建筑深基坑土方开挖施工研究与分析

2021-03-31吕宏钢中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队辽宁沈阳110004

砖瓦 2021年6期

吕宏钢（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁沈阳 110004）

建筑项目施工中深基坑是基础施工阶段的重要内容，深基坑施工的质量直接关系建筑物的投入使用价值。而在大型建筑物建设中利用深基坑技术可以有效保证建筑物的稳定性与安全性，深基坑能够为建筑物提供最根本的稳定性保障。深基坑施工中土方开挖施工工作常伴随着大量的开挖量与覆盖面，对施工效果也有严格的要求，因此相关责权部门要加强对深基坑土方开挖施工的重视程度。近年来深基坑开挖工艺已随着科技的发展取得了一定进步，施工方法与工艺都得到了丰富[1]。因此，施工时要结合实际施工条件因地制宜，选择合适的开挖工艺与方法，改善施工流程完善监督管理机制，进一步提升建筑物整体质量。

1 深基坑施工情况与基本施工原则

建筑物深基坑施工通常包含施工设计方案以及土方开挖两个方面，两者对建筑物深基坑施工质量起着直接决定性作用。因此，相关施工单位一方面要提高对这两方面工作的重视程度，另一方面这两方面工作负责人员要积极沟通，制定科学合理的施工方案与流程。当前我国深基坑类型主要有：挖掘深度大于5m的坑、建筑物地下室深度超过3层以及建设深度不深但环境复杂的坑等[2]。

1.1 深基坑土方开挖情况

建筑深基坑土方开挖施工工作一旦开始，施工将一直处于一种动态的挖掘过程，若在施工中操作不当或施工方式不合理将会造成严重后果。随着挖掘深度的不断增加，基坑支护所要承受的压力也逐渐加大，一旦基坑形状因过大压力发生变形将极易引起坍塌事故。因而在土方开挖前应进行充足的准备工作，首先，要对施工环境的地下水情况进行详细调研和勘查，一旦发现可能危害建筑物稳定的因素要及时研发有效解决方案。其次，要对周围坡度情况进行了解，要确保周边坡度条件能够符合土方挖掘基本要求。最后，要结合实际环境条件选择合理的开挖方式与挖掘工艺，进而为建筑物整体质量提供保障。在深基坑挖掘施工中，首先要制定合理的施工计划与安排，并对采取怎样的施工工艺与挖掘方法，以及相关机械的选择等进行周密思考[3]。

1.2 深基坑土方开挖施工原则

建筑物深基坑土方开挖施工对建筑物质量影响至关重要，这也决定了土方开挖工作要严格遵守施工原则。首先，要对施工现场进行合理勘查，在土方开挖之前要详细了解周围环境的现场情况，结合实际施工环境制定合理的施工方案，避免因施工方案与实际环境条件不符而延误施工进度，影响工程顺利进行，对工程项目造成经济损失。其次，深基坑土方施工要明确先支后挖的基本原则，现场施工人员与技术人员要熟练掌握先支后挖的操作原则，同时结合设计方案制定详细的施工流程。举例来说可以先挖掘好沟槽再在沟槽口部做好支撑，而后再进行挖掘工作，同时结合实际地质情况选择合适的开挖方法，保证工程质量。

2 深基坑施工工艺与开挖方法

2.1 放坡开挖

放坡开挖的操作方式通常适用于较浅的深基坑施工情况，利用挖土机进行一次开挖工作，即可完成放坡开挖过程，同时满足工程施工标准的基础标高。放坡开挖的应用过程中，首先，对于土质较硬且地下水水位偏低的区域，要先保证开挖的坡度并在对土方的挖掘中配合铲挖土机实现挖掘工作。其次，对于地下水位较高的区域，要与运土车辆与反铲挖土机等设备相互协同，进而保证施工效果。此外，还应避免边坡松散或者风化等不利情况[4]。

2.2 拉锚开挖

对于较大深度的深基坑则需要直立壁的拉锚开挖模式，通常这类深基坑在底部存在较大的空间。在施工过程中可以采用分区段或者分层次开挖的方式，确保整个拉锚施工贯穿于整体施工过程中。此外施工工作人员要根据实际需要划分不同的开挖操作工艺，进一步保证土层的稳定性。利用拉锚开挖工艺，可以有效减少施工成本，同时保证土方开挖施工进度。

