基坑开挖施工技术

基坑开挖施工技术

前言

公路与桥梁施工离不开基坑问题，怎样视具体工程项目、地理环境、施工条件、等采取合理施工方案是十分必要的。目前，我在连云港市蒿东桥对于基坑及放坡取得了点经验，比如此桥的系杆及承台的坑壁有支撑的基坑的应用。现简要总结并局部延伸。

基坑开挖是施工最基本的一道工序，常不被人们所重视。但其施工有其难度和复杂的一面，也有其简单的一面，却不能笼统而谈。例如，基坑的开挖事前需要作哪些技术准备?采用种方法较为经济实用，效率最高且能否保证进度和质量？土方开挖放坡怎样方能即经济又安全?在开挖过程中遇地下水(流砂型、泥七型)和不良地基等如何处理?等等这些，需要细致研究如弃之不管，盲目施工．小则造成浪费．大则会影响工程顺利进行，甚至会导致事故的发生。

基坑开挖之前的准备

基坑开挖．应先做好各项技术准备工作。它是确保开挖能顺利进行的重要条件：(1)作好五通一平工作；(2)拆迁、开挖区域内障碍物；(3)摸清工程地质、水文、地下埋设物、管线等情况以及季节气候的影响；

(4)根据现有的施工条件确定施工方法和施工技术措施，不能满足时应重新确定施工方法．并积极的进行外援；(5)设置控制网，其应避开基坑开挖部位，据平面图定出基础位置．钉设龙门板桩．标出基础轴线位置和±0．00标高，并在实地划出基础开挖宽度，并且用白灰土测出基槽开挖边界界线；(6)面积大．纵向深，标高多的基坑开挖，应绘制土方开挖草图，包括土方挖掘路线、范围，各层挖深标高，放

坡系数，挖方的堆放位置等；(7)作好场地建筑物四周的排水措施，以防基坑积水；(8)正确区分地下水和表面积水，做好基坑的排水或降低地下水位以及土壁加固的机具和材料准备，确保基坑不塌方；(9)准备基坑开挖工具，机械及运土机具，确保油料，零配件的供应。同时在基坑开挖前要明确以下注意事项（1）基坑开挖对邻近建筑物或临时设施有影响时，应该提前采用安全防护措施;（2）基坑顶面应该提前做好地面防，排水设施;（3）基坑开挖时，不得采用局部开挖深坑及从低层向四周掏土；（4）基坑顶有动荷载时，在坑口边缘与动载间的安全距离应根据基坑深度、坡度、地质和水文条件及动载大小等情况确定，且不应小于1.0m;(5)在土石松动地层或在粉，细沙层中开挖基坑时，应先做好安全防护；当基坑开挖需要爆破时，应执行现行国家相行《爆破安全规程》中的有关规定；土质松动层基坑开挖必须进行支护；（6）基坑开挖时，应观测坡面稳定情况。当发现坑沿顶面出现裂缝，坑壁松塌或遇涌水、涌砂时，应立即停止施工，加固处理后，方可继续施工。

基坑开挖

基坑开挖方法：一般有人工和机械开挖两种，或其俩种方法结合使用；在特殊情况下，还可配以爆破方法。采用那种方法，视土质情况，工程量大小．现场具体劳动力和设备确定。

基坑开挖的主要工作：挖掘、出土、支护、排水、防水、清底以及回填等。施工时，应根据地址条件、水文条件、基坑开挖深度，开挖所采用的方法机具等采用不同的施工工艺。

土方边坡及其稳定

土方边坡

为了防止塌方，保证施工安全，在开挖深度超过一定限度时，均应在其边沿做成一定的坡度的边坡。

土方边坡坡度以其高度H 与宽度B 之比表示。即

土方边坡坡度=B H =H

B 1=m :1根据各层土质以及土体所受的压力，土方坡度可做成直线形和台阶形。合理地选择基坑边坡是减小土方量的有效措施。

边坡的稳定

基坑边坡的稳定，主要是由于土体内土颗粒之间存在摩擦阻力和内聚力，使土体具有一定的抗滑力来保持稳定。当土体的下滑力大于抗滑力，边坡就会失去稳定而发生滑动，这种滑动一般在一定范围内整体沿某一滑动面向下和向外移动。一旦土体失去平衡，土体就会塌方，不仅会造成人身安全事故，影响工期，有时还会危及邻近建筑物的安全。

基坑边坡的失稳往往是在外界不利因素影响下触发和加剧的。这些外界不利因素往往会导致土体剪应力的增加或抗剪强度的降低。 引起土体剪应力增加的因素主要有：

（1）坡顶上堆积物，行车等荷载；（2）雨水或地面水渗入土体使土中的含水量增加而造成土的自重增加；（3）地下水的渗流产生一定的动水压力；（4）土体的竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力；（5）边坡过陡，土体本身稳定性不够；

引起土体抗剪强度降低的因素主要有：

（1）土体本身较差或因气候影响使土质松软；

（2）土体内含水量增加使土体内聚力降低，产生润滑作用；

（3）饱和的细砂，粉砂因受振动而液化等；

基坑开挖方式

基坑开挖方式与基础的埋置深度，地质土的性质，施工周期的长短有关。可分为直立壁开挖、放坡开挖、支护开挖。按其基坑所处的环境可分为陆地基坑开挖和水中基础基坑开挖俩种。

