浅谈淤泥质土基坑开挖施工技术

郑正

广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州510000

摘要：基坑开挖施工技术质量优劣将直接对整个建筑工程的施工工期以及投入使用之后的质量产生影响。本文结合工程实例，分析了淤泥质土中基坑开挖施工中的重难点，并针对传统基坑开挖方式的缺陷进行优化，在施工时对基坑开挖进行监测，以保证基坑开挖的施工质量。

关键词：基坑开挖；优化；土方开挖；监测

引言

在建筑施工过程中，能否对基坑进行合理开挖，会对整个建筑工程的实施形成深远的影响，甚至会给施工人员带来严重的生命威胁，尤其是淤泥质土的基坑开挖。这是因为淤泥质土具有软塑、流动、不稳定等特点，当其结构受到一定的扰动和破坏后，强度就会剧烈降低甚至呈流动状态，在此地质上施工极易造成工程事故。因此，研究淤泥质土基坑开挖施工技术具有非常重要的现实意义。鉴于此，本文就对淤泥质土基坑开挖施工技术进行探讨。

1工程概况

本项目为大型城市综合体，总建筑面积334849m2，其中地上建筑面积226477m2，地下建筑面积108372m2。其中包括5层商业购物中心，3幢3层室外独立商业，1幢32层五星级酒店及办公楼，5幢29～31层住宅和2层（局部3层）地下室。

基坑分为浅区和深区2部分。基坑内设2道混凝土支撑，其中第1道混凝土支撑布满基坑，第2道混凝土支撑仅设置在深区范围。深区主要挖深为13.05m，核心筒区域为14.65m，开挖面积约为34000m2；浅区地下1层挖深7.75m，开挖面积约为25000m2。基坑工程的总挖土量约为630000m3。

2重、难点分析

本工程周边道路交通繁忙，场地内地下室结构几乎占满了红线范围，现场施工场地狭小，围墙内可利用空间十分有限，因此在基坑开挖阶段，会面临道路布置、施工机械停靠、材料堆放、人员进出等一系列场布难题。项目所在地土质多为淤泥质土，水体补给充足，土质较差，在施工过程中必须采取措施以保证土体承载力。

3基坑围护方案设计优化

3.1传统基坑开挖方法的缺陷

本工程土方开挖原计划遵循当地惯用的施工工艺，均由挖机及土方车驶入基坑进行直接取土作业，随后土方车通过放坡区经施工平台驶出现场。首层及第2层土由于坡度不大，故使用传统挖土工艺可行。但随着深度的不断增加，若要保持放坡区坡度不变（按满足当地土方车行驶要求的40°坡脚算），到第3层土放坡区，预留的土方量达到了33489m3，而最后采用汽车吊加人工铲运的方式进行放坡区余土的开挖耗时较长。同时，项目部走访周边在建项目了解到，筑路需要使用大量土石块，且土方车在爬坡过程中极易发生侧翻等安全事故。

3.2基坑围护方案的优化

3.2.1支撑体系的优化

在基坑开挖前，结合现场土质、工期、场地交通情况，对基坑围护方案进行优化，决定采用栈桥的挖土方式，可满足本工程的要求，并能有效解决场地狭小的工程难题，确保了地下室结构的高效施工和节点的施工质量。因此，在首道支撑上搭设施工栈桥，栈桥板厚30mm，以满足今后挖土施工需要。首道支撑面标高-3.00m，栈桥板以1：10坡比连接场地道路（标高-0.50m）与首道支撑，形成施工栈桥。施工栈桥荷载取30kN。

3.2.2钢梁抛撑换撑的优化

考虑到浅区采用1道支撑，在支撑拆除时，围护桩整体悬臂较高，不利于基坑的整体安全。因此，设计拟在混凝土支撑拆除前，设置钢抛撑进行置换。但考虑到整体钢抛撑置换过程所需施工时间长，涉及工序多，且增加了一次应力释放的过程，不利于整体围护结构的安全。综合以上因素，将钢梁抛撑换撑，改为利用基础底板形成混凝土挡墙直接换撑（图1）。

4土方开挖施工

4.1总体挖土原则

为确保基坑周围建筑物和支护结构的安全、稳定，要求尽可能减少基坑开挖的初始位移，应根据时空效应，遵循“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖、留土护壁，先撑后挖，先形成中间支撑、后限时对称平衡形成端头支撑，减少无支撑暴露时间”的原则。

在开挖第2层、第3层土方时，挖土机站在指定位置挖完所在区域土后，缓慢移动到下一个位置进行开挖，严禁对已经挖过的位置进行第2次开挖，遇到处理不到的位置需要人工进行清理。