2.3 内设支撑开挖

在深基坑土方开挖施工中要对直立壁设置内部支撑，同时内支撑也是施工过程中的关键点。因此，为保证施工顺利和深基坑内部结构的稳定，要对支撑部分进行周密的设计，保证施工过程中避免出现安全威胁。如果按照分层开挖的方式，要在施工过程中保证支撑工艺与开挖工艺交叉式进行，此外还可根据实际的现场施工情况选择中心岛式开挖工艺。

2.4 明挖法

明挖法顾名思义就是按照施工设计方案的标高，由高到低对土方进行挖掘，并在深基坑施工完成后从下至上进行施工，实现对建筑物中心部分的合理作业。明挖法具有施工方式简单、施工效率高、施工成本低等特点，但在施工过程中产生的噪音较大，对周围环境影响显著。

2.5 盖挖法

盖挖法与明挖法相反，从地面向下施工至设计深度时将顶部封闭，并在封闭性的空间内完成剩下的施工工作。盖挖法是一种逆向的施工方式，但在实际工作时也要结合具体情况对施工顺序进行改变。盖挖法的一个显著优点是能够在交通繁华建筑密集的城市环境中，在不影响路面交通的情况下进行施工。当前主要有两种盖挖方式，即顺作法和逆作法。其中顺作法是指在完成地面挡土作业后，再覆盖一层能够承受地面承载力的横梁等标准结构，从而保证交通的畅通，盖挖顺作法是依照由下而上的施工顺序完成建筑物的整体结构。而逆作法则是在深基坑的围护结构与中间桩在地表面由上至下作业，通过利用建筑主体结构的中间支撑体系，减少工程施工造价。

3 建筑深基坑土方开挖的要点

3.1 强化监督监测管理工作

建筑工程深基坑土方开挖工作是一个动态的过程，在实际施工过程中要对实时施工状况、实际施工条件以及客观地质条件等及时监督与监测。结合实际施工情况完善施工方案，包括边坡支护、土方开挖以及其他施工方案内容。施工单位首先要建立专门的监督监测管理部门，在施工过程中不断对边坡支护的施工质量严格把关，并制定科学严谨的检测标准，提高施工质量。此外，建筑深基坑土方开挖工作中排水系统也是施工过程中的重要一环，而强化监督监测管理工作，能够更加有效地提高排水工作的质量，保证深基坑施工的安全性。建筑工程的施工质量离不开有效的现场监管与各部门的协同作用，工程建设一定要严格按照制定的施工工序进行，而有效的现场监督与监测能够为建筑物提供最基本的质量保证。土方开挖需要施工人员依照预先制定的施工方案进行，保证支护结构的稳定与安全，同时需要专门的监测人员对支护结构进行实时监测，确保施工工作的安全性。

3.2 严格控制开挖质量

建筑物建设施工要严格按照设计方案与施工方案进行，在深基坑土方开挖工作方面，更要按照项目建设要求进行作业。在施工过程中将整个施工方案中最复杂的环节提取出来，并利用多种挖掘方式与挖掘工艺保证实现工程项目预期的施工深度，顺利完成分层开挖与分段开挖工作。此外，还要严格控制挖土机的作业范围，一方面要保证施工工作人员的生命安全，确保在安全的工作环境中完成深基坑底部施工作业，另一方面要及时监控深基坑底部四周的土质结构，严防安全事故的发生。同时，作为影响深基坑开挖工作质量的另一项重要因素，开挖程序亦非常重要。因此，在开挖前施工单位要结合开挖剖面分层与行车路线，明确开挖程序，制定施工现场坡面路线图与施工平面图，制定完善的施工标准保证土方开挖工作顺利有序进行。

3.3 完善基坑支护工作流程

建筑物深基坑土方开挖工作离不开有效的基坑支护，因此施工单位要明确深基坑的支护方式与支护内容。一般情况下首先计算基坑内侧壁的安全系数，并采用土钉墙与放坡加喷射砼护面相结合的方式进行基坑支护。当前针对这一领域的专业人才的需求持续攀升，相关部门要提高对基坑支护人才的培养，并积极召开专题研讨会等活动，加大对支护工作的科研投入，推进基坑支护工作流程的完善。