高层建筑施工 第3章 深基坑工程土方开挖

第3章深基坑工程土方开挖

深基坑土方开挖方案的选择是深基坑工程设计的一项重要内容。土方开挖方案的选择既要考虑施工区域的工程地质条件，还要考虑周围环境中的各项制约因素以及一个地区成熟的施工方法和施工经验，只有这样才能保证制定的施工方案切实可行。3.1深基坑工程土方开挖方案开挖机械应急措施施工监测计划降、排水措施施工现场平面布置开挖程序基坑土方开挖施工组织设计的内容基坑土方开挖施工要点：

(1)开挖机械的选择一般基坑开挖均优先采用机械开挖，常用的挖土机械有：推土机、铲运机、正铲挖土机以及反铲、拉铲、抓铲挖土机等。

(2)开挖程序的确定

基坑土方开挖按分层、分区、对称均衡开挖、先撑后挖的原则进行。挖土进度应根据预估位移速率及气候情况来确定。一般在坑底以上保留15～30cm土层由人工挖除。(3)施工现场平面布置

必须根据有限场地对装土、运土及材料进场的交通路线、施工机械放置、材料堆场、工地办公及食宿生活场所进行全面规划。

深基坑开挖工程的施工组织设计的内容(4)降、排水措施及冬季、雨季、汛期施工措施

当地下水位较高且土体的渗透系数较大时应进行井点降水。井点降水可采用轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点等。(5)合理的施工监测计划

要有合理全面的施工监测计划。(6)应急措施的拟定

为预防在基坑开挖过程中出现意外，应事先对工程进展情况进行预估，制定可行的应急措施，准备必要的设备和材料，做到防患于未然。基坑土方开挖施工应重视的几个问题

(1)制定好施工组织计划。(2)制定周密的监测计划，实行信息化施工。(3)重视其挤土效应对环境的影响。(4)重视围护结构的施工质量。(5)重视坑内外的排水措施。(6)基坑土方开挖时应保证钢筋混凝土或水泥土养护龄期。(7)尽量减少坑边的地面堆载。(8)严禁野蛮施工和超挖。(9)严格按施工组织规定的挖土程序、挖土速度进行挖土，并备好应急措施，做到防患于未然。(10)注意各部门的密切协作，保护好监测点、线和各种元器件。

深基坑工程无支护的开挖多为放坡开挖。在条件许可的情况下，放坡开挖一般较经济。此外，放坡开挖基坑内作业空间大，方便挖土机械作业，也为施工主体工程提供了充足的工作空间。由于简化了施工程序，放坡开挖一般会缩短施工工期。1.无支护结构的基坑开挖2.有支护结构的基坑开挖

深基坑在支护结构支护下的开挖方式多为垂直开挖，根据其确定的支撑方案，这种开挖方式又分为无内撑支护开挖和有内撑支护开挖两类；根据其开挖顺序，还可分为盆式开挖和岛式开挖、条状开挖及区域开挖等。优点：挡墙的无支撑暴露时间短。缺点：挖土及土方外运速度较岛式开挖慢。此法多用于较密支撑下的开挖。1)盆式开挖盆式开挖优点：可以利用中心岛搭设栈桥，以加快土方外运，提高挖土速度。缺点：由于先挖挡墙内四周的土方，挡墙的受荷时间长，在软黏土中时间效应显著，有可能增大支护结构的变形量。常用于无内撑围护开挖（如土层锚杆）或采用边桁架等大空间支撑系统的基坑开挖。2)岛式开挖岛式挖土示意图1)基坑开挖的时空效应3.土方开挖注意事项

基坑开挖过程中，当某一阶段因某种原因需要暂停一段时间时，基坑围护墙体的变形、基抗周边地层的位移和沉降并未停止，而是仍在发展，直到达到稳定或引起基坑因变形过大而破坏为止。这就是基坑开挖过程中的时间效应。

基坑围护墙体的变形、周边地层的移动还与分层、分块开挖的空间几何尺寸、围护墙无支撑暴露面积以及是否是均衡开挖有关，分层、分块的空间几何尺寸越大，围护墙体无支撑暴露面积越大，变形也越大；开挖顺序中的对称性越差，变形也越大。这就是基坑开挖过程中的空间效应。

时间效应和空间效应是密切相关的，深基坑开挖受到时间效应和空间效应的共同作用，在方案设计和施工中要同时考虑这两个方面的影响。比如，在方案设计中既要确定分层开挖、分块开挖的空间几何尺寸，又要确定每步每块的开挖时间和加支撑的时间。施工时要保证做到与设计工况相一致。

深基坑工程中考虑时空效应的基坑开挖施工参数（时间参数、空间参数）和施工顺序的确定应满足以下要求：(1)减少开挖过程中的土体扰动范围，采用分层分块开挖且空间几何尺寸能最大限度地限制围护墙体的变形和坑周土体的位移与沉降。(2)尽量缩短基坑开挖卸荷后无支撑暴露时间。(3)满足对称开挖、均衡开挖的原则，使基坑受力均衡。(4)可靠而合理地利用土体自身在开挖过程中控制位移的潜力，安全、经济地解决基坑工程中稳定与变形的问题。2)先撑后挖，严禁超挖

当基坑开挖至支撑设计标高处时，应开槽及时安装或制作支撑，待支撑满足设计要求后，才能继续挖土。超深挖土是基坑开挖中的大敌，其小则会造成不应有的损失，大则会造成重大事故，应在施工中杜绝发生。先撑后挖

施工中减少坑底隆起的有效措施是设法减少土体中有效应力的变化，提高土的抗剪强度和刚度。为此，在基坑开挖过程中和开挖后，应保证井点降水正常进行，减少坑底暴露时间，尽快浇筑垫层和底板，必要时，可对坑底土层进行加固。3）防止坑底隆起变形过大

为了防止边坡失稳，土方开挖应在降水达到要求后，采用分层开挖的方式施工，分层厚度应符合设计要求，一般不宜超过2.5m，当开挖深度超过4m时，宜设置多级平台开挖，平台宽度不宜小于1.5m，在坡顶和坑边不宜进行堆载，不可避免时，应在设计时予以考虑，边坡坡面应进行护面。4）防止边坡失稳

在群桩打设后，宜停留一段时间，并用降水设备预降水，待打桩积聚的应力有所释放、孔隙水压力有所降低，被扰动的土体重新固结后，再开挖基坑土方。挖土要分层、均衡，尽量减少开挖时的土压力差，以保证桩位正确。5）防止桩位移和倾斜

对周围环境的保护，应采取安全可靠、经济合理的技术方案。首先要考虑采取积极保护法，即在施工前通过对地质和环境的细致调查，提出