浅析建筑深基坑开挖方法

浅析建筑深基坑开挖方法

近年来，随着高层建筑和超高层建筑的大量涌现，基坑工程也随之增多、增深，同时，由于深基坑工程施工安全未能及时引起足够的重视，不仅发生了工程桩被挤压严重位移事故，而且有的造成了临近建筑物沉降开裂，毗邻道路塌陷、地下管线裂断，影响正常的供水、供电、供气、供暖，造成严重的经济损失和社会危害，甚至有的发生了大面积基坑坍塌，导致多人伤亡的重大事故。本文针对对深基坑的开挖方法做了简单的分析。

一、确保深基坑开挖安全的一般规定

1、基坑开挖应根据支护结构设计，降排水要求，确定开挖方案

2、基坑边界周围地面应设排水沟，且应避免漏水、渗水进入坑内；放坡开挖时应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。

3、基坑周边严禁超堆荷载。

4、软土基坑必须分层均衡开挖，层高不宜超过1米。

5、基坑开挖过程中应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。

6、发生异常情况时应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。

7、开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。

8、地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。

二、开挖方案

1、放坡开挖

放坡开挖：基坑边坡必须经过验算，保证边坡稳定。对土质较差且施工工期较长的基坑对边坡宜采用钢丝网水泥喷浆或用高分子聚合物材料覆盖等措施进行护坡。坑顶不宜堆土或存在荷载，遇到不可避免的附加荷载时在进行边坡稳定性验算时，应计入附加荷载的影响。

在地下水水位较高的软土地区，应在降水达到要求后再进行土方开挖，宜采用分层开挖的方式进行开挖。分层挖土厚度不宜超过2.5米。同时采取有效措施降低坑内水位和排除地表水，严防地表水或坑内排出的水倒流回渗入基坑。

基坑采用机械挖土，坑底应保留20-30厘米后基土，用人工清理整平，防止坑底土扰动。待挖至设计标高后应清除浮土，验槽合格后及时进行垫层施工。

放坡开挖的直接费用最少，而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间，因而工作面宽，工期短，如果场地条件允许，放坡开挖应该是首选方案。但放坡开挖受周围场地和开挖深度的限制，放坡要占用比较大的场地，在城市或建成区往往没有这个条件。由于坡体不可避免的会产生一定的位移，如果场地附近有建筑物或市政管线不能承受较大的变形，常常限制放坡开挖方法的采用。开挖深度也是一个制约条件，但开挖深度是相对于土质而言的，土质比较好，坡度可以比较陡，占用场地也比较少，深度限制就不那么明显，反之在软土地区，由于土质软弱，放坡开挖深度就不能太深。

2、有支护结构的基坑土方开挖

有支护结构的深基坑开挖方案主要有中心岛式挖土、盆式挖土、逆

作法挖土三种。基坑存在支护结构时整个土方的开挖顺序必须与支护结构的设计严格一致。要遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。

（1）中心岛式挖土是从中间向四周开挖，先开挖周边土方，最后挖去中心土墩土方。一般用于基坑面积很大，并且能留有大面积无支撑空间的情形。

中心岛（墩）式挖土，宜用于大型基坑，支护结构的支撑形式为角撑、环梁式或边桁架式，中间具有较大空间情况下。此时可以利用中间的土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可以利用栈桥进入基坑运土。

优点：可以加快挖土和运土的速度。

缺点：由于首先挖去基坑四周的土，支护结构受荷时间长，在软黏土中时间效应显著，有可能增大支护结构的变形量，对于支护结构受力不利。

注意问题：当基坑较深，地下水位较高，开挖土体大多位于地下水位以下时，应采取合理的人工降水措施，降水时应经常注意观察附近已有建筑物或构筑物、道路、管线，有无下沉和变形。开挖时应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高边坡等经常进行检查。

（2）盆式挖土就是挖掘机在基坑的底部，切割盆的边缘土方的挖土方式。盆式开挖适合于基坑面积大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。它的开挖过程是先开挖基坑中央部分，形成盆式，此时可利用留位的土坡来保证支护结构的稳定，此时的土坡相当于土支撑。随后再

施工中央区域内的基础底板及地下室结构，形成中心岛。在地下室结构达到一定强度后开挖留坡部位的土方，并按随挖随撑，先撑后挖的原则，在支护结构与中心岛之间设置支撑，最后再施工边缘部位的地下室结构。

优点：盆式开挖方法支撑用量小、费用低、盆式部位土方开挖方便，这在基坑面积很大的情况下尤显出优越性，因此，在大面积基坑施工中非常适用。

缺点：盆式开挖方法的地下结构需设置后浇带或在施工中留设施工缝，将地下结构分两阶段施工，对结构整体性及防水性都有一定的影响。

（3）逆作法挖土先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。

逆作法挖土可以缩短工期：基坑变形小：相邻建筑物的沉降小：可以节省地下室外墙及外墙下工程桩费用：能使建筑物底板设计趋向合理：可节省支撑费用：可最大限度利用红线内的地下空间。是一种合理的土方开挖方法，具有明显的经济效益。

三、开挖方法

1、明挖法

明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成建筑物主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。

明挖法是建筑物施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。明挖法的优点是施工工艺简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。

明挖法施工工序一般可以分为四大步：维护结构施工内部土方开挖工程结构施工管线恢复及覆土。

2、盖挖法

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作。

在城市繁忙地带修建建筑物时，往往占用道路，影响交通，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。

（1）盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以定型的预制标准覆萧结构（包括纵、横梁和路面板）置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上，施工主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后，视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。

（2）盖挖逆作法