龐慧芳

山西晉建集團(tuán)五建有限公司 山西 晉中 030600

隨著國土規(guī)劃面積擴大，城市建筑面積也越發(fā)珍貴，用地壓力增加，為緩解此壓力，建筑行業(yè)逐漸朝向高層建筑和超高層建筑領(lǐng)域發(fā)展，可以大大減少建筑用地，減少投資建設(shè)壓力，具有重要的社會經(jīng)濟(jì)效益。盡管深基坑建筑屬于臨時建筑，但是其重要性不可忽視，為保證深基坑建筑安全穩(wěn)定性，隨著建筑高度的增加，深基坑支護(hù)要更加牢固。當(dāng)前，深基坑支護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為高層建設(shè)主要影響因素。為保證高層建筑質(zhì)量，需要注重深基坑施工質(zhì)量。

1 高層建筑深基坑工程施工特征

高層建筑深基坑施工比較復(fù)雜，需要科學(xué)設(shè)計具體施工，此類工程具有如下特征：高層建筑深基坑深度大，房屋建筑呈高層化，基坑開挖范圍大，支撐系統(tǒng)難度大，周邊交通密集，對周邊建筑威脅度高，支護(hù)類型多，工期長，鄰近場地工序相互制約，施工困難，風(fēng)險性高，區(qū)域性強，需要根據(jù)不同地質(zhì)情況進(jìn)行相應(yīng)施工[1]。

2 高層建筑深基坑土方開挖技術(shù)施工

2.1 工程概況

通過某高層建筑群體工程為具體案例分析深基坑土方開挖技術(shù)，該建筑單體層數(shù)為28層，共9棟，基坑規(guī)格為65*45m，要想順利開展基坑開挖作業(yè)，需要從北向南挖掘，進(jìn)行平行流水化作業(yè)，采用分層分段開挖方式，上層大面積開挖，使用挖掘機進(jìn)行挖掘建設(shè)，下層使用小型機械開挖，并使用鋼板避免下陷。此外，基坑周邊堆載每平方米不可超過15KN，并保障基坑排水通暢和內(nèi)部干燥。

基坑開挖前，勘察人員需要勘察建筑施工周邊地質(zhì)水文情況，調(diào)查分析建筑周邊交通設(shè)施和建筑情況，通過分析工程施工可以發(fā)現(xiàn)，本工程周邊地質(zhì)環(huán)境良好，地下水位相對穩(wěn)定，基本在18-23m間，而地下水基本來自于大氣降水和地表淺水，淺水隨著氣候變化而變化，根據(jù)調(diào)查，變化幅度大于為0.5-1.5m。地表水水層從地下土質(zhì)層構(gòu)成可以發(fā)現(xiàn)其多為粉性土質(zhì)層和黏土性土層，大部分均為沉積土質(zhì)[2]。此外，基坑紅線發(fā)現(xiàn)需保護(hù)構(gòu)造物，存在地下管線等保護(hù)物，同時鄰近地下室和道路間距最小為10m。

2.2 施工重難點

本工程施工重難點主要體現(xiàn)在工程量大、支護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、周邊環(huán)境復(fù)雜等方面，具體為：

一方面，開挖工程量較大，支護(hù)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。本工程施工時，基坑開挖工程量過大，土方運輸困難，基坑支護(hù)采用鋼支撐圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)，相對于其他支護(hù)結(jié)構(gòu)而言施工更加復(fù)雜，導(dǎo)致高層建筑施工難度增加[3]。因此，企業(yè)建設(shè)時需要合理優(yōu)化土方開挖，選擇正確的開挖技術(shù)。另一方面，本工程深基坑周邊環(huán)境比較復(fù)雜，基坑外紅線與道路最小距離為10m，土方開挖時容易影響周邊道路，出現(xiàn)沉降變形現(xiàn)象，對基坑開挖工作順利開展產(chǎn)生不利影響。此外，本工程施工波及范圍內(nèi)存在高壓電線于地下管線，因此土方開挖施工時為躲避高壓電線和地下管線需要可能會使土體位移，導(dǎo)致整體平衡被破壞，影響周邊地下管線以及高壓線路，若是處理不到位可能會出現(xiàn)意外事故。對此，土方開挖時必須要實時監(jiān)測基坑位移和支撐力情況，同時注意周邊構(gòu)筑物變形情況，保證構(gòu)筑物和道路在土方開挖施工時保持穩(wěn)定[4]。

