安全等级为二级，设计使用年限为1年。

2 工程土层地质条件

根据岩土工程勘察报告场地环境类型为Ⅱ类。场地地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，地基土对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。基础落在第2层粉土层上，该土层承载力特征值为130kPa，由于该土层不能满足设计要求，地基处理采用1.5m厚3：7灰土垫层。

根据岩土公司提供的勘察报告，勘察深度范围内，地下水为潜水，稳定水位埋深为10.6m～12.6m，稳定水位标高582.23m～582.33m，地下水主要接受大气降水，地下水渗入及侧向径流补给，地下水位变幅为1m左右。

降、排水方法拟采用现场设置集水坑、明沟排水沟，潜水泵排水相结合的方法。

3 施工进度计划

依据总施工进度计划安排，基坑工程施工日历工期为56天。

4 施工工艺技术及方法

4.1 土方开挖原则

本工程±0.000标高593.00m，自然地坪标高拟整平为+0.8m（593.80m），基底标高-7.00m（586.00m），砼垫层、保护层及换填厚度共计1.67m，基坑相对深度9.47m。进行局部试开挖，根据工程土层地质条件及现场土方试开挖情况，每次开挖深度不超过2m，分段长度不超过30m，每层开挖至相应深度后必须按设计图的布置进行锚杆支护、放坡支护的施工，待锚杆支护、放坡支护施工完成且达到设计强度要求后，才能往下继续开挖，严禁超挖。

4.2 工艺流程

场地平整→第一步土方开挖→挂网喷射砼→第二步土方开挖→第一道锚杆施工挂网喷射砼→第三步土方开挖→第二道锚杆施工挂网喷射砼→第四步土方开挖→第三道锚杆施工挂网喷射砼→第五步土方开挖→第四道锚杆施工挂网喷射砼→人工清土至基坑底标高→1.5m灰土换填→基础施工。

4.2.1 开挖施工顺序

经测量本区域相对±0.000标高相差+0.8m，结合基坑支护设计，初步计划分五步开挖到设计基底标高。

具体部署为：第一步土方开挖至-1.5m处（自然地坪为+0.8m）→挂网喷射砼→第二步土方开挖至-3.5m处→第一道锚杆施工挂网喷射砼→第三步土方开挖至-5.5m处→第二道锚杆施工挂网喷射砼→第四步土方开挖至-7.5m处→第三道锚杆施工挂网喷射砼→第五步土方开挖至坑底标高上0.8m范围处→第四道锚杆施工挂网喷射砼→人工清土至坑底标。

土方开挖出土口设置在基坑西北角处，2-2剖面开挖10m坡率为1：0.3；6-6剖面开挖9m坡率为1：0.3；3-3剖面开挖10m，1-1/4-4/5-5剖面开挖9m，并进行1：1.25自然放坡（见图1）。

图1

4.2.2 施工方法

（1）采用沟端法分层开挖。挖土方前，应先根据引至施工现场的高程点及坐标点将需挖方的区域用白灰线撒出，挖土机严格按照白线位置进行挖掘。

（2）基坑挖土前，沿基坑四边在基坑顶部距坑壁1m处做300mm×240mm挡水墙，以免由于下雨引起基坑外水的倒灌。基坑开挖过程中如遇地下水渗出，应在离开基础边缘1m范围内挖盲沟和集水坑进行排水，直至基坑施工完毕。在基坑开挖前应备好排水设备，以便及时有效的进行基坑内排水。

（3）在基坑西北侧留设宽度8m，坡度不大于15%的坡道，作为挖土机械和运土汽车进出的通道。

（4）挖土过程中测量员配合测定标高，严格控制土方开挖深度，防止对基底土扰动。挖土时注意保护基坑灰线，以免挖偏。电梯基坑、积水坑、基坑边角部位及机械开挖不到之处，应随时配合人工进行挖掘，并用手推车将土方及时清运至机械作业半径范围之内，再由机械挖走。

4.2.3 锚杆施工

设计孔径均为110mm，锚杆钢筋采用1根HRB400级直径22mm钢筋，倾角（向下）呈15°。注浆材料采用P.O42.5MPa矿渣硅酸盐水泥制作的纯水泥浆（水灰比0.5～0.55），注浆体强度应达到20MPa，注浆量每延米不少于33kg。

分层、分段施工流程：沿基坑内侧周边分层（每层开挖2m）、分段均衡挖土（分段不超过30m），并进行锚杆墙支护施工。锚杆施工工艺流程是：挖土、修坡、锚杆埋设、注浆、挂网、焊接骨架钢筋及焊接锚杆连接件、喷射砼面层、养护。基坑开挖边线定位。基坑底线满足地下室施工、底板、换填的需要。

4.2.4 基坑降、排水

根据支护设计方案及前期施工实际情况，本工程地下水位处于基坑底标高下0.6m～3.6m处，水位处于坑底标高0.5m以下，不需降水，如若施工过程中出现水位升高，基坑内出现渗水、积水现象，拟采用现场设置集水坑、明沟排水沟，潜水泵排水相结合的降、排水方法。

集水井深度1.2m，沿基坑四周间距12m布置。在每个集水井内设置一台潜水泵，将水排至指定排水沟中。为不影响基坑内施工作业的开展，备用潜水泵和电缆，并在每期开挖基坑的外侧设置3个～4个独立的配电箱，专为潜水泵供电，以确保基坑排水的顺利进行。组织安排专人负责基坑排水工作，24h不间断巡视，确保抽水及时、设备正常运行、及时替换被损坏的设备。

5 安全保证措施

人工挖土时，前后操作人员之间距离不得小于3m。配合机械挖土、清底、平地、修坡等作业时，操作人员不得在机械回转半径以内作业。基坑周边设安全防护栏，夜间施工，应有足够的照明。施工通道及边坡应设专人监测，发现异常即刻停工。在集水坑周边应设立警示标志，避免不知情人员掉入其中。

6 基坑变形、位移观测与监控

根据工程的布置，土方开挖时，开挖深度约为9.0m；因基坑开挖深度较深，根据GB 50497—2009《建筑基坑工程监测技术规范》，需要对开挖基坑进行专项的观测分析与监控。现场观测以仪器观测为主，仪器观测与目标调查、日常巡视相结合。对支护结构进行竖向位移、水平位移、倾斜、裂缝等进行观测，对基坑周围40m范围内的其它临建（构）筑物等进行巡视检查。

7 验收要求

本基坑工程验收按GB 50300—2013《建筑工程施工质量验收统一标准》、GB 50202—2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》、DBJ04/T 226—2015《建筑工程施工质量验收规程》等规范的相关标准组织相关人员严格按照有关程序进行验收。

8 土方工程坍塌预防及应急措施

施工前应组织施工人员进行现场勘察，编制土方工程施工专项施工方案、安全技术交底，组织相关管理人员、作业班组及人员进行学习，严格按方案和交底施工。若遇土方发生坍塌情况，应保护好现场，在确认不会再次发生同类型险情的前提下，立即组织人员进行抢救。抢救组人员注意不要伤及被埋人员。被抢救出来的伤员，用担架把伤员抬到救护车上送到医院进行救治。