特大型(有支護(hù)體系)深基坑土方開(kāi)挖施工技術(shù)

特大型（有支護(hù)體系）

深基坑土方開(kāi)挖施工技術(shù)總結(jié)交流二○○八年十二月前言

隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)地下空間資源的開(kāi)發(fā)也越來(lái)越重視。地下空間結(jié)構(gòu)向深大方向發(fā)展，在不斷的地下空間開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，特大型深基坑土方開(kāi)挖施工技術(shù)的研究日顯重要。針對(duì)其大、深、難、工期緊的特點(diǎn)，面對(duì)大方量的土方，怎樣科學(xué)、合理、有序地組織土方開(kāi)挖，有效地控制挖土工期和基坑安全是我們所面臨的難題。我公司通過(guò)對(duì)上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心（基坑深度16.6～21.3m，基坑土方量45萬(wàn)m3）和上海綠洲中環(huán)中心（基坑深度8.3～11.7m，基坑土方量30萬(wàn)m3）等有著特大型深基坑工程的施工，成功地總結(jié)了一套適應(yīng)于特大型（有支護(hù)體系）深基坑工程的基坑開(kāi)挖施工技術(shù)和統(tǒng)籌管理的方法。經(jīng)上海市建設(shè)和交通委員會(huì)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)鑒定評(píng)估，該項(xiàng)施工技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，現(xiàn)已申報(bào)上海市級(jí)工法。第一章特大型（有支護(hù)體系）深基坑土方開(kāi)挖施工技術(shù)介紹第一節(jié)：工藝原理在深基坑地下空間體積大或超大的土方工程中，引入時(shí)空效應(yīng)理論，采用立面分層、平面分塊，劃小挖土單元，制定各單元的挖土工況，通過(guò)先挖中間塊后挖周邊塊土方、控制每塊土體開(kāi)挖的空間幾何尺寸和限止每塊土體的開(kāi)挖時(shí)間，進(jìn)而縮短基坑在該開(kāi)挖區(qū)域的無(wú)支撐暴露時(shí)間，在主動(dòng)土壓力還沒(méi)有完全發(fā)生之前及時(shí)形成支撐。并在基坑內(nèi)因地制宜設(shè)置棧橋，使基坑深層的各層、塊土方通過(guò)布置在坑底挖機(jī)挖掘、接駁至設(shè)在棧橋的抓斗式（或長(zhǎng)臂）挖機(jī)工作的平面投影區(qū)，通過(guò)抓斗式（或長(zhǎng)臂）挖機(jī)從深挖掘面挖起并裝車(chē)外運(yùn)，最終完成大或超大土方的開(kāi)挖任務(wù)。第二節(jié)：操作要點(diǎn)1、在土方開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)用全面質(zhì)量管理思想，加強(qiáng)工程全過(guò)程管理，確保施工方案及施工指令落實(shí)到位。其中施工方案的編制深度達(dá)到可操作地步，即對(duì)每一層、每一塊的土方方量、位置、高程、地質(zhì)條件，與工程樁和支護(hù)樁的關(guān)系，土方的挖掘方式，出土路線作通盤(pán)設(shè)計(jì)，進(jìn)而安排挖機(jī)的型號(hào)規(guī)格、挖機(jī)的數(shù)量、勞動(dòng)力的配備和工期進(jìn)度，使土方一層比一層挖得好、挖得快。

2.1土方與水平支撐的關(guān)系，土方與豎向支撐的關(guān)系

1）水平支撐上的挖機(jī)運(yùn)作及運(yùn)土汽車(chē)行走，必須在支撐兩側(cè)及上部覆土并高于支撐頂面30cm以上，再鋪設(shè)車(chē)道板，嚴(yán)禁在底部淘空的支撐上行走和操作，機(jī)械和車(chē)輛不得直接輾壓支撐。

