王敏

【摘 要】基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。本文主要讨论了深基坑开挖的有关技术问题。

【关键词】深基坑；开挖；技术；探讨

【Abstract】The foundation pit engineering mainly includes the design and construction of the foundation pit support system and earth excavation. It is a comprehensive and systematic project. This paper mainly discusses the related technical issues of deep foundation pit excavation.

【Key words】Deep foundation pit；Excavation；Technology；Discussion

1. 前言

（1）深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三層以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构，在地下工程施工完成后就不再需要。

（2）深基坑开挖，应认真研究整个建筑工程地质和水文地质、气象资料、编制施工组织没计。基坑开挖工程施工组织设计内容包括：开挖机械的选定，开挖程序，机械和运输车辆行驶路线，地面和坑内排水措施，冬季、雨季、汛期施工措施等。基坑开挖前，必须对邻近建筑物、构筑物、地下管线进行调查，摸清其位置、埋设标高、基础及上部结构形式，并反映在基础开挖施工平面图上。

2. 深基坑开挖一般分为无支护放坡开挖和有支护开挖两种方式

2.1 无支护放坡开挖较经济，无支撑施工，施工主体工程作业空间宽余，工期短。适合于基坑四周无邻近建筑及设施，有空旷处可供放坡的场地。适用于硬塑、可塑粘土和良好的砂性土。对于软弱地基不宜挖深过大，要对地基进行加固。

放坡开挖应选择合理的坡度和恰当的排水措施，以保证开挖过程中边坡稳定性。开挖的斜面高度应考虑施工安全和便于作业。当达不到这两个要求时，可采用分段开按，分段之间应设置平台。为防止大面积边坡表面强度降低，有时需要对坡面采取保护措施，如砂浆抹面等。

2.2 有支护开挖，是在场地狭小，周围建筑物密集，地下埋设物多的情况下，先设置挡土支护结构，然后沿支护结构内侧垂直向下开挖，需要对支护结构采取支撑或锚拉措施的，则边支撑（锚系）边开按。

（1）不设置内支撑的支护开挖有挡墙支护、挡墙加士锚支护、重力式挡墙支护等由于不设内支撑，有较宽阔的工作面，土方开挖和主体工程施工不受干扰，在开按深度较浅、地质条件较好，周围环境保护要求较低的基坑，可考虑选用。

（2）设置内支撑的支护开挖，是用钢筋混凝土或装配式钢支撑，与支护结构组成支护体系，维护基坑稳定的一种开挖方式，适合于软弱地基。

（3）对于开挖面积较大，基坑支撑作业较复杂、困难，施工场地紧张的基坑，可将基坑中间先开挖，基坑支护结构内侧先留士堤，待部分主体工程施工后，将斜撑支在主体工程结构上，开挖靠近支护结构内侧士体，这是“中心岛”开挖法。

（4）对于深度很大的多层地下室基坑开挖，可先施工地下连续墙作为地下室的边墙或基坑的支护结构，同时在建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承柱，然后向下开挖至第一层地下室底面标高，并浇筑该层梁板楼面工程和该层内的柱子或墙板结构，则成为地下连续墙的支撑。然后逐层向下开挖并浇筑地下室；与此同时向上逐层进行地面以上各层结构的施工，直到工程结束。这种开挖施工方式被称之为“逆作法”。

2.3 合理的开挖程序及开挖施工参数是确保基坑稳定和控制基坑变形符合设计要求的关键，各种地层的基坑开挖施工均应满足以下基本要求：

（1）有支护基坑要分层开挖，层数为n+1，n为基坑内所设支撑的道数。每挖一层及时加好一道支撑或设好一道锚杆；

（2）对设内支撑的基坑，在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位置及深度上，要以保持对称为原则，防止基坑支护结构承受偏载；