2.3 施工流程

2.3.1 準(zhǔn)備工作

首先，準(zhǔn)備施工技術(shù)。完成開工報告后開展相應(yīng)準(zhǔn)備工作，例如審核圖紙、準(zhǔn)備材料、設(shè)備、人員等基本資料進(jìn)駐現(xiàn)場，并疏散設(shè)計好施工現(xiàn)場組織結(jié)構(gòu)等。本項目工程師、監(jiān)理人員、質(zhì)量人員、技術(shù)人員等工作人員需要在正式施工前仔細(xì)閱讀圖紙內(nèi)容，確認(rèn)施工現(xiàn)場，施工前準(zhǔn)備好圖集、規(guī)范和法規(guī)等資料，滿足施工要求[5]。接收建設(shè)單位的現(xiàn)場標(biāo)高控制樁以及軸線控制樁之后，需要準(zhǔn)備進(jìn)行工程測量工作。工程施工時，所用打井機械設(shè)備在開工前要落實好調(diào)試工作，確保設(shè)備始終處于正常運行狀態(tài)。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，配置高精確度測量設(shè)備，并成立專業(yè)測量小組，由專業(yè)測量人員攜帶設(shè)備工具負(fù)責(zé)放線標(biāo)高、沉降觀測等作業(yè)，其所應(yīng)用的設(shè)備必須要保證專人使用保管。根據(jù)圖紙設(shè)計具體內(nèi)容進(jìn)行施工培訓(xùn)，并制定完善的組織計劃和施工計劃。

其次，準(zhǔn)備施工設(shè)備。深基坑土方開挖時，需要認(rèn)真分析土方開挖各個環(huán)節(jié)，針對施工可能遇到的問題進(jìn)行深入探究，選擇可行性技術(shù)措施，提高施工質(zhì)量，確保施工效率，減少安全隱患，避免影響后續(xù)施工。對此，先要準(zhǔn)備好施工機械設(shè)備，投放開挖時所用機械設(shè)備具有自動化特征，需要充分發(fā)揮其價值防止傳統(tǒng)人力施工出現(xiàn)的問題，高層建筑土方開挖施工危險系數(shù)較高，施工流程復(fù)雜，因此實際施工時需要充分應(yīng)用機械設(shè)備，準(zhǔn)備時要保證所選機械設(shè)備符合施工現(xiàn)場要求，以保證工程項目質(zhì)量，合理控制施工成本[6]。

最后，準(zhǔn)備施工人員。各工種之間需要加強配合，協(xié)作作業(yè)開展施工管理，盡快使施工人員進(jìn)入實際施工工作中。通過考核進(jìn)場人員技能保證施工人員投入有效。

2.3.2 土方開挖

(1) 土方開挖重點在于基坑支護(hù)護(hù)坡與平臺開挖，按照自然放坡趨勢開挖護(hù)坡噴錨工作面，整體深度為2.3m，局部深度為3.6m，該階段進(jìn)行時，機械設(shè)備與樁體、承臺間距不可低于300mm，開挖可以從樁體300mm處采用倒退法進(jìn)行，并遵循分層開挖原則，但是淤泥層深度需要在1m范圍內(nèi)，非淤泥層深度則需要在2m范圍內(nèi)[7]。按照施工現(xiàn)場實際情況，土方開挖時需要在對深基坑及其臨時主道路兩邊做好安全防護(hù)工作，防護(hù)欄采用48*2.7mm規(guī)格鋼管制作而成，基坑邊設(shè)置了防護(hù)欄桿，與深基坑距離1.5m左右，立桿和邊坡間距不低于0.5m，深入地下為70cm。預(yù)留道路兩邊所設(shè)置的防護(hù)欄與邊坡間距不低于0.5m。防護(hù)欄包括兩道橫杠和一道立柱，上下防護(hù)面高度分別為1.2m和0.6m，立桿之間距離不低于2m，內(nèi)側(cè)掛滿安全網(wǎng)，并設(shè)置了安全標(biāo)示，夜間配置了警示燈。

(2) 鉆孔灌注樁和梁灌錨索施工完成后進(jìn)行土方開挖，采用分層開挖法挖至-7m左右，分層厚度為2m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)周邊采用人工開挖形式，其他區(qū)域則使用機械挖掘，依據(jù)自然放坡從第二階段開挖直至第一階段平臺，將第一階段所用設(shè)備轉(zhuǎn)移至土方放置部位。

