土木工程中深基坑土方开挖施工技术

王卓

0 引言

现今，施工中深基坑技术的广泛运用大大提高了城市地下空间的合理使用。实际上，随着边坡标高和土体质量，深基坑在施工过程中极易出现塌方现象，给施工者的生存和安全造成很大的影响。所以，现代深基坑施工技术人员，必须根据以往的经验和施工实际状况，合理预计在施工进行过程中可能发生的问题，并提出适当的解决办法，不断改进技术在实践中的应用，确保了基坑建设的质量与安全。

1 深基坑工程的主要特征

目前，不仅城市的建筑总数在增加，且建筑规模也越来越大。因此，基坑实际深度高于10m 的工程也逐渐增多。同时，也伴随着不可预见的因素，给城市安全带来隐患。

城市环境相对复杂，许多建筑几乎与周围的建筑、道路和管道紧密相连。更严重的是，许多项目的开挖深度大于两栋建筑之间的边缘距离。如果基坑变形或倒塌，周围的建筑物和设施必将受到安全影响。

1.1 艰巨性

由于深基坑工程中的地下工程施工有诸多限制，在建筑基础工程中很难进行施工技术和处理方法。这些方法一旦掌握不好，不仅增加了建筑工程的难度，而且影响到整个深基坑工程的质量。

1.2 重要性

一般情况下，深基坑工程事故难以预料，大多是突发性事故的，加剧了事故的严重性。

1.3 隐匿性

从深基坑工程施工过程来看，地基处理是一项基础工程，而建筑地基处理技术具有发展潜力。很难通过后期的检查，也很难发现建筑在使用中的问题。一般来说，地基处理中只有发生事故才会发现问题。由此可见，深基坑工程施工技术在房屋建设中具有很大的隐匿性。

2 土方开挖技术一般原则

在深基坑开挖中，应掌握必要的技术原则，以提高地基施工的安全性和合理性。基坑土方施工应根据现场实际情况及周边地质状况进行合理设计和布置；施工时应遵循“分层、分段，分块、挡土，挡土墙、限时对称性平衡开挖支护、挖掘前支护、严禁超挖”等原则控制基坑变形。在挖掘过程中，必须在挖掘过程中提供支撑（或浇注垫层）。土方开挖量过大会造成施工困难。支挡结构应满足一定强度要求并具有足够刚度。基坑周围应预留挡土墙，在限定的时间内进行开挖和支护。开挖和支护应在36h 之内完成。

3 土木工程中深基坑土方开挖施工面临的现状

目前，国家正全面推动基础设施工程。地基施工涉及稳定、渗流、变形三大基础岩土工程问题。从力学角度来看，土方工程的过程就是混凝土体在地基中卸载的过程，这必然改变混凝土体的应力状况。在实际工作中，由于受到多种因素的影响，导致地基土出现不同程度的不均匀沉降现象。如果这种情况不能得到有效解决，就可能造成建筑基础失稳等事故的发生。近年来，我国的基坑工程出现了以下变化：

（1）基坑施工规模较大。在城市建设中，深基坑支护技术已经得到了广泛应用，并且取得了良好的经济效益和社会效益。地基工程和土方工程在地基施工中占有重要地位。

（2）深基坑工程施工难度越来越大。

（3）基坑工程对周边环境产生了很大影响。随着我国城市化进程加快和经济发展水平提高，人们对建筑物及地下管线等建筑周边空间环境提出了更高要求。在此背景下，深基坑开挖技术也得到迅速发展。特别是现在，城市地铁建设如火如荼，往往要经过城市的繁华地段。

4 深基坑施工方案的主要流程

4.1 制定施工方案前的准备工作

深基坑开挖施工方案是整个建筑基坑开挖工程的重要环节。（1）深基坑工程施工的测量放线。测量放线的质量控制要点是：施工单位要建立正确的测量监测网，复核原基准、基准线和高程，并附有关工程施工测量控制网的二次测量。（2）按照科学、合理的方式刮抹、覆盖施工局部表面，目的在于防止大体积结构出现明显质量问题。（3）深基坑工程图纸检测控制技术。为了有效提高管理水平，深基坑工程单位应结合各种因素，根据图纸以及建筑自身状态，加强质量管理机制的创新和改进，使之更符合现代深基坑工程的需要。深基坑工程管理体系的建立充分挖掘了施工管理的意义，为工程建设中重大项目的决策夯实了基础，提供了充分的理论依据。（4）有必要安排相关专业人员对开挖情况实行检查，并办理相关校对手续。质量测试主要包括地质环境的探测、地基承受力的测试和施工周围土体的稳定性。

