建筑工程深基坑土方开挖施工

2024-03-19张鹏

建材发展导向 2024年1期

张鹏

(山西四建集团有限公司，山西太原 030012)

在建筑工程施工过程中基坑施工是至关重要的基础，并且直接影响着工程的建设质量与稳定性。尤其是深基坑施工的施工条件、环境等都较为复杂，并且路堑的深浅范围也比较大，这也就导致了建筑工程深基坑结构施工的较大风险。这就要求在进行深基坑的土方开挖过程中必须严格做好相关参数的监测管理，实施有效的深基坑支护设计，提高深基坑工程结构的安全性与稳定性，更好地为建筑工程上部结构的施工打下坚实基础。在实际建筑工程深基坑土方开挖施工过程中，施工企业需结合实际情况选择合适的施工技术，严格做好施工流程控制，确保深基坑土方开挖施工的较高质量。

1 建筑工程深基坑土方施工的特点

在建筑工程深基坑土方开挖施工过程中，往往涉及诸多临时支护结构的应用，在实际施工过程面临较多的风险威胁，施工的安全系数较低。深基坑施工具备较为明显的区域性，不同的基坑下地质、水文环境等因素也有着较大差异，这也就决定了深基坑土方开挖施工技术应用与支护结构的差异性。在进行深基坑土方开挖过程中需要确保施工设计的较高科学性、合理性，选择最为合适的土方开挖施工工艺，来提高深基坑结构的安全性、稳定性。在进行深基坑土方开挖过程中，设备使用、土体结构变化等都会对周边环境形成一定干扰。尤其是会对周边地貌、地下水文环境等产生干扰与损害，基坑周边土壤下沉、边坡塌陷等都会对周边的构筑物产生不良影响。在深基坑土方开挖过程中需要结合对深基坑支护施工技术的合理运用，充分利用地底空间实施高质量的地基基础施工，获得较高的建筑整体施工效率。因此，在建筑工程深基坑土方开挖过程中，需要结合对各种影响因素的综合考虑，发挥深基坑支护方法的应用效果。首先，在进行深基坑几乎施工过程中，必须确保深基坑及其支护结构的稳定性。然后对土方开挖的施工地点进行正确选择，尽可能地避免地质调查以及周边的环境会对深基坑土方开挖施工造成不良影响[1]。

2 建筑工程深基坑土方开挖施工的前期准备

在进行深基坑土方开挖施工之前，需要做好充分的施工地点考察，全面掌握和熟悉周边的施工环境、条件，然后严格按照施工图纸，结合“先撑后挖”的方法进行施工。建筑工程的深基坑土方挖掘施工通常包含可障碍破除、土方开挖、土方运输、施工马路口设计、人工路基修建等内容。在进行深基坑的土方开挖过程中，还需要做好对临近坑壁道路侧边的支护保护措施，确保整个工程施工的安全、稳定。在完成土方的开挖之后，需要及时做好基坑的修坡与网喷支护施工措施。建筑企业在进行深基坑土方开挖施工过程中，需要重视做好对施工方法的合理优化，做好充分的施工前技术交底与技术培训，加强对相关施工标准的认真学习，确保各个施工人员对于施工质量的标准要求了然于胸。然后需要做好对项目施工的预算编制，以此为基础进行工程物料的供应分析，制定明确的施工进度规划，对施工材料、机械设备等进行合理安排，尤其是重视对运输道路的合理规划，确保施工材料能够顺利运输至施工现场的同时确保开挖出来的土方也能够顺利运离施工现场到指定位置堆放。除此之外，还需做好施工现场的水电安排，确保供电、供水的安全、顺利，尤其是在供水排水方面需要结合施工人员的生活、施工需要，做好沉淀池、水管等的现场布置工作，设置移动厕所等必要的临时设备，做好明显的标志指示，尤其是对配电箱等设备做好围栏、护栏等相应的安全防护措施。

3 建筑工程深基坑土方开挖施工的具体方法

在深基坑土方开挖前施工前，必须编制土方开挖工程专项施工方案，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范畴的必须组织专家论证并严格按论证通过的方案进行施工。在进行土方开挖前，需对支护结构、地下水位以及周围环境进行充分监测和保护。土方开挖的顺序和方法必须与设计情况一致，并严格遵循“先撑后挖，开槽支撑，分层开挖，严禁超挖”的原则，以避免土体回弹变形过大等问题。为减少土体有效应力的变化，降低土体暴露时间，并防止地基土受浸水影响，从而减少基坑回弹变形，必须采取措施[2]。

