探究土木工程中深基坑土方开挖施工技术

探究土木工程中深基坑土方开挖施工技术

【摘要】

建筑事业发展十分迅猛，加强深基坑土方开挖施工在土木工程中的应用的研究是十分必要的。文章就深基坑土方开挖施工技术进行分析，以及存在的问题，探讨其施工方法。

【关键词】土木工程；深基坑；土方开挖；施工技术 【引言】

目前随着我国经济的快速发展以及城市化的进行，对于深基坑的支护施工的研究成为一个备受关注的项目。现在因为在设计中以及施工中存在的很多问题，或者是因为自然灾害现象原因等，在工程中经常出现基坑的坍塌现象以及建筑物的开裂等事故，这就会对工程的施工进度以及成本等造成不良影响，严重的话还会影响到居民的人身安全。

工程实例：

某工程配有2层地下室，地面部分9层建筑，采用以钢筋混凝土框架结构为主体结构，基础为高强度预应力管桩，作为地下室开挖深度为8.4~ 10.4m。

1、深基坑土方开挖施工技术概述

1.1、工艺特点

(1)程序清晰易懂，操作者和管理者容易掌握。

(2)结构可靠度高，抗震性能好，变形易控制。

(3)与后续工序的相互影响较小，施工进度快，节约施工场地。

1.2、适用范围

本工艺适用于除大开挖外的无承压水、深度>10m的各种土质的支护工程。

1.3、工艺流程

基坑放线→人工成孔→孔桩钢筋笼制作→钢筋笼、成孔验收→钢筋笼吊装、砼灌注→桩顶圈梁施工→桩芯砼达到强度的75%土方分层开挖→锚索基本试验→锚索制作、锚杆成孔→腰梁施工→锚索张拉验收试验。

2、深基坑施工技术

2.1、施工顺序

在开展土木工程施工工作之前，应当对其施工现场环境条件有一定的了解，并进行准确的分析，以便进一步确定施工方案以及施工顺序。我国土木工程施工顺序往往是从施工坡顶排水沟开始的，然后依次是施工降水井、土方的开挖、土锚、混凝土的喷射、挖掘坑底、验收以及移交场地。

2.2、土方开挖原则与施工

一定要对现场施工环境进行考察，在进行土方挖掘施工前，并制定挖掘施工方案根据土木工程设计的图纸。同时，也要注意土方开挖的注意事项以及基本原则。最后综合分析多项数据因素，进行土方开挖，可以展开施工工作。本着“严禁超挖，先撑后挖”的原则初步将坑基计划分为四到五层，每层坑基的开挖深度设定为2m，然后进行挖掘施工。为了体现我国土木工程施工技术的现代化，在土方开挖施工工作进行时，以便确保开挖深度和广度调节控制的灵活性，可将检测器置于基坑。另外在土方开挖之前，为了挖掘机在土方挖掘中避免碰伤工程桩，必须熟悉了解有关应力管桩的设计，并且要标识好桩顶未送至设计标高的工程桩的桩位，在土方未开挖之。

2.2.1.选择开挖掘机械。挑选进口型履带式一立方米反铲挖掘机为第一层土方开挖时选的机械，而如遇到管桩较稀的状况在第二层土方的开挖中也必须要使用进口型履带式一立方米反铲挖掘机。

2.2.2.车辆行驶路线和开挖路线。坑基挖掘的主要方式是机械工具，辅助以坑底清理工作和人工进行边坡修理工作，弃土和运送自行安排汽车解决。使用一个区域一次挖掘的方式，从西向东，从南向北，设置两个作业面在每个挖掘区域区中，为了满足喷锚施工工作面的要求，之一为开挖基坑大面积土，其二为沿基坑围护四周开挖的6m宽边槽的挖掘作业面。必须要具备双车道作为坑基车道的方式，为防止在坡面填上碎碴发生陷车。要对坡道处管状进行提前截桩，为保护管桩。开挖基坑之前先放每层开挖的的坡底线以及基坑开挖边线，随基坑开挖的进程逐个放出挖土标高和每个承台挖土边线，在基坑开挖的过程中，以便于对人工清土和机械挖土及时控制。

2.2.3.土方开挖施工。基坑开挖层次标高。；第四层开挖至设计标高-7.50，开挖深度2m第五层开挖至设计标高-9.50，开挖深度2m；第三层开挖至设计标高-5.50，开挖深度2m；第二层开挖至设计标高-3.50，开挖深度2m；第一层开挖至设计标高至1.50，开挖深度在1.2~3.0m。

开挖顺序从东西两侧向集中中间推进，从南向北前进，反向逆行接力式循序渐进的机械运行路线进行开挖，开挖型式采用单沟侧面开挖、挖宽沟和沟端开挖相结合的形式，汽车进行单侧向装土。

拟采用斜坡道直接下坑底的平面于汽车场内层次间上、下交通运行，坡道净

宽8m，i=1:6。

必须预先挖出一些临时集水坑在开挖过程中，通过水泵将坑内的水抽至地面上的集水坑，将基坑内的水导入集水坑中，再通过城市污水管排走。

3、深基坑支护施工中存在的问题分析

3.1、对于边坡的修理不符合要求

现在，在很多对深基坑的施工中经常会出现多挖或者少挖的事情，出现这种情况的原因就是很多负责施工管理的工作人员在管理方面缺乏知识或者经营，或者是因为负责操作机械的工作人员自身操作水平有限等原因。这样就会造成在机械进行开挖支护造成边坡表面的不平整以及其顺制度等不够规则，并且因为在修理过程中可能因为自然条件以及施工条件的等不一定可以进行深度的挖掘，所以会经常出现超挖以及欠挖现象等，这是目前在深基坑支护的施工中经常出现的一个严重的问题。

