论文部分内容阅读
摘要：基坑工程施工程序之一就是基坑挖土，它决定着整个基坑工程的质量。特别是大型基坑的土方挖掘工作，需要考虑多方面的因素。譬如土方开挖处的施工环境、其周边土质和地形情况、施工期间所在地的气候等，这些因素都是在基坑土方开挖之前就需要进行全面检测并分析研究的数据。基于此，本文首先对大型基坑土方开挖技术进行了总结归纳，并简要分析了这些技术的具体适用范围，研究相关技术施工原理及重难点。
关键词：大型基坑；土方开挖；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A
1、概述
基坑工程施工程序之一就是基坑挖土，它决定着整个基坑工程的质量。基坑施工工期与挖土速度在数学计算上呈反比例关系，也就是说如果需要挖掘的土方量较大，那么该基坑的施工工期主要取决于施工过程中的挖土速度，随着施工技术的不断改进，现在基坑挖土速度有了非常明显的提高。在基坑挖土阶段还有一项工作内容很重要，即工程支撑系统的构建，这一阶段是关系到支撑系统强度以及工程变形控制水平，需要利用专业的技术对这些参数进行准确检测，并要对工程实际降水标准进行科学测定。基坑土方开挖方案的制定需要考虑的因素非常之多，譬如土地的地质情况、所在地的气候环境以及周边的施工环境等等，这些均是影响土地开挖进程的关键。
2、大型基坑土方开挖的难点分析
（1）明确各单位工程的合理技术标准
依据相关工程施工理论以及方法研究，制定相应的施工规范及规程是基坑施工开始之前所必须要做的关键工作。规范的主要内容应该包括施工的具体细则，关键工序基坑稳定性研究，支撑系统结构强度测定，基坑周边地层的移动情况以及基坑周边施工环境等等。这些内容均需要进行严格的计算，已制定符合标准的施工设计。
提出安全而合理的施工程序及施工参数
首先，分层开发方式主要适用于设计有支撑的基坑，这类基坑在结构上对分层数有着严格的要求，需要进行科学准确的测定。一般情况下，基坑分层数在数值上就等于“基坑支撑道数+1”，整个施工过程中，每开挖一层，就需要相应的设置一道支撑系统或者一道锚杆，以保证工程能够顺利安全的进行。如果施工方案中设计是采用土钉墙或者喷锚网来进行的，那么应该保证在每开挖一层土后，就应该相应的做好一层支撑系统，也就是说边挖边做好支撑。
其次，如果施工的基坑是有内支撑的，那么每一层土的开挖，均需要在同样位置、同样深度，对称开挖。之所以要执行这种规定，是为了防止因为开挖导致基坑支撑结构出现承重偏载的情况。
第三，严格控制支撑系统、围檩或拉锚的施工标准，保证这些关键部件的质量；对于基坑周边的环境要有明确的相关规定，如场地内堆放的材料、设备在施工场地内的数量等等，严格控制基坑周边的载重量；科学设计排水、堵水以及降水工程，严格控制基坑周边墙体的水土流失，以免基坑稳定性降低；全面研究地基加固的方式，确定地基加固的范文以及质量标准，合理选择满足施工要求的开挖设备等等，通过实时的监测来保证施工的顺利进行，控制施工事故的发生。
大型基坑开挖方法及适用范围
（1）直接分层开挖
施工要求：直接分层开挖方式是目前最简单的基坑挖掘方法，其包含了两种挖掘方式：放坡开挖、无內撑挖掘。如果挖掘的土方是软地基，那么就不能挖掘过深，通常情况下挖掘深度在6--7m范围内。其中，放坡开挖方式施工起来相对更简单一些，而且这种方式开挖能够在较短的时间内完成较大的工作量，放坡开挖可以满足分层开挖的条件，同时也可以执行一次性挖掘工作；无内撑挖掘方式在实际的基坑挖掘工作中，需要较大面积的主体结构作业空间，同样也能够在技术层面上进行工期的缩短。
适用范围：基坑四周空旷、有足够的放坡场地，周围没有建筑设施或地下管线的情况，最简单的开挖方式。
（2）盆式开挖方法