2）鋼筋混凝土支撐的素砼墊層施工后，必須鋪設(shè)油毛氈，確保水平支撐混凝土與墊層隔離，土方開(kāi)挖時(shí)使墊層能從支撐底順利脫落。

3）對(duì)豎向支撐立柱樁做好標(biāo)記，以明確其位置，以免損壞鋼構(gòu)格立柱。鋼立柱四周的土體應(yīng)對(duì)稱(chēng)均勻挖除，對(duì)鋼格構(gòu)柱林立的地方應(yīng)采用小挖機(jī)淘土，不得隨意亂挖，機(jī)械不易開(kāi)挖部位的土方應(yīng)采用人工開(kāi)挖，同時(shí)鋼格構(gòu)柱內(nèi)的泥土應(yīng)隨著土方的開(kāi)挖，由人工淘?xún)簟?/p>

2、土方開(kāi)挖過(guò)程中必須處理好以下幾個(gè)相互作用、相互影響關(guān)鍵點(diǎn)之間的關(guān)系：

2.2土方開(kāi)挖與降水的關(guān)系

1）基坑開(kāi)挖需要降水措施配合，降水成功與否是挖土成功的關(guān)鍵所在，直接關(guān)系到基坑工程的安全。特別是在分布有砂質(zhì)粉土的土層中，基坑開(kāi)挖時(shí)易產(chǎn)生流砂、管涌、塌方等現(xiàn)象。一般在基坑開(kāi)挖深度內(nèi)，采用深井和輕型井點(diǎn)聯(lián)合疏干降水，降低潛水水位，使開(kāi)挖層中土體含水量降低，以方便基坑開(kāi)挖與施工，確?；娱_(kāi)挖出土?xí)r不對(duì)環(huán)境造成污染影響。

2）由于基坑面積大、開(kāi)挖深，尤其是電梯井等局部超深部位，為防止開(kāi)挖后坑底發(fā)生突涌，需對(duì)基坑底進(jìn)行抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算，必要時(shí)采用深井減壓降水，降低基坑開(kāi)挖面以下的承壓水頭，確?；拥妆３址€(wěn)定。

2.3土方開(kāi)挖與工程樁、圍護(hù)樁的關(guān)系土方開(kāi)挖過(guò)程中，機(jī)械車(chē)輛不得碾壓、碰撞工程樁及圍護(hù)樁，工程樁附近機(jī)械不易開(kāi)挖部位的土方應(yīng)采用人工開(kāi)挖，靠圍護(hù)樁的30cm寬土體必須用人工開(kāi)挖，若發(fā)現(xiàn)圍護(hù)樁有滲漏，應(yīng)立即進(jìn)行封堵。

2.4做好棧橋的設(shè)計(jì)與合理使用

為考慮大型深基坑土方開(kāi)挖和施工要求，在基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置專(zhuān)用棧橋，保證坑內(nèi)土方外運(yùn)暢通。棧橋一般由橋面、橋身和橋樁三部份構(gòu)成。通過(guò)棧橋的使用，坑內(nèi)上層土方能以大開(kāi)挖的形式進(jìn)行開(kāi)挖，大大加快了土方開(kāi)挖的進(jìn)程。第二章特大型（有支護(hù)體系）深基坑土方開(kāi)挖施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介實(shí)例1：上海綠洲中環(huán)中心基坑土方開(kāi)挖

上海綠洲中環(huán)中心工程位于上海市普陀區(qū)金沙江路和真北路交叉口的西北象限，整個(gè)基坑呈圓形，圍護(hù)體一般外徑Φ200m，最大外徑Φ210m，周長(zhǎng)約640m，基坑大部分深度8.30m，局部深度9.70m、11.70m，基坑面積達(dá)34000m2，共計(jì)土方量30萬(wàn)m3。由于采用本工法開(kāi)挖，土方工程自2005年5月27日開(kāi)始至8月23日結(jié)束，共占工期89天（其中還完成兩道鋼筋混凝土圓環(huán)桁架支撐的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工），與同類(lèi)基坑工程相比，提前工期2～3個(gè)月。期間還克服了二次颶風(fēng)暴雨的干擾，基坑工程安然無(wú)恙。經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益相當(dāng)明顯。實(shí)例2：上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心基坑土方開(kāi)挖