因此，在实际施工中，需要保持井点降水的正常运行，并在达到设计标高后尽早施工垫层和底板，同时进行基础结构下部土层的加固，以防止边坡失稳、桩的位移和倾斜等问题的出现。综上所述，通过严密监测、合理施工措施以及及时保护，可以有效降低基坑开挖过程和开挖后可能出现的风险，确保施工的安全和稳定。

打桩完毕后才能进行基坑开挖，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜，确保较好的土方开挖效果。在完成深基坑桩基础施工之后需停留一定时间，抽出过多的地下水，降低孔隙水压力，使得被扰动的土体重新固结，之后再开挖基坑土方。而且土方的开挖宜采用均匀、分层的开挖方式，尽可能地降低开挖时的土层压力差，以保证桩位正确和边坡稳定。值得注意的是，土方开挖会对深基坑的支护结构产生一定影响，对此需尽可能地确保支护结构受力均匀，有效控制支护结构的变形量。对此，需要采用分层、分段、均衡、对称的方式进行深基坑的土方开挖。

深基坑土方开挖是建筑工程中常见的一项重要施工工序，它涉及到在有限的空间内对大量土壤和岩石进行开挖和清理，以便为地下结构(如地下停车场、地下商场、地下基础等)创造必要的空间。为确保工程的安全、高效和顺利进行，需要合理选择和实施施工方法。深基坑的土方开挖可以通过多种方式进行，包括传统的人工开挖、机械开挖、爆破开挖等。传统的人工开挖通常适用于较小规模的基坑，但在大型工程中效率较低。机械开挖则采用挖掘机、挖掘装载机等工程机械，能够提高开挖效率。爆破开挖适用于较硬的岩石，但需要精确的爆破设计，以避免对周围环境和结构造成损害。此外，在土方开挖过程中，需要采取适当的支护措施，以防止坑壁塌方、地面下沉等安全问题。常见的支护结构包括钢支撑、混凝土桩、挡土墙等。支撑结构的选择取决于土壤性质、开挖深度和周围环境等因素。通常情况下，基坑的上部先开挖，逐步向下逐层开挖，以减少坑壁失稳和变形的风险。需要注意是在土方开挖过程中，应该进行持续的监测和控制，以及时发现和处理可能出现的问题。包括地面沉降、坑壁位移、地下水位变化等参数的监测，可以帮助工程团队及时采取措施避免安全隐患。

4 建筑工程深基坑土方开挖施工相关技术应用

4.1 放坡开挖技术

放坡挖掘技术是建筑工程深基坑土方开挖过程中较为常用的技术之一，借助对机械设备的使用合理调节基坑开挖的深度，将基坑深度控制在合理范围内，满足建筑工程的施工要求。若是施工区域的地基属于软土性质，或者是施工地基的地下水位偏高，此时可采用运输车、反铲挖掘机进行开挖施工。放坡开挖施工技术的应用，需要确保基坑结构的较好稳定性。若是基坑深度超过5m，在岩体的位移作用下会产生大量夹层，此时若是基坑受力过大极易出现基坑坍塌问题。因此，在进行放坡开挖过程中需要做好充分的风险防控措施，对施工过程中潜在的风险因素进行有效排查，确保深基坑土方开挖施工的顺利进行[3]。

4.2 深基坑支护技术

4.2.1 地下墙连续支撑

在进行深基坑土方开挖过程中，做好相应的支护措施确保基坑结构稳定十分重要。地下墙连续支护则是较为常用的基坑支撑技术之一。地下墙连续支撑支护需要借助特殊的道堑机，沿着基坑的周边周线，以水泥臂挖沟的方式进行施工。在完成挖沟施工之后，需进行混凝土浇筑施工，以连续不断的混凝土槽段在基坑周边建立起钢筋混凝土墙。在实际施工过程中，需重视做好以下两个施工要点的控制：1)混凝土墙面施工需要选择合适的混凝土，确保混凝土的材料配比能够满足地下墙施工要求，同时需要确保混凝土浇筑施工的连续性，有效控制施工成本；2)钢筋的使用应严格按照相关规范要求与施工设计选择合适的钢筋规格、数量，并做好钢筋箍筋质量把控，避免出现浇筑变形情况。地下墙连续支撑施工技术的应用，对于施工人员的专业素质有着较高要求，不但需要做好对混凝土施工量的全面掌握，同时还需要做好整体施工的把控。尤其是在边坡修正控制方面的难度较高。在实际施工过程中，深基坑支护开凿难度较大，涉及诸多建筑材料、设备的使用，尤其是需要对支护手法的使用进行明确、规范，才能确保较好的支护施工质量。