4.2 加强施工质量监管

深基坑建设的科技重点，一般有土地建设、地基支撑、地基组织建设、建筑施工危险性预防、建筑施工结果检验与确认等方面，通过对建筑施工技术的合理管理，来实现建筑施工技术质量和现场安全。针对现场实际状况、已确定的深基坑建设方法特点、各种建筑参数特点和动力学特征等，选定了最佳的深基坑施工方式和地基支撑方法，对整个施工流程实行严密的技术监管和合理的安全管理工作，并务必确保能注意到的各个建筑节点，以严密防止重大建筑施工安全事故的出现，并较大程度地减少对周围环境的危害。

4.3 土方开挖施工技术的具体应用

土方开挖施工的技术质量，直接地关联到施工顺序问题。要求建筑施工应当严密按照规范施工顺序依次完成，对建筑水深和标高都应当精确监控。挖掘或建筑施工时，预留约0.3m 土层，人工挖掘，并严格控制挖掘深度。基础建筑施工时在与设计参数相同的条件下，应当严格控制基础高度和边坡，以防止挖深或边坡高于设计标准值，从而严重影响地基结构的稳定性能，造成不良问题。同时，深基坑工程要注意施工时测量放线。测量放线的质量控制要点是：施工单位要建立正确的测量监测网，复核原基准、基准线和高程，并附有关工程施工测量控制网的二次测量。

土方在进行施工建设时，应用机械合理分级进行建设。首先按照喷锚建筑技术的各种特性，把深地基分成区域，然后再把各个区域分成二个主要工程作业面，一个沿地基的围护进行施工建设，另一个则在中间进行大面积施工建设。在开凿工作整个过程中如遇土壤积水现象，应当尽快进行排放管理。然后，在开凿建筑到达底部后，施工人员进行底部管理和基坑边坡修补。在开凿施工建设的整个工作过程中，尽快把掘土车移到相应地点，以保证开凿施工建设的顺利。在深地基施工浇筑至最后一层时，应当事先检测和定位基桩的混凝土部位和标记。在铲斗等机械运行时，应当尽量避免钢筋桩位置。建筑施工过程中如果出现特殊性质的地质构造问题时，首先应当通过解决技术手段加以有效解决。

4.4 注意基坑变形、位移的观测和监测

根据工程布置，土方开挖时，由于基坑开挖深度深，且靠近建筑群，需要对开挖的基坑进行特殊的观察、分析和监测。观测点布置应遵守要求：位移和沉降观测点布置在基坑支撑桩顶部和连接梁顶面，监测支撑桩的水平和垂直位移。观测点设置应牢固、醒目，并增加相应的围护设施。若观测点被人为损坏，应及时修复或复位。

4.5 施工现场的安全保证举措

土方开挖时，土方开挖应当自上而下、分层进行。（1）人工配合机械开挖时，禁止采用人工挖空基础的方法，机械开挖不得超挖或挖空。（2）人工开挖时，作业人员作业前后的距离应大于25m。人工配合机械开挖、边坡修复等施工时，操作者不得在机械旋转的有效半径内作业。（3）开挖基坑周围应设置安全防护栏杆，夜间施工时基坑周围应提供充足的照明，基坑周围、陡坡及其他危险地段应设置红灯、警示标志。（4）在基坑开挖过程中，随时对基坑壁的变化进行专项检查。基坑一旦发现裂缝和滑坡，应立即采取有力果断的措施疏散人员，消除存在的安全隐患，确保施工安全。

5 深基坑施工中的常见问题

5.1 开挖进度与边坡支护协调性差

由于施工过程中相关作业人员的配合程度低，协调性差，难以与边坡支护作业进行良好配合并控制整个施工进度，施工中各项工作的协调性能较差。因此，容易造成施工不规范，难以维持施工过程的整体秩序。

5.2 边坡整治难度大

在深基坑的开挖过程中，由于各种条件的作用，整个施工难度非常大。作业人员和机械设备之间存在着严重的人机协同问题。但是，要想确保设备能够安全地工作，必须具备一定程度的灵活度及灵活性才能保证其发挥最大作用。如果机械灵活性不够，就很难限制挖掘量，难以确定边坡的水平度。此外，对于基坑的施工，如果只采用人工施工，由于受到许多条件的限制，施工要求特别严格，质量也不确定，特别是在安全性要求最高的工程施工中。

5.3 施工管理体系不完善

由于大多数施工单位忽视深基坑工程具体管理细节，管理条例严重缺失。因此，为了有效提高管理水平，深基坑工程相关单位应结合各种因素，加强管理机制的创新和改进，使之更符合现代土木工程建设的需要。施工管理体系的建立充分挖掘了施工管理的意义，为工程建设中重大项目的决策夯实了基础，提供了充分的理论依据。