上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心工程位于上海市浦東新區(qū)花木鎮(zhèn)，石楠路以東、芳甸路以西、梅花路以南、櫻花路以北。地下部分由三層地下室組成，地上部分由辦公樓、酒店及裙房三部分組成。基坑平面上呈長(zhǎng)方形（273×96m），基坑面積約2.6萬(wàn)m2。本基坑為一級(jí)基坑，基坑大部分開(kāi)挖深度為16.60m，其中辦公樓部分開(kāi)挖深度為17.90m，酒店部分開(kāi)挖深度為18.0m，局部最深處開(kāi)挖深度達(dá)21.30m，土方量為45萬(wàn)m3。本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁擋土+三軸水泥攪拌樁止水，局部采用高壓旋噴樁，內(nèi)置三道鋼筋混凝土水平支撐。在第一道支撐上設(shè)置三座棧橋，滿足了第一層、第二層土方的大開(kāi)挖局面；同時(shí)滿足矩形基坑階梯式多開(kāi)挖面施工，提高了施工進(jìn)度，同時(shí)減少了土方駁運(yùn)，提高了挖土效率。第三、四層土利用棧橋、挖機(jī)駁運(yùn)、長(zhǎng)臂挖機(jī)裝車(chē)的方式進(jìn)行挖土。

上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心挖土工程從2007年7月9日開(kāi)始進(jìn)行，到2007年12月13日超深部分土方開(kāi)挖完成，施工工期為158天。在此期間，完成了基坑45萬(wàn)m3的土方開(kāi)挖，16000m3的鋼筋混凝土水平支撐工程和工程樁截樁工程量。與傳統(tǒng)的土方開(kāi)挖方法相比，提前工期1～2個(gè)月。核心技術(shù)在于采取統(tǒng)籌計(jì)劃，精心組織，運(yùn)用時(shí)空效應(yīng)理論，將基坑的開(kāi)挖施工形成分區(qū)、分塊、分層按順序先后的開(kāi)挖方法，達(dá)到減少基坑無(wú)支撐時(shí)間、及時(shí)形成支撐的時(shí)空效果，減少了基坑圍護(hù)體變形和周邊地面的沉降量，實(shí)現(xiàn)了基坑施工安全和環(huán)境安全的目標(biāo)。該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)在綠洲中環(huán)中心、上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心等特大型深基坑工程中的實(shí)踐，取得了成功，為地下空間特大型深基坑土方工程施工提供了成功的實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)。施工實(shí)踐表明，這一切與采取了一整套行之有效的技術(shù)方案和措施是分不開(kāi)的，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：小結(jié)

1、必須建立相應(yīng)的適應(yīng)該基坑特征的一整套施工技術(shù)與施工組織措施，其中包括：一套有效的降水和排水方案，研究合理的施工程序，基坑開(kāi)挖方式以及現(xiàn)場(chǎng)組織管理等，這些是基坑施工中至關(guān)重要的。應(yīng)重視制定合理的土方開(kāi)挖方案，按照分區(qū)段（分塊）、分層，劃小后的各挖土單元配足挖機(jī)、土方運(yùn)輸車(chē)和人工，組織合理的交叉施工，以加快施工速度，減小基坑變形。

2、運(yùn)用時(shí)空效應(yīng)理論，針對(duì)不同類(lèi)型基坑特點(diǎn)，組織、統(tǒng)籌計(jì)劃，有條不紊有序的開(kāi)挖施工作業(yè)。采取將基坑平面分塊、立面分層，按順序先后開(kāi)挖的施工方法，達(dá)到減少基坑無(wú)支撐時(shí)間，及時(shí)形成支撐的時(shí)空效果，確?；邮?/p>