施工要求：所谓盆式开挖，就是先将基坑中间位置的土进行挖出，再以此为基础，挖除基坑四周的土方，形成一个盆式基坑。整个施工过程第一步需要完成的就是中间部分土方的挖掘，而周边土方需要按照1:1--1:1.25的比例来进行放坡设置，以形成一个对四周围护结构的被动土反压力区，这样就可以在一定程度上增强围护的机构稳定性；第二步开始对中间部分砼垫层、基础或地下室结构进行施工，完成后再依靠水平支撑或者斜撑来将四周围护结构进行全面处理，每挖一层土就要相应的进行一次水平横顶撑设计，直到坑底，最后还要对该部分结构进行浇筑
适用范围：盆式开挖方法主要适用于盆式部位土方开挖方便，基坑面积大，且整个基坑工程所需要建设的支撑系统较小，无法进行放坡施工，工程的施工成本较低的基坑工程中。此外，如果地下室底板设计有后浇带或可以预留了施工缝的大面积基坑开挖，就可以优先考虑使用盆式开挖方法。
（3）中心岛开挖方法
施工要求：所谓中心岛式挖土，就是说先将基坑中心土体进行保留，从挡墙四周内开始对土方进行挖掘。如果施工基坑的面积较大，而且地下室底板设计有后浇带或者说能够预留施工缝时，我们就可以选择中心岛式开挖方法。在实际施工过程中，首先要挖掘的是这部分土方的周边部分，而基坑中央的土方是暂时保留。之所以这样设计，是因为这部分土方可以起到反压的作用，保证基坑底部的土能够隆起，有利于支撑系统的设计，保证其能够具有较强的稳定性。此外，还可以在留土区以及挡土墙之间设计支撑系统。
适用范围：宜用于大型基坑，支护结构的支撑型式为角撑、环梁式或边桁架式，中间具有较大空间的情况。
（4）逆筑法开挖或半逆筑法开挖
施工要求：通常情况下，高层建筑的基坑比较大且深，所以相应的围护结构内支撑系统或者锚杆系统的工程施工量较大，整个工程的工期較长。假设基坑中还是用了内支撑体系，那么随着地下室结构由下而上进程，不再需要进行内支撑系统的建设，将会给整个工程带来较繁重的拆除工作，如果使用的钢筋混凝土作为内支撑系统，还需要进行爆破拆除。所谓逆筑法就是将地下室的梁、板、柱结构当做内支撑系统的支撑围护结构。
适用范围：主要适用于市区等施工场地紧张，周边环境要求高的深基坑，其可以地上地下同时施工，减少造假，同时不影响上行交通。
（5）沉井开挖
施工要求：所谓沉井开挖，就是对不稳定的含水地层进行竖井开挖时，预先设计制作一段井筒，并在该井筒的下端安装刃脚，利用井筒的自重或者外界施加一定的压力是该井筒下沉，并将井筒内的岩石挖掘出来的施工方法，我们还可以将这种方法称之为沉箱凿井法。整个施工过程是挖掘与自然下沉同时进行的，直到挖掘至不稳定地层。
适用范围：就目前基坑工程施工来看，沉井开挖方法主要应用于桥梁、烟囱、水塔的基础以及水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的施工中。用于软土地基的基坑，对于环境保护较好，一定条件下可以减少工期，降低成本。
4、总结
对于选择合适的土方开挖施工技术应该按照以下三点来确定：首先基坑开挖应根据基坑工程设计文件要求；其次，选择一个合理的基坑开挖方案；第三，基坑的挖掘工作一定要严格执行已经审批过的方案，切不可在未经审批的条件下擅自进行修改。此外，一旦基坑开挖，还有很多需要着重注意的关键施工点：土方分层开挖数、每一层分段挖掘的数量、分段挖掘的工期限制、基坑支护系统构建是否与工况保持时间及位置上的一致等等，整个施工过程一定要严格遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。另外，在开挖过程中，及时监测，及时反馈，做到信息化施工。用监测数据来指导指导进度。
参考文献
[1] 成强. 深基坑土方开挖施工与安全措施实施探讨[J]. 工程与建设,2013,03:396-398.
