深大建筑工程基坑的开挖技术分析

深大建筑工程基坑的开挖技术分析

摘要：由明挖法深基坑施工引起的地面沉降以及对邻近建筑物的影响是深基坑设计和施工中非常关注的问题。由于深基坑施工容易引起地面沉降和变形，当地表沉降过大时可能危及周围建筑物和地下管线等建(构)筑物的安全。本文主要结合某大型高层建筑工程深大基坑的开挖施工工程，对开挖施工技术做了分析。

关键词：高层建筑；深大建筑工程基坑；开挖支护技术

Abstract: by the WaFa deep foundation pit construction cause of ground settlement of adjacent building and the influence of the deep foundation pit is design and construction of very concern. Due to the deep foundation pit construction easy to cause the ground subsidence and deformation, local table too may endanger the settlement of surrounding buildings and underground pipelines, etc, structures and buildings in the safety of the thing. This paper a large high building project deep foundation pit excavation of large projects, and the excavation construction technology are analyzed.

Keywords: high building; Deep foundation pit construction project; excavation

中图分类号： TU97 文献标识码：A文章编号：

1 工程概况

某高层建筑主体结构深大工程基坑南北长约185m，东西宽约81m，深19.20m。基坑支护在北侧、西侧和南侧采用Φ800的护坡桩加两道锚杆的型式，东侧采用放坡加土钉的型式。锚桩支护结构的挡土结构采用Φ800mm、间距1.2m的钻孔灌注桩，外拉系统采用两排锚杆，上层锚杆长26m，下层锚杆长20m，间距各为1.2m，锚固段上层长度为16m，下层为15m，自由段上层长度7.5m，下层5.5m。

2 基坑开挖施工技术分析

2.1 开挖原则

（1）坑开挖的要点：先撑后挖，留土堤；严格按照设计要求对支撑加设预应力，每步开挖及支撑的时限，t＜24小时，采用井点降水以固结土体、改善

土性，减小土的流变发展。

（2）本工程根据长条形深大建筑基坑的施工特点，土方纵向以大约100m为一段组织流水作业施工，竖向根据支撑的设置共分三层开挖完成，在每一层的开挖支撑过程中，开挖遵循“纵向分段、竖向分层、中部拉槽、侧向扩边”的基本原则。先进行中部拉槽，利用边土在严格规定的时间内进行支撑安装、调试以及大量的锚喷混凝土工作，最后进行槽内边土的开挖。

2.2 基坑土方开挖方法

本工程充分考虑长条形深大建筑基坑的设计施工技术要求，采取了“先挖后撑，控制支撑时限”的原则，实施效果满足了设计及规范的要求。合理划分施工段落，按照竖向分层、纵向分段、中部拉槽和横向扩边的思路组织开挖，基坑开挖每日挖土500～800方，l0天左右完成1仓(30米)的挖土量，并基本保证了周围环境的安全和基坑的稳定。

（1）竖向分层

基坑开挖过程中随挖随按设计位置架设钢管支撑，开挖顺序为由上而下逐层开挖。分层高度根据结构尺寸、钢支撑的设计位置以及挖掘机的开挖能力确定。按照设计工况进行分层，土层的分界线为设计钢支撑以下0.9m，上层土方采用挖掘机依次分层开挖，自卸汽车运输。下层土方(第三道钢支撑下)采用小型挖掘机逐层导运，人工进行清底。

（2）纵向分段

本段共分四个区段进行流水作业，根据区间长度，每段长度约100m。

（3）中部拉槽

在每层土方施工中，在横断面跨中纵向拉坡开中槽，护坡桩两侧各留2～2.5m宽平台，充分利用其土体抗力保证围护结构的稳定，在钢支撑架设完成后，利用此平台及时进行封堵围护结构的渗漏水，进行下面一层土方开挖前再挖除预留平台部位的土方。机械作业台阶宽度4～5m，存土台阶宽度为2～2.5m，台阶坡度为1：0.75。其中第二层、第三层土方开挖需分台阶拉中槽开挖。

（4）横向扩边

采用机械由中槽向两边横向挖土，人工配合清理桩间土直至围护结构。

2.3 钢支撑施工

（1）机具设备及仪表应由专人使用和管理，并定期维护校检。选用QYSl00型双作用液压千斤顶两台，顶力为100t，缸径为180mm，活塞杆直径

120mm，镐长590mm，宽度2l0mm，高度270mm。施加预应力的机具设备及仪表使用前进行配套标定，绘出顶力与压力表的关系图。

（2）在围护桩上钻孔安装膨胀螺栓，土层开挖至支撑架设设计位置后，安装三角支撑架和钢围檩，然后用吊车或龙门吊将钢支撑于钢围檩上。

（3）钢支撑固定完成后，及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后可施加预压力。采用两台液压千斤顶在活动端支撑两侧对称逐级预加力，预加力达到设计值时，检查各接点情况，必要时进行加固，带额定压力稳定后予以锁定。