（3）确定支撑及围檩或拉锚的质量要求，特别是加工及安装的允许偏心值，并在施工管理中，加强对支撑构件、拉锚构件的生产及安装质量的保证措施；

（4）规定施工场地、士方、材料、设备的堆放地及堆放量，限定基坑旁边的超载；

（5）确保排水、堵水及降水措施，严防支护墙体发生水土流失而导致基坑失稳；

（6）合理确定地基加固的范围及质量要求以及检验方法；

（7）配备满足出土数量和时间要求的开挖设备、运输车辆以及道路和堆场条件；

（8）提出监测设计，落实按监测信息指导施工和防止事故的条件。

3. 根据国内有流变性软土地区基坑开挖实践，人们认识到基坑开挖支撑施工过程中的每个分步开挖的空间几何尺寸和挡墙开挖部分的无支撑暴露时间 ，对基坑支护墙体和坑周地层位移有明显的相关性，这里违反基坑开挖中的时空效应的规律性。

3.1 选择基坑分层、分步、对称、平衡开挖和支撑的顺序，并确定各工序的时限是必要的。在施工组织设计中定出如下的施工参数：

Ni——开挖分层的层数；

ni——每层分部的数量；

Tci——分部开挖的时间限制；

Tsi——分部开挖后完成支撑的时间限制；

Pi——支撑预加轴力（采用钢支承时）；

B、h——贴靠档士墙的支承土堤每步开挖的宽度和高度；

Tr——每步开挖所暴露的部分墙体，在开挖卸荷后无支撑暴露时间。

3.2 关于开挖机具，有支护基坑的机械开挖常采用抓斗挖土机（图1），对于大型基坑也可采用正向铲、反向铲等，并辅以推土机等机械设备。

3.3 抓斗挖土机可用来挖砂士、粉质粘土或水下淤泥、开挖沉井中的水下土方最为合适。抓斗挖土机一般以吊机或双筒卷扬机操作，用吊機操作时，吊车应放在稳固基础上，对于刚度差的井壁周围可能沉陷，吊车至少离开井壁2～5m，而且井壁支护设计时应考虑该荷载的传递。用卷扬机操作时，常在坑顶装设临时吊架。

3.4 正向铲挖士（图2）具有强制性和较大的灵活性，可以直接开挖较坚硬的土和经爆破后的岩石、冻土等；可开挖大型基坑，还可以装卸颗料材料。正向铲开挖停机平面以上的土，在开挖基坑时要通过坡道或大型吊车将其吊入坑内开挖。

3.5 反向铲挖士机（图3）的强制力和灵活性不如正向铲，只能开挖砂土、粉质粘土、粉土等较松散土层，它是开挖停车平面以下的土。因此，它可以挖湿土，坑内仅设简易排水即可。坑壁支护结构计算时，应考虑反向铲挖土机的传力。

3.6 拉铲（索铲，见图4）的强制性较差，只能开挖砂土与粉质粘土等软土，坑内仅设简易排水即可开挖湿土，可用于大型基坑和沟渠的开挖。拉铲大多用作将土弃在土堆上，也可以卸到运输工具上。与反铲比较，它挖土和卸土半径较反铲大，但开挖基坑的精确性较差。

3.7 采用上述机械挖土时，基坑必须有满足机具工作的足够尺寸，且在设计标高以上和坑壁支护以内各留一层土体用人工或其他可靠的方法开挖清理，以防止破坏基底原土和损伤坑壁支护。

土方运输工具有自卸汽车、拖拉机拖车、窗窄轨铁路翻斗车，此外，还可用皮带运输机、索铲挖土机等调运土方。

参考文献

[1] 刘起霞. 基础工程[M]. 河南： 郑州大学出版社，2010.

[2] 陈礼仪，胥建华. 岩土工程施工技术[M].四川：四川大学出版社，2008.

[3] 土木工程学会土力学岩土工程分会. 深基坑支护技术指南[M]. 北京：建筑工业出版社，2012.

[文章编号]1619-2737（2018）06-18-905

[作者简介] 王 敏（1978.11-），女，工作单位：浙江中林勘察研究股份有限公司。