[2] 蔡鹭锋. 深基坑土方开挖施工技术[J]. 科技致富向导,2011,30:405-406.
关键词：大型基坑；土方开挖；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A
1、概述
基坑工程施工程序之一就是基坑挖土，它决定着整个基坑工程的质量。基坑施工工期与挖土速度在数学计算上呈反比例关系，也就是说如果需要挖掘的土方量较大，那么该基坑的施工工期主要取决于施工过程中的挖土速度，随着施工技术的不断改进，现在基坑挖土速度有了非常明显的提高。在基坑挖土阶段还有一项工作内容很重要，即工程支撑系统的构建，这一阶段是关系到支撑系统强度以及工程变形控制水平，需要利用专业的技术对这些参数进行准确检测，并要对工程实际降水标准进行科学测定。基坑土方开挖方案的制定需要考虑的因素非常之多，譬如土地的地质情况、所在地的气候环境以及周边的施工环境等等，这些均是影响土地开挖进程的关键。
2、大型基坑土方开挖的难点分析
（1）明确各单位工程的合理技术标准
依据相关工程施工理论以及方法研究，制定相应的施工规范及规程是基坑施工开始之前所必须要做的关键工作。规范的主要内容应该包括施工的具体细则，关键工序基坑稳定性研究，支撑系统结构强度测定，基坑周边地层的移动情况以及基坑周边施工环境等等。这些内容均需要进行严格的计算，已制定符合标准的施工设计。
提出安全而合理的施工程序及施工参数
首先，分层开发方式主要适用于设计有支撑的基坑，这类基坑在结构上对分层数有着严格的要求，需要进行科学准确的测定。一般情况下，基坑分层数在数值上就等于“基坑支撑道数+1”，整个施工过程中，每开挖一层，就需要相应的设置一道支撑系统或者一道锚杆，以保证工程能够顺利安全的进行。如果施工方案中设计是采用土钉墙或者喷锚网来进行的，那么应该保证在每开挖一层土后，就应该相应的做好一层支撑系统，也就是说边挖边做好支撑。
其次，如果施工的基坑是有内支撑的，那么每一层土的开挖，均需要在同样位置、同样深度，对称开挖。之所以要执行这种规定，是为了防止因为开挖导致基坑支撑结构出现承重偏载的情况。
第三，严格控制支撑系统、围檩或拉锚的施工标准，保证这些关键部件的质量；对于基坑周边的环境要有明确的相关规定，如场地内堆放的材料、设备在施工场地内的数量等等，严格控制基坑周边的载重量；科学设计排水、堵水以及降水工程，严格控制基坑周边墙体的水土流失，以免基坑稳定性降低；全面研究地基加固的方式，确定地基加固的范文以及质量标准，合理选择满足施工要求的开挖设备等等，通过实时的监测来保证施工的顺利进行，控制施工事故的发生。
大型基坑开挖方法及适用范围
（1）直接分层开挖
施工要求：直接分层开挖方式是目前最简单的基坑挖掘方法，其包含了两种挖掘方式：放坡开挖、无內撑挖掘。如果挖掘的土方是软地基，那么就不能挖掘过深，通常情况下挖掘深度在6--7m范围内。其中，放坡开挖方式施工起来相对更简单一些，而且这种方式开挖能够在较短的时间内完成较大的工作量，放坡开挖可以满足分层开挖的条件，同时也可以执行一次性挖掘工作；无内撑挖掘方式在实际的基坑挖掘工作中，需要较大面积的主体结构作业空间，同样也能够在技术层面上进行工期的缩短。
适用范围：基坑四周空旷、有足够的放坡场地，周围没有建筑设施或地下管线的情况，最简单的开挖方式。
（2）盆式开挖方法
