高层建筑土方开挖施工技术探析

'高层建筑土方开挖施工技术探析　　摘要：随着城市进程的快速推进，建筑物的高度越来越高，深基坑已经越来越普遍，本文对深基坑土方开挖的常见分类进行了分析并提出了一些该注意的事项。关键字：意义顺序措施中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：高层建筑深基坑土方开挖是基坑工程的重要部分，对于土方数量大的基坑，基坑工程工期的长短在很大程度上取决于挖土的速度。另外，支护结构的强度以及变形控制是否满足要求，降水是否达到预期的目的，都靠挖土阶段来进行检验，因此，基坑工程成败与否在一定程度上有赖于基坑挖土。在基坑开挖前，要详细了解施工区域的地形以及周围环境状况，土层种类及其特征、地下设施情况、支护结构的施工质量、土方输出口的位置以及大小，政府以及市政管理部门关于土方外运的要求和相关规定。要优化选择施工机械以及运输设备，确定堆土以及弃土场地，施工技术管理部门要提前做好土方开挖方案以及施工组织设计，为后面土方开挖提供技依据。只有做好了以上土方开挖准备以及实施工作，才能保证工程顺利进行。一、深基坑土方开挖的准备工作6 土方开挖前，现场技术管理人员要对施工现场进行准确无误的勘查工作，勘查结果直接为以后的开挖方案提供技术依据。同时施工技术人员要对现场的施工图进行审查，并据此绘制反映现场实际情况的开挖图，开挖图要力求准确。由于场地可能会有一些垃圾或者其他障碍物，所以开挖前要对场地进行清理，要根据当地的雨水以及周围环境制定详细可靠的防排水方案。地下可能会有孔洞、后埋层以及古墓情况等，施工人员要对土体进行试探，现场施工测量人员要根据施工图以及总建筑图提供的坐标值放线定位。现场开挖工作离不开大量相关人员的配合，比如施工机械的操作人员，提供技术方案的专家等等。总之，深基坑土方开挖顺序以及方法要与设计工况严格一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的施工原则。二、深基坑土方开挖常见方式深基坑工程的挖土常用的方法有放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土以及逆作法挖土方法，后面三种有支护结构，放坡挖土没有支护结构。1、放坡挖土法6 放坡挖土法在这几种方法里面算是最经济的，当基坑处于软土地带且挖深不超过4m，地下水位低的土质较好地区挖深也不大、周围环境以及条件允许时，可以采用放坡挖土。但若是高层建筑基底较大，为了施工方便以及施工安全性，可以采用设置多级平台分层开挖的方式，平台宽度应不小1.5m。为了边坡的稳定性，在开挖前工程技术人员要验算边坡稳定系数。对于正常固结土，可以采用总应力法确定土体的抗剪强度。至于安全系数，可以根据土层性质以及基坑大小等条件来确定。对于施工周期长、图纸条件不好的基坑，边坡可以用钢丝网水泥喷浆或者高分子聚合物覆盖固化等措施来进行边坡稳定性防护工作。为了边坡稳定性，在基坑上沿不能堆放其他物体，当遇有不能避免的附加荷载时，深基坑边坡稳定性验算过程中应该计入附加荷载的影响因素。2、中心岛式挖土6 中心岛式挖土适宜大型基坑且支护结构的支撑形式为角撑、环梁式或者边桁架式，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。利用此法的高层建筑深基坑挖土前，中间土墩留土高度、边坡的坡度、挖土层次与高差都要经过仔细研究确定。若遇到施工现场降雨量较大时，可以对边坡进行加固处理。与放坡挖土相似，为了施工方便以及施工的安全性，中心岛式挖土可以采用分层挖土，多数情况是先开挖第一层，然后中间部分留置土墩，周围部分分层开挖。开挖多采用反铲挖土机，如高层建筑基坑深度较大，那么可以采用向上逐级传递方式进行装车挖运土体。