4.2.2 深层搅拌桩施工

深层搅拌桩施工技术的应用主要是借助固化剂的作用来提高深基坑支护的力学特性。在深层搅拌器的作用下，使水泥浆液和软黏土搅拌混合在一起，实现对地基的强化，进而实现支护结构的稳定。深层搅拌桩施工技术的应不会对深基坑整体施工基础造成较大的压力、振动等影响，在保护周边构筑物方面有着十分明显的应用优势。同时，这种支护施工是基于原有基础土壤进行加固施工，有效降低的资源的浪费，对于环境的危害也较小。在进行桩基的深挖过程中，不会产生较大噪声，并且具备较好的施工灵活性，能够结合施工实际与施工设计需要，选择合适的加固材料与合理的材料配比。较之混凝土桩支护施工，深层搅拌桩施工成本相对要小，应用的范围也较为广泛，在建筑工程深基坑土方开挖支护方面有着较为显著的应用效果。尤其是对于软土地基的处理的效果更为明显。但是在实际应用过程中，需要重视加强对喷浆堵塞、喷浆量不足等问题及其成因的深入分析，充分做好混凝土搅拌前的品质检验，并在完成灌浆之后及时对水管进行反复的喷水清洗，确保泥浆能够顺畅地与基础混合。

4.2.3 土钉支护技术

土钉支护技术是一种在土体中预埋锚杆或钢索，并与土体协同工作，以增加土体的抗拉强度，从而实现坡体稳定、基坑支护的一种工程技术。这种技术在处理土质较松、易坍塌或存在较大倾斜的地方特别有用，能够有效地防止土体滑坡、坡体塌方以及基坑坍塌等问题，保障工程安全和周边环境。首先，在土体中预埋一定长度和直径的锚杆或钢索，通常是通过钻孔等方式将锚杆或钢索固定在一定深度的土层内。这些锚杆或钢索在土体内部充当了一个固定点，能够在土体产生拉力时提供稳定的抗拉支撑。其次，锚杆或钢索与土体协同工作，形成一种“组合体”，当土体发生拉力时，锚杆或钢索将这部分拉力分担，从而有效地增加了土体的整体抗拉强度。这种协同作用使得土体在受到外部力作用时更加稳定。

5 优化建筑工程深基坑土方开挖施工的相关措施

5.1 优化施工方案编制

在建筑工程深基坑土方施工过程中，必须做好全面的施工组织计划，针对各个环节施工制定合理的施工方案，才能在深基坑结构实际施工过程中实现较好的质量控制。在进行施工方案设计时，需要做好施工现场的全面勘查，结合施工区域自然环境、施工地质、天气变化，尤其是地下水、土层性质等因素的综合考虑，确保施工方案制定的较高全面性、合理性。合理的施工方案能够对具体施工进行有效指导，而施工方案编制的合理性也会对深基坑土方开挖施工质量产生直接影响。对此，在进行施工方案编制过程中，要求设计人员对施工基础环境、地质、气候，以及工程整体客观条件等进行综合考虑，对各个环节的施工工艺、技术的应用、施工放散，交叉施工等的具体安排等进行清晰明确，确保施工的顺利进行。以及需要结合施工需要对施工机械、设备等进行合理选择，为施工的顺利进行提供保障。同时，还需结合对具体施工变化情况，如地下水位变化、基坑土层变化等的分析，对施工方案进行及时调整，确保施工方案能够发挥应有的、正确的施工指导作用。对于建筑工程深基坑土方开挖施工而言，唯有实现对施工方案的合理编制，充分发挥施工方案科学的施工指导作用，才能确保较好的施工质量[4]。

5.2 全面做好现场施工质量控制

在建筑工程深基坑土方开挖施工过程中，做好现场施工的质量控制必不可少。在现场施工过程中，采用科学的检测手段对土方开挖施工存在的质量问题进行及时分析与分析，进而能够及时采取有效的应对措施，尽可能地将质量隐患扼杀在萌芽状态，更好地保障建筑工程整体施工质量，避免遭受较大的施工经济损失。这就要求相关基坑土方开挖施工人员以及现场施工质量检测人员必须严格按照质量检测工作要求，实施全面有效的施工环节、施工材料等的质量检验，尤其是重视做好施工工序交接的关键节点，如土方开挖、堆放、转运等方面的工序交接控制，避免出现基坑塌陷等问题，确保各个环节的施工工序、流程等充分满足施工规范要求。在进行现场施工质量控制过程中，采用动态化管理的方式进行全过程的施工质量控制，及时发现施工过程中的质量隐患，同时做好施工现场围护、防坠落事故等相应的预防措施。严格实施标准化施工，规范施工环节管理，将安全与质量为先的原则贯彻到整个施工过程当中，采用自主检查与互相检查，以及发挥施工监理的重要作用，确保建筑工程深基坑土方开挖施工的较高效率。