（4）当逐根加压时，应对邻近的支撑预压力采取复核。

（5）端部斜支撑的架设安装方法与标准段相同，但必须在围护桩预埋钢板上焊好端面与斜支撑轴线垂直的三角钢板支撑座，并保证其强度可靠。

（6）钢支撑端部设Φ10钢筋吊环，通过钢筋连系在围护桩上，同时用于微调的钢楔采用电焊连接，防止坠落。钢支撑在拼装时，轴线偏差小于等于20mm，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。

3 基坑施工监测分析

3.1 监测方法

实施监测之前，需要制定有效可靠的监测方法。制定监测方法时，应遵循简便易行、适合施工现场条件的原则，应注意测试原器件在埋设时应不影响结构正常受力，监测测试元件、探头性能和仪器的可靠性。

对土压力的测量，目前对其埋设方法己发展有挂布式和顶入式埋设法等，安装就位时应注意仔细操作，尤其是桩锚支护结构中桩的侧向水土压力的现场测量，应特别注意土压力传感器在支挡结构迎土面上的安装位置。否则，其测试结果将无法反映上层实际情况。进行结构内力监测时，需在结构构件上设量测元件，这类量测应该注意将由量测元件的埋设造成的不利影响控制在最小程度。

目前采用的方法是在同一钻孔内不同标高处埋没多个孔隙水压力探头，并在到达要求深度或标高后，先在孔底填入部分干净砂，然后将探头放入，在探头周围填砂，然后采用膨胀性粘土或干燥粘土封堵钻孔口部，以满足上述要求。

随着位移反分析法逐步引入基坑观测的安全性预测，对基坑工程监测中的位移测量越引起人们的重视。

地下管线的沉降观测可分为抱箍式和套筒式两种。套筒式简便易行，可避免道路路面的破坏，但测量精度较低，仅适用于监测普通管道。抱箍式监测精度高，但需凿开地面至管线底部，因而仅适出于重要管道的监测。

3.2 监测范围与测点布置

基坑工程监测中，理论上应包含全部影响范围，无特殊要求时，可选为开挖深度的2～4倍范围，实践中注意需要保护的建、构筑物和地下管线。

（1）围护桩墙体的深部水平挠曲值

一般情况，基坑每边设1-3个点，设置在围护结构里的测斜管，按对基坑工程控制变形的要求，一般测斜管长度与囤护墙(桩)的长度基本相同。

（2）围护墙项的水平位移量测

在远离基坑(大于5倍基坑开挖深度)的地方设基准点进行量测，围护墙顶的水平位移测点应沿基坑周边每隔l0～20m设一点。

（3）圈护墙弯矩量测

围护墙弯矩测点应选择基坑每侧中心处布置，深度方向测点间距一般以1.5～2.0m为宜。

（4）围护墙顶的垂直位移量测

围护墙顶的垂直位移测点布置和基淮点选取的原则。

（5）支撑结构轴力量测

每层支撑都应选择几个具有代表性的截面进行测量，支撑结构轴力测点需设置在主撑跨中部位，对测轴力的重要支撑，宜测其在两端和中部的沉降，以及位移支点处的弯矩。

（6）地面沉降观测

沉降变化越大的地方，测点布置的越密，地面沉降观测测点的布置宜依据理论预测的分布规律来布置，以充分了解基坑周围地面沉降变化情况。一般情况下，远一点的地方，可取2～4m，近基坑的地方测点的距离可取0.5～1.0m。

（7）建筑物沉降观测

建筑物的沉降观测测点应布置于结构突变处，间距一般取为2～3个开间，且测点的间距不宜过大，这样可充分了解建筑物的不均匀沉陷。

4 结语

施工过程中由于“先撑后挖”原则的限制，导致了施工组织困难，在保证安全的前提下，本工程根据长条形深大建筑基坑的施工特点，开挖遵循“纵向分段、竖向分层、中部拉槽、侧向扩边”的基本原则。依靠监控量测提供的数据，采取了“先挖后撑，控制支撑时限”的原则，实时效果满足了设计及规范的要求。

参考文献：

1.刘士河.浅谈深基坑开挖施工及支护措施.价值工程.2011（7）

2.高成林.某高速铁路车站基坑开挖施工技术方案.交通标准化.2011（16）

3.杨会来.剖析基坑开挖施工的关键点.城市建设理论研究（电子版）.2011（16）