3.2、设计与施工中出现较大的差别

在对深基坑中需要支护的部分进行施工的时候，经常使用到的一种施工技术就是深层搅拌桩，但是其中很可能会出现水泥掺量不足而最终影响到水泥的强度，这就会导致水泥土出现裂缝。除此之外在具体的施工中还可能出现很多偷工减料的事情，比如说在对深基坑的挖土设计中，对于挖土程序来说是有一定的要求的，因为这样就可以更好的减少支护的变形现象，并且要对图纸进行交底，但是在实际工作中很多公司或者工作人员在这方面都是有所欠缺的，经常会因为不顾长远的利益而导致偷工减料现象的出现。对于深基坑的开挖来说，这是一个空间问题，传统的深基坑中对于支护结构的设计，主要是根据平面方式来进行处理的，这就没有按照空间问题的方式来进行处理。

3.3、在土层的开挖以及边坡的支护不配套

如果土方的开挖对于技术的要求比较低的话，那么其组织以及管理也都是比较容易的，但是因为现在很多档土技术的技术性要求都是非常高的，所以其施工的组织以及管理等也都是较为复杂的。于是，在施工过程中，很多大型的工程都必须要交给一些专业的施工队来完成，并且大多数都要签订双向平行的合同。在施工中出现的其他问题还有就是协调管理的问题，比如施工单位抢进度而造成质量低下或者是拖延工期等，还有就是施工的顺序较为混乱，尤其是在雨季进行施工，或者是没有给支护进行留出操作空间就无法进行正常的操作。很多地下施工项目都是属于土木工程的，但是很多施工队并没有对此进行施工的资格，其中在基坑的支护施工方面很多工程队也会出现转手现象。在现场的管理混乱以及没有做到现代化、信息化等现象也都会影响到施工质量。

4、深基坑工程施工技术和方法

4.1、逆作法施工技术。

逆作法施工技术可以极大地缩短基坑开挖后支护结构大面积暴露的时间，从而极大减小支护结构变形和其对邻近建筑的不利影响，有效改善支护结构受力性能，增强其刚度，并能有效节省锚杆的指出。种种优点，归根结底就是可以减轻工程总支出。这种施工方式在现今的土木工程中得到了极大地运用，很多车站、大楼都采用了这种方式。

4.2、信息化施工技术。

目前，信息化施工是深基坑工程中比较流行的技术之一，所谓信息化施工是指将设计与施工完美结合的方式，再说通俗一点就是在施工过程中夹杂着设计，两者几乎是同时进行的。运用信息化施工技术的重点是在施工过程中发现问题，根据问题修改设计。比如在施工过程中会发现有些情况与之前设想的不一样，或者出现了一些在施工前并没有想到的状况，这时就需要继续进行细致的调查和研究，制定出修改计划。只有这样。才能使深基坑施工技术工程得以完整地进行下去。

4.3、在施工过程中，需要不断收集变形和力的信息。

比如在安置桩锚支护体系时，要进行一系列的关于变形和力的信息收集工作。第一步是通过设置在桩身上的应变仪随时测量桩身的受力情况，第二步为通过设置在锚杆端部的测力计随时测量锚杆的锚固力大小，第三步则是通过及时测量地表有代表性的点的位移来监测地表的侧向位移和地表沉降等。通过这三部的工作就可以得出比较清晰的有关力和变形测量值，再根据这些拘束就可以了解护坡桩和锚杆的情况。在这一信息收集过程中，地表位移是非常重要的一项依据。

4.4、在施工过程中，需要考虑时空效应。

许多学者认为在进行深基坑施工时需要考虑时空效应。这也是上文提到的信息化施工技术的重要体现。深基坑技术的对象是土，而土体因其蠕变的性质而常常出现随时间变形的情况。土体的变形会导致施工速度的减慢，因此，如何控制土体变形成为一个棘手的问题，在长期实践中，施工技术人员发现了解决这一问题的办法——缩短基坑面的暴露时间。

4.5、在施工过程中，需要采取合理的内支撑体系。

土木工程中的深基坑施工技术需要内支撑体系起支撑作用。内支撑体系内容多种多样，包括水平桁架式、单跨压杆式、多跨压杆式、双向多跨压杆式、大直径环梁与辐射状支撑相结合、井字撑与斜角撑结合、竖向斜撑等各式各样的支撑方式。我们在使用内支撑体系时，需要根据深基坑的条件来选择合适的方式，因为实践证明在，在相同的条件下，当同一个基坑采取不同的支撑方式时，其基坑受力将会呈现极为不同的状况，只有采取合理的内支撑体系，才能保证基坑合理受力。否则，基坑受力不合理会对基坑的安全状况产生极大的影响。当我们采

取适合基坑条件的内支撑体系时，就可以较为科学安全地转移水土压力，从而达到使基坑更为稳定的目的。除此之外，采取合理的内支撑体系还可以极大地节约施工时的材料的使用数量，降低设计坑施工工程的总造价。

【结语】

总之，必须制定一套合理可行的护壁方案是深基坑支护设计方案成功实施的前提，而且方案必须充分结合现场实际情况。对地下水问题在施工过程中等问题要非常重视，运用多项专业的施工技术，从多方面对工程的质量进行严格的监管，确保了工程质量和安全。

【参考文献】

[1]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.

[2]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.