深基坑土方开挖技术

付显铭

摘要：基坑施工是建筑工程的关键组成部分，属于综合性较强的系统性工程。深基坑的土方开挖量巨大，且可能对周边构造物的稳定性造成影响，必须加以重视。本文借助浦东新区惠南民乐D10-01项目工程案例，提出深基坑工程无栈桥设计混凝土内支撑土方取土困难的新型土方开挖技术。

关键词：土方开挖、基坑支护

一、工程概况

上海市浦东新区民乐大型居住社区D10-01地块经济适用房项目，工程地址位于上海市浦东新区惠南镇，总建筑面积110958.17㎡，包含1#~8#楼21层住宅单体，及两层地下车库（局部一层），装配率41%。本工程深基坑面积为12700㎡，周边延长米为486m，基坑普遍挖深为7.35m~7.85m，支护形式采用“钻孔灌注桩+一道钢筋混凝土水平支撑”。

基坑周边环境较为复杂，基坑东侧临近南祝公路，基坑开挖边线与道路边线最近距离为11.3m，处于1~2倍开挖深度范围内；基坑南侧临近四灶港河，基坑开挖边线距河流的距离为25m；基坑西侧为规划河道，北侧为规划拱秀路均为施工。

图1.1项目工程效果图图1.2基坑周边环境图

本工程深基坑围护形式采用“钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕”形式，由于深基坑形状不规则，支撑体系采用对撑角撑边桁架形式布置。支撑采用混凝土水平支撑体系，竖向支承构件采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩形式，无栈桥设计，采用真空管井进行降水。基坑开挖范围内普遍为典型上海地区土层，土层力学性质差，压缩性高，基坑控制变形难度较大，开挖范围内均为第③层淤泥质土。由于基坑无栈桥设计且局部角撑、对撑影响，对基坑土方开挖造成了极大施工难度，严重影响机械取土效率、土方出土速率，造成机械使用率低，成本投入高等问题。

图2.3围护结构平面布置图图2.4支撑体系详图

二、深基坑开挖技术

1.对撑角撑支护体系深基坑工程土方开挖特点

（1）在该支撑体系下，基坑土方必须按时空效应原则进行先撑后挖，分层开挖。该支撑体系构件均位于基坑四角区域，因此适合采用中心岛式开挖方法，即先开挖基坑四周角撑区域土方开挖并形成支撑后，再进行对撑中心区域开挖。角撑区域开挖必须保持对角开挖，以保证基坑内卸土均匀、对称。

（2）本工程对撑角撑支护体系特有整体受力状态，支撑必须全部闭合后发挥拱的作用并充分受力，需待支撑全部浇筑完成并达到设计要求强度后方可进行土方开挖。故此支护体系土方开挖只能按部就班进行（与支撑拆除所面临情况相同，不能局部提前拆除施工）必须保证角撑区域土方先一步开挖，四边中部对撑位置土方必须暂时保留，在角部开挖完成后以最短时间完成中心区域土方开挖。

（3）角撑收底必须采用小挖机进行清槽，且取土点距离深基坑中心区域位置远，土方开挖周转十分困难，需要用挖机连续传递方能装车出土，导致出土时间长，效率低。

2.对撑角撑支护体系深基坑工程土方开挖形式

方案一：利用栈桥板及取土平台进行土方开挖

在两道对撑上设置栈桥板，挖机在基坑内进行挖土倒土，通过栈桥板内伸的取土平台进行装土出土。优点：由于场地狭小，栈桥设计加快了场地运输效率，且为后续施工提供了材料堆放场地，避免材料周转造成的无效工期延误及巨大的人工投入；缺点：本工程无栈桥板设计，自行深化设计造成成本投入高；

方案二：分区域坡道出土

根据基坑特性，将基坑分为三个独立区间，分区间设置坡道进行多点出土；优点：缩短取土距离，提高出土效率；缺点：机械、回填坡道材料投入量大；

2.施工重点分析

由于本方案旨在节约成本，加快土方出土效率，根据基坑特性，所以小组成员将施工中重难点意义列举，并进行分析，找到解决问题的有效途径。

重点1：斜坡道、取土平台规划

重点2：大面积开挖需每天加强对基坑监测，防止基坑变形过大

重点3：分区域土方开挖车辆配置及行驶路线规划

施工重点针对性措施

3.现场实施

（1）通过现场勘测，并结合施工图纸，遵循节约成本、易于施工的原则，经反复排列，确定最佳方案，进行斜坡道、取土平台位置及规模设定：坡度比1：8，回填建筑垃圾厚度50cm，设置两条斜坡道于基坑东北侧及西南侧形成贯通坡道，利用北侧浅坑区域致北侧形成环岛，，连接2#门，取土平台设置基坑中间，具体布置如下图所示。

图9.1土方开挖坡道示意图图9.2土方开挖航拍图

图9.3基坑监测数据图

（2）采用GPS进行定位，进行坡道回填，根据现场实际情况进行检查，修正坡道最佳位置；

（3）安排专人负责进行基坑位移监测，及时跟踪调整，避免大规模开挖造成基坑位移过大，造成安全质量隐患。

（4）施工流程：坡道回填（支撑养护）→角撑取土→大规模土方开挖→小挖机清槽→坡道收土→垫层浇筑

（5）施工要点：

角撑取土尽量取到底部，减少小挖机清槽工作量；

取土平台延伸坡道贯通至整个基坑，减少土方倒运过程，加快出土效率；

大规模开挖根据出土平台两侧均匀开挖，防止基坑形变过大；

安排专人进行车辆交通指挥，防止交通堵塞造成工效浪费；