基坑開挖之后，需要在周邊設(shè)置排水溝以及集水井，并預(yù)留一定坡度避免雨水進(jìn)入坑中，確保邊坡穩(wěn)定，避免塌方。開挖現(xiàn)場具有充足照明系統(tǒng)，現(xiàn)場電氣設(shè)備設(shè)置漏電保護(hù)配置，使用三相四線制。施工時，需要由專人監(jiān)測基坑，及時發(fā)現(xiàn)處理不良現(xiàn)象，避免出現(xiàn)坍塌事故。

本工程在進(jìn)行深基坑監(jiān)測時，主要監(jiān)測內(nèi)容包括：基坑土體是否有隆起、地表是否有裂縫等現(xiàn)象，并使用全站儀觀測基坑附近建筑物沉積和管線變形情況，收集安全信息。為了解基坑沉降變形程度，需要使用水準(zhǔn)儀沉降觀測。為了解邊坡土地深層水平移動情況，需要使用全站儀斜測深基坑邊坡土體。使用極坐標(biāo)法觀測計算邊坡頂端的水平水平位移情況。

(3) 該階段需要挖至設(shè)計深度，采用階梯式開挖方式放坡，每層開挖深度不可大于2m，基坑底部預(yù)留300mm深度，并由人工進(jìn)行清槽準(zhǔn)備，挖至坑底后達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，需要順時針進(jìn)行階梯式放坡，從起點開始向外收口，構(gòu)成10m寬調(diào)節(jié)的同時在其中填筑800mm厚度廢磚渣，便于土方外運[8]。人工清槽工作完成后，采用倒退法開挖并延伸到外運口，通過人工修正法由塔吊設(shè)備將土方外運。

(4) 局部坑中坑施工時，采取井點降水方式與土方開挖配合施工，具體操作為：按照場地水溫地質(zhì)情況設(shè)計管井，根據(jù)本工程情況設(shè)置10個管井，深度為16m，并配置抽水泵，必要時降低地下水位。井點降水需要持續(xù)24h操作，通過排水保證地下水低于挖面，并根據(jù)要求和開挖進(jìn)度對地下水下降情況和管井排水情況進(jìn)行實時監(jiān)測，定期清洗管井避免堵塞，影響排水。各管井周邊需要做好保護(hù)工作，優(yōu)化布置電纜線和排水管。土方開挖時，局部坑中坑和周邊挖面高度差遵循1:1放坡以及80mm鋼筋混凝土為噴錨支護(hù)，并使用挖掘機與人工開挖協(xié)作方案進(jìn)行坑內(nèi)土方開挖。

(5) 塔吊開挖。塔吊作為垂直運輸主要設(shè)備，土方開挖前需要安裝好塔吊，在此基礎(chǔ)上開展專項開挖操作。具體操作時，臨近地下室的塔吊進(jìn)行土方開挖時以1:1自然放坡為依據(jù)進(jìn)行分層開挖，并及時外運土方。

2.3.3 回填處理

基坑開挖工作可以為高層建筑施工奠定良好基礎(chǔ)，以保證后續(xù)施工能夠順利開展，以便更好服務(wù)人民群眾。因此，土方開挖完成后，需要注意后續(xù)回填處理，若是回填處理出現(xiàn)問題可能會使深基坑施工質(zhì)量受到影響，進(jìn)而對建筑工程整體建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生影響。對于地下室結(jié)構(gòu)和外墻保護(hù)施工，需要做好質(zhì)量檢測，保證質(zhì)量符合要求，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)開展相應(yīng)工作[9]。深基坑土方開挖作為高層建筑整體施工基礎(chǔ)，若是該過程準(zhǔn)備不充分，其會對土方回填施工產(chǎn)生影響，因此，施工前需要徹底清理坑內(nèi)雜物，避免存在積水或是出現(xiàn)分層問題，并在檢測合格后進(jìn)行相應(yīng)工作。