施工要求：所谓盆式开挖，就是先将基坑中间位置的土进行挖出，再以此为基础，挖除基坑四周的土方，形成一个盆式基坑。整个施工过程第一步需要完成的就是中间部分土方的挖掘，而周边土方需要按照1:1--1:1.25的比例来进行放坡设置，以形成一个对四周围护结构的被动土反压力区，这样就可以在一定程度上增强围护的机构稳定性；第二步开始对中间部分砼垫层、基础或地下室结构进行施工，完成后再依靠水平支撑或者斜撑来将四周围护结构进行全面处理，每挖一层土就要相应的进行一次水平横顶撑设计，直到坑底，最后还要对该部分结构进行浇筑
适用范围：盆式开挖方法主要适用于盆式部位土方开挖方便，基坑面积大，且整个基坑工程所需要建设的支撑系统较小，无法进行放坡施工，工程的施工成本较低的基坑工程中。此外，如果地下室底板设计有后浇带或可以预留了施工缝的大面积基坑开挖，就可以优先考虑使用盆式开挖方法。
（3）中心岛开挖方法
施工要求：所谓中心岛式挖土，就是说先将基坑中心土体进行保留，从挡墙四周内开始对土方进行挖掘。如果施工基坑的面积较大，而且地下室底板设计有后浇带或者说能够预留施工缝时，我们就可以选择中心岛式开挖方法。在实际施工过程中，首先要挖掘的是这部分土方的周边部分，而基坑中央的土方是暂时保留。之所以这样设计，是因为这部分土方可以起到反压的作用，保证基坑底部的土能够隆起，有利于支撑系统的设计，保证其能够具有较强的稳定性。此外，还可以在留土区以及挡土墙之间设计支撑系统。
适用范围：宜用于大型基坑，支护结构的支撑型式为角撑、环梁式或边桁架式，中间具有较大空间的情况。
（4）逆筑法开挖或半逆筑法开挖
施工要求：通常情况下，高层建筑的基坑比较大且深，所以相应的围护结构内支撑系统或者锚杆系统的工程施工量较大，整个工程的工期較长。假设基坑中还是用了内支撑体系，那么随着地下室结构由下而上进程，不再需要进行内支撑系统的建设，将会给整个工程带来较繁重的拆除工作，如果使用的钢筋混凝土作为内支撑系统，还需要进行爆破拆除。所谓逆筑法就是将地下室的梁、板、柱结构当做内支撑系统的支撑围护结构。
适用范围：主要适用于市区等施工场地紧张，周边环境要求高的深基坑，其可以地上地下同时施工，减少造假，同时不影响上行交通。
（5）沉井开挖
施工要求：所谓沉井开挖，就是对不稳定的含水地层进行竖井开挖时，预先设计制作一段井筒，并在该井筒的下端安装刃脚，利用井筒的自重或者外界施加一定的压力是该井筒下沉，并将井筒内的岩石挖掘出来的施工方法，我们还可以将这种方法称之为沉箱凿井法。整个施工过程是挖掘与自然下沉同时进行的，直到挖掘至不稳定地层。
适用范围：就目前基坑工程施工来看，沉井开挖方法主要应用于桥梁、烟囱、水塔的基础以及水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的施工中。用于软土地基的基坑，对于环境保护较好，一定条件下可以减少工期，降低成本。
4、总结
对于选择合适的土方开挖施工技术应该按照以下三点来确定：首先基坑开挖应根据基坑工程设计文件要求；其次，选择一个合理的基坑开挖方案；第三，基坑的挖掘工作一定要严格执行已经审批过的方案，切不可在未经审批的条件下擅自进行修改。此外，一旦基坑开挖，还有很多需要着重注意的关键施工点：土方分层开挖数、每一层分段挖掘的数量、分段挖掘的工期限制、基坑支护系统构建是否与工况保持时间及位置上的一致等等，整个施工过程一定要严格遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。另外，在开挖过程中，及时监测，及时反馈，做到信息化施工。用监测数据来指导指导进度。
参考文献
[1] 成强. 深基坑土方开挖施工与安全措施实施探讨[J]. 工程与建设,2013,03:396-398.
[2] 蔡鹭锋. 深基坑土方开挖施工技术[J]. 科技致富向导,2011,30:405-406.