对于高层建筑基底较大的基坑，为减少空间效应的影响，基坑土方宜分层、分块、对称或者限时进行开挖，为了安装支撑及时，土方开挖顺序的安排要尽早为安装装置的安装提供有利的条件。若高层建筑的基坑底部高程不一样时，土方开挖应该先从浅处开挖，然后再开挖深处。若两个相邻的基坑都需进行土方开挖，为了基坑稳定性，应该先从较深基坑开始挖土，待较深基坑的底板混凝土浇筑完毕后，再开挖较浅的基坑。3、盆式土方开挖高层建筑盆式土方开挖采用先开挖基坑中间部分土体，周围四边留土坡，土坡最后挖土的方式进行挖土。盆式挖土周边留置的土坡的宽度、坡度以及高度的数值都要经过稳定性验算。假设土坡留置尺寸过窄，那么在挖土过程中可能失稳滑动，会严重影响维护墙体的支撑作用。在盆式挖土中，由于周边的土体对围护墙具有一定的支撑作用，所以有利于围护墙的变形，这样就保证了土体的稳定性。但是由于大量土方不能及时外运出去，这会给施工面造成一定的影响，另外土体还得集中提升之后才能装车外运。4、逆作法土方开挖逆作法是利用主体工程地下结构作为基坑支护结构，并采取地下结构由上而下的设计施工方法。逆作法可设计为不同的围护结构支撑方式，分为全逆作法、半逆作法、部分逆作法等多种形式。逆作法土方开挖避免了资源浪费，经济效益显著，并且可以上下同时施工，增大作业面，缩短工期，开挖更为安全、可靠、经济。6 二、高层建筑深基坑土方开挖的注意事项1、深基坑边坡失稳在深基坑开挖前要制定行之有效的施工方案，确保深基坑边坡稳定。为此，施工方案制定要根据地质条件、基坑暴露时间以及基础埋深等情况。目前挖土机械多用斗容量1m3的反铲挖掘机，习惯上往往一次挖到底部，这样挖土会形成1:1的坡度，利于边坡稳定。2、配合深基坑支护结构施工的措施深基坑挖土过程中要及时加设支撑，尤其是施加预紧力的支撑，对减少变形和沉降有着很大的作用。在制定高层建筑深基坑挖土方案时，施工人员一定要配合支撑加设的需要，分层挖土，避免妨碍支撑的搭设，而造成不利影响。3、防止土体回弹变形过大由于土的种类、是否浸水、基坑面积和深度、暴露时间以及挖土顺序因素的影响，开挖后的土体会产生一定的回弹变形。为避免此种现象的发生，应设法减少土体中有效应力的变化，基坑开挖后做好防积水措施，减少土体暴露时间。开挖前后，都要做好井点降水措施，并在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层以及底板的混凝土。必要时，需要对基础结构下部土层进行加固。三、安全文明施工措施6 施工现场应该建立、健全安全文明生产培训制度以及考核制度。土方挖运施工过程中，现场管理人员要在施工前与政府相关管理部门积极协调，办理施工许可证件。土方挖运车辆应有专人负责，出厂前要对车身以及车轮上浮土进行清扫，为防止现场堆放土体产生扬尘，要进行土体覆盖。土方开挖机械在深基坑边角机械不容易够到的位置，为了保证土体稳定不受干扰，应该配合人工清理。人工清理深基坑基底的施工作业人员，应该按照现场施工技术人员的要求进行挖方作业。为了防止塌方，严禁采用挖空底部的操作方法从下向上拓宽取土。施工作业人员应该随时注意土壁的变化情况，如发现裂纹或者部分塌落现象，应该立即停止作业，并迅速远离危险区域，待处理稳妥后方可继续作业。高层建筑深基坑开挖是一项十分复杂的工作，对技术要求比较高，在具体施工中要合理选择开挖程序，选择合适机械，根据地质条件选择相应开挖方式。为了保证工程顺利实施，也要做好现场文明施工管理工作。【1】林良常浅议高层建筑的基坑施工设计方案【J】科技情报开发与经济，2005,NO.05【2】戴标兵深基坑工程逆作法的实测研究【J】工业建筑，2005,NO.01【3】夏铭超深基坑开挖施工技术【J】国防交通工程与技术，2008,NO.086'