2.3.4 支護(hù)樁和疏干井

基坑開挖時，為避免破壞支護(hù)樁和疏干井，導(dǎo)致基坑穩(wěn)定性以及積水質(zhì)量受到影響，施工時需要做好現(xiàn)場保護(hù)工作。首先，開挖支護(hù)樁過程中，為避免機械設(shè)備擠壓支護(hù)樁導(dǎo)致樁體偏移，需要回填處理影響外運出口行車路線的支護(hù)樁，開挖至設(shè)計標(biāo)高后撤出機械設(shè)備，之后重新鉆孔。統(tǒng)一調(diào)配機械設(shè)備，開挖作業(yè)鄰近支護(hù)樁和疏干井時需專門人員指揮，避免超挖，甚至可以人工開挖支護(hù)樁周邊土方，之后由機械設(shè)備順著人工開挖深度實行后退式開挖。其次，對人工開挖區(qū)域需要科學(xué)劃分，使用機械設(shè)備開挖前可以預(yù)留大約300mm空間用于人工開挖，厚度控制在150-300mm即可滿足基坑開挖標(biāo)高，這種開挖方式可以降低機械開挖對支護(hù)樁的不良影響[10]。最后，順著支護(hù)樁周邊毛石混凝土墊層，清理干凈溝槽內(nèi)部，承臺部位采用機械設(shè)備開挖。此外，土方開挖施工完成后，要盡量避免過長時間暴露基坑，地下室施工之后需要順著地下室外墻以及維護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙實行分層回填操作，回填材料為密實度＞0.94黏性土，并與防水施工共同配合開展。

3 高層建筑深基坑土方開挖技術(shù)質(zhì)量控制

3.1 保證施工質(zhì)量

高層建筑深基坑土方開挖時，需要嚴(yán)格遵循施工設(shè)計方案開展相應(yīng)施工，明確基坑開挖關(guān)鍵部分，在分層分段開挖時采用不同方式確保開挖深度符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合工程實際施工情況規(guī)劃開挖區(qū)域，確保施工現(xiàn)場安全順利進(jìn)行。施工時，工作人員要根據(jù)基坑底部情況對坑底周邊土壁做好檢查，避免發(fā)生意外，并與施工企業(yè)就開挖順序達(dá)成一致，仔細(xì)研究行車路線進(jìn)出口，繪制科學(xué)的開挖流程和現(xiàn)場總平面圖，以保證基坑開挖目標(biāo)得到滿足，為基坑開挖施工順利開展奠定基礎(chǔ)。

3.2 注意挖土安全

深基坑土方開挖時，需要注意施工過程是否安全，并準(zhǔn)確預(yù)判可能發(fā)生的安全事故，做好預(yù)防和應(yīng)急處理工作，以保證土方開挖能夠順利開展，并保證施工人員人身安全，同時提高施工質(zhì)量。對此，首先施工企業(yè)需要注意勘測工作科學(xué)客觀，根據(jù)實際情況做好地質(zhì)水文情況分析工作，避免地下水、土質(zhì)復(fù)雜等條件影響土方開挖工作開展，這就需要勘察人員深入現(xiàn)場對工程地質(zhì)進(jìn)行深入勘察，形成科學(xué)完善的勘察報告，為土方開挖提供保障[11]。我國幅員遼闊，有些地區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，地下水資源豐富，土方開挖時需要注意地下水深度，避免影響土方開挖施工，破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。對于土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜地區(qū)在挖土?xí)r徐亞注意安全性，尤其是機械設(shè)備對周邊的振蕩影響，必要時采用人工開挖方式，以保障施工安全和人員安全。

3.3 加大監(jiān)管力度

深基坑土方開挖操作時，需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行組織設(shè)計，施工時要加強現(xiàn)場監(jiān)管。首先，工作人員需要根據(jù)支護(hù)方式進(jìn)行土方開挖操作，保證支護(hù)質(zhì)量，并嚴(yán)格遵循操作流程施工，以便后續(xù)施工順利開展。而在施工時，還需要圍繞施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)好人員關(guān)系，科學(xué)安排樁基施工、邊坡支護(hù)和降排水施工，盡可能縮短工期。此外，根據(jù)工程建設(shè)情況劃分工作人員具體工作職責(zé)、范圍、內(nèi)容等，對工作人員加大監(jiān)管力度，以保障施工工作能夠順利開展。

4 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑深基坑施工十分重要，其中土方開挖作為施工基礎(chǔ)，直接影響著和整個工程質(zhì)量。因此，施工企業(yè)需要根據(jù)操作流程以及設(shè)計規(guī)范準(zhǔn)備好土方開挖施工，制定科學(xué)的組織計劃，明確施工重點，合理安排施工流程，提高土方開挖質(zhì)量，確保施工順利。而為保證高層建筑深基坑土方開挖質(zhì)量，還需要保證施工質(zhì)量、注意挖土安全、加大監(jiān)管力度。