如果在开挖过程中发现局部有上涌现象或长臂挖土机挖不到的死角，则必须人工进行清理，以避免造成塌方。

4.2土方开挖分区

根据基坑围护设计图纸将基坑分为4个大区域，每个区域中再分3个小区域进行施工。整体土方开挖采用明挖顺作法施工。

地下室深区采用栈桥挖土，浅区采用大坡道挖土，设置坡道与栈桥相连地面第1层土采用大开挖的形式进行，选用1m3挖机向大门方向进行退挖；第2层土开始采用0.4m3挖机配合1m3挖机进行施工，将土方驳运至施工栈桥附近，由停靠在栈桥上的长臂挖机将堆土装载至土方车后运出现场。

4.3土方开挖流程

1）先后开挖并制作2、3、4、1区的第1道支撑及施工栈桥，开挖厚度为3.5m，按1：2放坡，由中间向两边分2层进行开挖，随挖及时制作混凝土支撑。无支护土方降土至标高-3.00m处。

2）按照2、3、1区的顺序进行支撑制作及土方开挖，支撑底部利用小挖掘机向外翻土，再用大挖掘机装车，利用2区栈桥出土，开挖厚度为6.5m，按1：2放坡，分层开挖，随挖及时制作混凝土支撑。

3）进行2、3、1区支撑下地下室底板开挖，支撑底部先利用小挖掘机向外翻土，再用抓斗装车，无支撑土方用加长臂挖掘机与挖掘机配合挖土，挖到设计标高时应及时浇筑垫层，底板根据后浇带分区施工。

4）浅区4支撑下地下室底板开挖，支撑底部先利用小挖掘机向外翻土，再用加长臂挖掘机装车，挖到设计标高时应及时浇筑垫层，同时1区支撑下底板根据后浇带分区施工。

5基坑开挖监测

5.1沉降测量

采用相对高程系，利用建立的水准测量监测网，参照Ⅱ等水准测量规范要求用水准仪引测。通过高程基准点间联测一条闭合或附合水准线路，由线路的工作点测量各监测点的高程来达到沉降变形监测的目的。各监测点高程初始值在施工前通过至少测量2次取平均值的方法测定。同一测点本次沉降量为本次高程减前次高程的差值，累计沉降量为本次高程减初始高程的差值。

5.2水平位移测量

在基坑每边设立2点参照点，建立1条基准线，用经纬仪将基准线投影至地面，尽量在基准线上布设水平位移测点，利用视准线法原理用钢尺量测位移测点到轴线的偏距E。同一监测点本次位移变化量为本次E值与前次E值的差值，累计位移量为本次E值与初始的E值之差值。

5.3围护体测斜

测斜探头由滑轮沿测斜套管内壁导槽（与基坑边线垂直）渐渐下放至管底，配以伺服加速度式测斜仪，自下而上每1m（或0.5m）测定1次偏角值，然后将探头旋转180°，在同一导槽内再测量1次，完成1个测回，通过叠加推算各点的位置值。测斜管埋设稳定后，在开挖前做2个测回的观测，取它们的平均值作为每个测斜管每测点的初始值。累计水平位移量为施工过程中的日常监测值与初始值的差，本次位移量为本次监测值与前次监测值的差值。

5.4地下水位量测

水位管管口高程可用水准仪测得。管口顶部至管内水位的高差由钢尺水位计测出，从而计算出水位与自然地面的相对标高。各孔水位高程的初始值在观测管埋设稳定后并在基坑开挖前做2次测定，取平均值为其初始值。累计变化量为日常监测值与初始值的差值，本次变化量为本次与前次测得值的差值。

5.5支撑轴力、围护体内应力量测

测量时，用配套频率计连接各应力计导线，测出各应力计频率，通过查询出厂时厂方提供的各应力测试传感器的受力率定系数表，经相关计算换算成轴力。

传感器埋设前需检查其无受力状态时频率，当其与出厂标定频率的误差在允许范围内时方可采用。其初始值为使用前分2次测定的初始读数的平均值，累计变化量为日常监测值与初始值的差值，本次变化量为本次值与前次值的差值。

6结语

综上所述，淤泥质土物理性质特殊，在基坑开挖施工中有着较大的难度，也存在着较大风险，本研究针对淤泥质土地区的基坑开挖提出了一套有效、安全的施工方法，克服淤泥质土基坑开挖对施工过程的影响，也保证基坑开挖的施工质量，成为决胜淤泥质土建筑的核心课题。此方案在实践后取得良好的应用效果，对今后类似的工程具有较强的参考借鉴价值。

参考文献：

[1]胡健昌.浅谈淤泥质土深基坑土方开挖施工技术[J].民营科技.2014（8）：193-193

[2]齐宇.宁波甬新闸泵站淤泥质土深基坑开挖施工技术[J].水利水电施工.2015（6）：6-8