5.3 提高质量意识，完善质控制度

对于深基坑土方开挖施工而言，唯有确保全面提升现场管理人员、施工人员的质量管理意识、安全防控意识，方可在根本上确保深基坑土方开挖施工质量。施工管理人员的主观意识会在较大程度上影响土方开挖施工质效。因此，需要全面提高施工质量管理意识的同时将意识责任落实到具体人员与施工环节，如针对施工现场的车辆管理、施工机械设备管理等构建形成完善的质量管理与控制体系。尤其是需要确保施工质量管理制度的全面性，为实施全过程的施工质量管理与控制提供制度保障。同时需要加强对施工质量管理责任的具体细化，配合明确的奖惩机制，促进施工质量管理与控制制度措施的有效落实。对此，需要从工程整体进行目标的准确定位，细化各个施工环节、步骤的管理责任，尤其是在边坡支护、分层开挖等施工技术的应用过程中，需确保施工与管理人员责任意识得到较好贯彻落实，同时获得较好的施工协调性。唯有建立完善的质量管理控制体系，才能确保深基坑土方开挖施工的较高质量。除此之外，还需针对施工现场可能出现的施工安全问题、施工质量问题，如边坡坍塌、地下水渗漏等制定有效的应急预案，确保土方开挖施工的顺利进行[5]。

5.4 加强施工人员专业水平把控

加强对参与建筑工程深基坑土方开挖施工各方人员的严格筛选，尽可能地选择具备较高专业施工水平与施工经验的施工与现场管理经验的人员，尤其是对于关键施工环节必须要求相应的施工、管理人员持证上岗，确保土方开挖等相关施工充分满足设计与相关标准要求。同时相关施工单位需要加强对人员的教育培训力度，尤其需要重视做好岗前安全教育培训，确保相关人员在贯彻落实安全第一原则的同时全面提高质量管理意识，针对施工要点与难点做好充分的技术交底。施工监理单位需充分发挥其监理作用，与施工单位配合实施内外监督，加强对各个施工环境的质量监督管理，尽可能滴消除影响深基坑土方开挖施工质量的不良因素，实施全面的质量把控[6]。

6 建筑工程深基坑土方开挖施工的安全管理与环境影响

建筑工程深基坑土方开挖施工的安全管理与环境影响是一个关键领域，涉及多方面的重要措施和考量。

6.1 安全管理是深基坑施工中的首要任务

这包括定期的安全培训、施工现场的安全检查、以及紧急情况的应对计划。安全培训应涵盖所有相关人员，包括施工工人、监工和项目管理人员，确保他们了解潜在的风险和如何预防事故。此外，施工现场的安全检查需要定期进行，以识别并解决可能的风险点，如不稳定的土壤结构、基坑支护系统的弱点等。在紧急情况的应对计划中，应明确指出如何快速有效地应对各种可能的紧急情况，如基坑坍塌、水害或其他自然灾害。

6.2 环境影响也是深基坑施工需要考虑的重要因素

施工活动可能对周围环境造成影响，包括噪音污染、空气质量下降和地下水位的变化。因此，采取适当措施来减少这些影响至关重要。例如，可以使用噪音隔离屏障来减少施工噪音对周围社区的影响。同时，为了减少扬尘和空气污染，可以定期对施工现场进行洒水。此外，对于可能影响地下水位的施工活动，需要采用适当的水文地质调查和地下水控制措施，以防止对周边环境和建筑物造成负面影响。

6.3 深基坑施工还需关注对周边建筑物和基础设施的影响

施工振动和土壤移动可能对附近的建筑物造成损害。因此，施工前进行详细的地质勘察和建筑物稳定性评估是必不可少的。在施工过程中，应持续监测周边建筑物和地面的位移情况，确保不会超过安全极限。除此之外，深基坑施工还需要考虑到对公共设施的影响，如道路、供水和电力系统。施工计划中应包括对这些设施的保护措施，以防止施工活动导致的中断或损坏。最后，建筑工程深基坑土方开挖施工的环境保护措施也不容忽视。