高层建筑基坑土方开挖施工技术及要点研究

'高层建筑基坑土方开挖施工技术及要点研究摘要：在高层建筑施工的前期，基坑土方开挖是重要的一个环节，事关整个建筑的基础性能，因此，必须保证该环节的施工技术。关键词：高层建筑；基坑土方开挖；施工技术中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）17-0148-02在基坑土方施工组织设计中，重点解决基坑施工空间的组织、挖土和运土机械的配置以及土方作业与坑内结构作业之间的协调。基坑土方开挖的主要内容有：开挖形式、开挖工艺及土方施工设施。1基坑挖土的形式基坑土方开挖工程量大，若采用人工开挖，劳动强度大，施工进度慢，严重影响工程进度。所以，除使用适当人工作为辅助开挖外，应尽可能采用生产效率高的大型挖土机和运输机械施工。采用机械挖土时，可根据基坑的深度、工程地质条件及现场施工条件组织土方开挖施工，常见的挖土方式有：放坡开挖、直立壁无支撑开挖、直立壁内支撑开挖、直立壁拉锚开挖。26 开挖工艺①放坡开挖工艺。采用放坡开挖时，一般基坑深度较浅，挖土机可以一次开挖至设计标高，所以在地下水位高的地区，软土基坑采用反铲挖土机配合运土汽车在地面作业。如果地下水位较低，坑底坚硬，也可以让运土汽车下坑，配合正铲挖土机在坑底作业。采用放坡开挖时，要求基坑边坡在施工期间保持稳定。基坑边坡坡度应根据土质、基坑深度、开挖方法、留置时问、边坡荷载、排水情况及场地大小确定。当遇有易使边坡失稳的不利情况时，应进行边坡稳定性验算并进行处理。边坡稳定不利情况有：基坑开挖深度大于5m,存在可能发生土体滑移的软弱淤泥或含水量丰富的夹层,边坡堆荷超载等。在基坑开挖过程中，为防止基坑边坡的风化、松散以及雨水的冲刷，基坑边坡常采取护面措施，以保护基坑边坡的稳定。如采用钢丝网混凝土护面法或高分子聚合材料覆盖等措施进行护坡。放坡开挖基坑内作业面大，方便挖土机械作业，也为基础施工提供了足够的工作面，施工程序简单，一般会缩短基础施工工期，经济效益较好。②直立壁无支撑开挖工艺。直立壁无支撑支护结构，一般采用重力式水泥土挡墙，具有挡土和止水双重作用，坑深5～66 m，坑内土体可采用反铲挖土机配合运土卡车在地面作业。大多数情况下，地下水位较高，因此很少使用正铲挖土机下坑挖土方案。③直立壁内支撑开挖工艺。采用直立壁内支撑的基坑，内支撑成为组织土方施工的制约因素。内支撑减小了施工机械的作业面，影响挖土机械、运土汽车的效率，增加施工难度。所以应合理布置支撑，将内支撑对土方施工的制约减到最小。当采用机械挖土时，支撑竖向间距应不小于4m。采用直立壁内支撑的基坑，深度一般较大，超过挖土机的挖掘深度，需分层开挖。在施工过程中，土方开挖和支撑施工需交叉进行。内支撑是随着土方的分层、分区开挖，形成支撑施工工作面，然后施工内支撑，结束后待内支撑达到一定强度以后进行下一层土方的开挖，形成下一道内支撑施工工作面，重复施工，从而逐步形成支护结构体系。所以，基坑土方开挖必须和支撑施工密切配合，根据支护结构设计的工况，确定土方分层、分区开挖的范围，分层、分区开挖基坑土方。在确定基坑土方分层、分区开挖范围时，还应考虑土体的时空效应、支撑施工的时间、机械作业面的要求等。土方的开挖工艺还必须与支撑的结构形式、平面布置相配套。如采用周边桁架支撑形式，可采取岛式挖土方案，先行挖去周边土层，进行周边桁架支撑结构的架设或浇筑，待周边支撑形成后再开挖中间岛区的土方，利用中间岛区的土方对坑底的压力来有效控制支撑施工前的初始变形。