陆地基坑开挖

基坑大小应满足基础施工要求，对有渗水土质的基坑坑底开挖尺寸，需要基坑排水设计和基础模板设计而定，一般基底尺寸应比设计平面各边增宽0.5～1m.基坑可采用垂直开挖、放坡开挖、支撑加固或其他加固的开挖方法，具体应该根据地质条件、基坑深度、施工期限与经验，以及有无地表水或地下水等现场因数来确定

坑壁不加支撑的基坑

对于在干枯无水河滩、河沟中，或有水经改河或者筑堤能排除地表水的河沟中；在底下水位低于基底；或渗透量少，不影响坑壁稳定；以及基础埋置不深（一般在5米之内），施工期较短，基坑开挖时不影响邻近建筑安全的施工场所，可考虑选用坑壁不加支撑的基坑。

不加支护的基坑开挖时，坑壁依靠土体本身的抗剪强度，或采用适量放坡的方式来解决边坡的稳定问题

基坑开挖时，基坑的形式有直坡式，斜坡式和踏步式等如下图

直坡坑壁基坑

当基础土质均匀，地下水位低于基坑，基坑顶边缘无荷载，土体处于半干硬或硬塑状态时，可采用坑壁不加支护而垂直开挖的方法。

如果坑壁垂直开挖超过深限值时，可采取踏步式坑壁开挖法或考虑放坡开挖以及做成直立壁加支撑。

斜坡式坑壁支撑

在天然土层上挖基坑，若深度在5米以内，施工期较短，基底处于地下水位以下，且土的湿度正常，构造均匀时，可采用放坡开挖。

如果坑壁开挖通过不同的土层时，可按土层分层选定边坡坡度，并留出至少0.5米的宽台阶。若土的湿度过大，可能引起坑壁坍塌时，坑壁坡度应采用该湿度下土的天然坡度。

坑壁有支撑的基坑

当基坑坑壁不易稳定并有地下水渗入，或放坡开挖现场地受限制，或者基坑较深、放坡开挖工程数量大，不符技术经济要求时，可视具体情况，采用以下加固坑壁措施，如挡板支撑、钢木结合支撑、混凝土护壁及锚杆支护等。常用的坑壁支撑形式有：直衬板式坑壁支撑、横衬板式坑壁支撑、框架式支撑及其他形式的支撑（如锚桩式、锚杆式、锚啶板式、斜撑式等）。

常用的支撑方法有：

1.横撑式支撑

分为水平式和垂直式支撑如图

水平式支撑，断续或者连续的挡土板水平放置。断续式水平挡土板支

撑适用于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土，深度在3米以内的基坑。连续式水平挡土板支撑，适用于较潮湿的活散粒的土，深度在5米以内的基坑。

垂直式支撑，断桩或连续的挡土板垂直放置。适于土质较松散或土的湿度很高、地下水较少、深度不限制的基坑。

2.锚拉支撑

水平挡土板支在桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆于锚桩拉紧，锚桩必须设在土的破坏范围以外，在挡土墙内侧回填土。适用于开挖面积较大、深度不大的基坑或使用机械挖土的基坑。如图

3.短柱横隔支撑

打入短木桩，部分打入土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土。适用于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。

4.钢板桩支撑

挖土之前在基坑周围打入钢板桩或钢筋混凝土板桩，板桩入土深度要通过计算确定，如基坑深度大，可加水平支撑。它适用于在一般地下水位较高的粘性或砂土层中应用，如图

5.大型钢构架横撑

在开挖的基坑周围打钢板桩或钢筋混凝土桩，在桩的位置上打上暂设的钢柱，在基坑中挖土，每下挖3-4m，装上一成钢构架支撑体系，挖土在钢构架网格中进行，亦可不预先打下钢柱，随挖随接长支柱。适用于饱和软土层中开挖较大、较深基坑，钢板桩刚度不够时采用。

水中基础的基坑开挖

桥梁墩台基础大多位于地表水位以下，有时水流还比较大，施工时都希望在无水或静止水进行。桥梁水中基础最常用的施工方案是围堰法。围堰法的作用主要是防水和围水，有时还起到支撑施工平台和基坑坑壁的作用。

工程实例

工程概况，蒿东河系杆拱桥，桩基采用灌注桩，基坑开挖深度-4,0m ～4,5m

工程概况：某16层钢筋砼框架结构商住楼，采用预应力薄壁臀桩．场地开阔的海淤地，东面40米有一河段及之上有建筑楼房。根据岩土勘测报告，表层为素填土，层厚0.8～2.70m、平均1.76m下层为黏土及大量的淤泥其中淤泥平均厚度达16m之厚，物理性质较差，基坑开挖深度为-4.0m～-4.5m，根据现场实际条件采用坑壁有支撑的钢板桩围堰基坑必要时在钢板桩外侧进行刷坡保持基坑稳定。

结语

通过上面介绍及工程实例就可以初步了解基坑开挖施工技术并且可以应地自宜的采取各种不同的基坑开挖方式，让我们在以后的工作中做到心中有数，游刃有余。