5.4 影响施工质量的因素

5.4.1 人为因素

随着建筑规模的不断扩大，土方开挖施工管理采用人力负责，已不能满足土木工程的基本要求。人力开挖过程中，很多土方开挖施工细节问题无法保证。同时，时效也会相对较低，不能及时处理施工中遇到的各种问题。一方面现场施工质量当前管理检测标准还不够完善，或者不够明确，或者缺乏具体的方法指向说明。同时，一些管理部门与施工作业人员配置和配合相比存在诸多问题，如人员专业不匹配，检测人员的失误、疏忽或对过程的不熟悉导致操作过程中必要的标准和程序出现错误、管理方法相对落后，以及培训数据不够完善甚至错误等问题。

另外，深基坑施工作业中，导致重大失误的主要风险因素是违章作业、指挥失误和疏漏、特殊案件处理不力。随着当代社会的发展，施工人员面对的操作环境越来越复杂，原有的施工作业方式已经无法满足当前的操作需求。主要存在以下不足：原有深基坑施工作业训练目标较为单一，更多地关注施工员的体能训练，现代化的操作除了基本的体能要求之外，更重要的是要提升施工人员的专业素养，要求深基坑施工人员具备快速的反应能力、扎实的施工知识以及科学的操作技能等。相应的主要危险因素也是相同的。施工人员的错误、遗漏和违规行为包括发出错误指令，极有可能直接造成施工精度错误，导致危险事件。

5.4.2 物质因素

虽然部分深基坑工程中使用的施工材料质量已达到质量标准，但长期使用后会出现各种问题。因此，很有必要对深基坑土木开挖施工材料的质量进行层层把关，在有效控制资金成本的基础上，选择最优秀的施工材料。同时，严格控制外来土方开挖施工材料质量。严格遵守施工材料输入质量行为。现阶段最常用的是扁平化管理模式，使各部门人员明确施工重点和重点工作，对每一笔施工材料进行登记，校对，同时将所有管理职责平均分配给各进场管理人员，提高管理效率。

6 深基坑土方开挖施工技术应用中的质量控制

关于深基坑工程的事前管理控制、事后管理控制、事故处理控制等各项施工作业都必须切实做好，并且制定严格的工程质量标准。质量和安全息息相关，思想是安全管理和预防工作的核心内容，要引导施工单位具有强烈的安全意识。在实际施工中，要把握安全第一的方针，让有关负责人、项目部经理和各施工单位领导明确各自的安全管理职责。对施工质量、质量成本进行严格的质量监督和严格抽查，必须从头到尾一丝不苟，准确无误。这也是对工程质量监督审查以及顺利完成项目的一个基本保障。

6.1 制定完善的质量控制体系

深基坑土方开挖技术的应用所涉及的细节与质量控制要点有很多，具体内容如下：

（1）施工期间，施工人员应随时检测开挖深度，合理控制施工过程；同时，控制施工材料和相关零配件的购买。采购的施工样品在订货前应进行检测和鉴定，并要求厂家提供相关依据，如出厂合格证、质检合格证等。散装材料和设备适用于招标采购。

（2）施工前，做好实际地基勘察以及施工方案的编制工作。主要反映在以下几个层面：水电供给、照明设施、防护设备的维护和充足，以及相关场地使用的空间和交通条件。为了有效提高管理水平，深基坑工程单位应结合各种因素，根据图纸以及建筑自身状态，加强质量管理机制的创新和改进，使之更符合现代深基坑工程的需要。深基坑工程管理体系的建立充分挖掘了施工管理的意义，为工程建设中重大项目的决策夯实了基础，提供了充分的理论依据。因此，必须时刻确保施工场地的秩序和清洁，以免影响进度。另外，构建房屋施工管理，还要从材料设备、人员管理以及施工技术等方面进行研究与分析。

（3）工程后期工作与深基坑工程质量密切相关。因此，有必要安排相关专业人员对开挖情况实行检查，并办理相关校对手续。质量测试主要包括地质环境的探测、地基承受力的测试和施工周围土体的稳定性。

6.2 做好基坑工程监测工作

基坑一旦发现裂缝和滑坡，应立即采取有力果断的措施疏散人员，消除存在的安全隐患，确保施工安全。每个监测的时间间隔应按照基坑的设计要求来实施。通常一天一次，当形状超过相关规范或设计规定的标准时，应增加观测次数。当出现事故迹象时，应长期监测。

7 结论

总的来说，当前由于施工中深基坑技术的广泛运用，大大提高了城市地下空间的合理使用。近年来由于我国城市建设的迅速发展，深地基建筑施工技术也获得了发展。深地基建筑施工的广泛使用极大地提高了我国城市地下空间的利用率，在国土资源越来越稀缺的年代，这种建造技术的重要含义就更加明显。在深基坑工程中，应当提出科学合理的工程方法。在建筑施工过程中，确保建筑施工产品质量与安全性，并不断改进建筑施工方法，以保证建筑施工方法的科学合理可行性。