当采用十字对撑时，由于支撑设置后会6 对下层土方开挖的机械化作业产生制约，所以常采用盆式施工方案，在尽量挖去下层中心区土方以后，架设十字对撑式钢支撑并施加预紧力，或在挖去本层中心区域土体以后，浇筑钢筋混凝土支撑，并逐个区域挖去周边土方，逐步形成对围护壁的支撑。这时一般使用反铲和抓铲挖土机。进行两层或多层开挖时，挖土机和运土汽车需下至基坑内施工，故在基坑适当位置需留设坡道或搭设施工栈桥，挖土机和运土汽车要能在坡道或栈桥上挖土或装运土方。挖土一般选用大、中、小型挖土机配合作业，小型挖土机一般在支撑下挖土，中型或大型挖土机一般停在施工栈桥上向上驳运土或装车。对于基坑周边的土，也可以先由小型挖土机集中到抓斗机工作点，再由抓斗机装车运出。④直立壁拉锚开挖工艺。采用直立壁拉锚的基坑，深度较大，坑内挖土作业条件宽敞。在土方施工中，需进行分层、分区段开挖，穿插进行拉锚施工。土方分层、分区段开挖的范围应和锚杆的设置位置一致，满足锚杆施工机械的要求，同时也要满足土体稳定性的要求。3坑内施工设施6 高层建筑基坑一般情况下施工场地狭小。在基坑施工阶段，大部分场地已被开挖的基坑占去，周围可供使用的场地更加紧张。所以施工人员应根据现场条件、工程特点及施工方案，精心组织、合理布置现场平面，以保证施工的顺利进行。在基坑施工阶段，需要在现场合理布置起重机及其基础、开行道路、大型设备(如混凝土泵车)的停放点、挖土栈桥或坡道、临时施工平台、材料堆场仓库、现场办公等。为了解决施工场地狭小和分层挖土时挖土机、运土汽车的开行问题，可在基坑内适当设置临时施工栈桥或坡道。①施工栈桥。设置施工栈桥后，挖土机械及运土车辆可在栈桥上开行并进行下部土体的开挖与运输。当采用抓铲挖土机时，栈桥的作用更为显著。大型基坑挖土施工时，合理设置栈桥，可解决施工场地紧张问题。挖土栈桥一般与上道支撑合二为一，在支撑表面铺设路基箱，这样既可充分利用支撑结构，又可缩短工期，降低造价。栈桥可采用钢结构或混凝土结构。栈桥的宽度应考虑机车的最大宽度加1～2m的行车间隙，一般可取5m左右。栈桥的纵向跨度应根据立柱设置状况确定，一般为6～9m。主支撑间宜设置联系梁，使其连成整体。专为栈桥设计的立柱桩应进行验算，如果利用工程桩，则一般可不验算。6 ②挖土坡道。在多道支撑条件下开挖土方，由于受支撑的影响，下层土方运输十分困难，有时需用多台反铲挖土机驳运，大大影响施工效率。设置挖土坡道后，使运土车辆下坑，既便于运土，又大大提高运土效率。挖土坡道可采用土坡道或栈桥式坡道。栈桥式坡道多采用钢结构。在坡道的两侧设置支撑立柱，其上架设钢桁架，再铺设路基箱，由此组成一个挖土坡道。在土方开挖过程中，支撑立柱问加设系杆，以保证坡道的整体稳定。支撑立柱可采用格构式或H型钢等。挖土坡道过陡，会使卡车爬坡困难，甚至爬不上坡，坡道的坡度不宜大于10°，一般取6°～8°，因此坡道需要一定的长度，故在小型基坑中难以采用。为便于卡车上坡，应在坡面焊接棍肋防滑，在两侧安装防护栏杆，在底端设平台，以便挖土机及卡车停靠及回转。坡道的宽度应保证车辆正常行驶，可取车身宽度加2m。4结语在高层建筑施工工程中，施工方必须要根据设计规划，结合本项目的特点，重视建筑基坑土方开挖的施工的科学性和规范性，在施工的过程中选择合理的施工手段，保证整个施工过程的安全有效。参考文献：[1]林毅.建筑深基坑土方开挖工程的施工技术[J].建材与装饰,2008,(7).6'