【摘要】：土方开挖是大型高层建筑地基施工的主体部分，因此，如何进行合理的施工对于整体工程的质量有很大的影响。本文就某一大型的高层建筑地基土方开挖工程为例，分别从土方开挖总体工程、土方的开挖流程以及土方开挖过程中的注意问题进行了分析。能够为高层建筑地基土方开挖工程提供一定的帮助。
【关键词】：高层建筑，土方开挖，工程分析
1 工程背景
某市为发展经济，在市中心附近拟建一大型综合基地。拟建工程本建筑面积约32万平米，基地内主要规划有超高层智能型办公楼、演播楼、酒店楼、商业设施及广场等。其中办公楼主楼地上42层，地上建筑总高度217.8m，裙房地上8层；酒店及公寓为地上37层，高度156.7m。酒店公寓演播楼及商业楼均为地上8层建筑，上述四个单体建筑通过一个地下三层的地下室连为整体，地下室底板顶标高-15.000m。
本工程基坑开挖面积约33500m2，基坑周长约770m，地下室裙房大底板开挖深度15.6m，塔楼厚底板区域开挖深度18.6m，裙房局部区域开挖深度16.6m。工程北侧为一居民小区，南侧为一高层活动中心，东侧为一条河流，西侧为一繁华闹市区，环境保护要求较高。经场地安排、施工筹划等统筹考虑，将基坑分为三个区先后开挖施工，可以加快塔楼工程的工期进度，有利于施工场地的布置，基坑外侧围护结构设计采用地下连续墙，中隔墙采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水的形式。
2 地基土方总体工程分析
土方开挖时地基建设工程中的主体工程，在这一环节中，不仅要考虑土的开挖，还要考虑工程过程中地下水、降水的影响。同时在开挖过程中要进行实时的检测，保证工程的安全性。
2.1 整体土方开挖的步骤分析
地基土方开挖基坑开挖过程中，大面积的土方卸载势必引起基坑周围土体的位移场变化，对周边环境产生不利影响。
基坑土方开挖应针对本地区软土的流变特性应用“时空效应”理论，严格实行限时开挖支撑要求。土方开挖、支撑施工为盆式开挖，总原则是应严格实行“分层、分段、分块、留土护壁、限时对称平衡开挖支撑”的原则，将基坑变形带来对周围设施的变形影响控制在允许的范围内。开挖过程中必须随挖随撑(或浇筑垫层)。土方开挖严格控制挖土量，严禁超挖。各分区基坑采用盆式挖土,边坡留土要求坡顶宽20m以上，坡脚宽25m以上。每一级坡高宽比应小于1：2。
另外，本工程塔楼厚底板开挖深度达15.6m，在不增加围护结构插入比的情况下，为确保塔楼区域基坑的安全稳定，在基坑开挖至裙房大底板区域后，先施工裙房底板，再开挖施工塔楼厚底板区域。其开挖步骤示意图如图1所示
图1土方开挖主要步骤示意图
2.2 土方开挖主要流程分析
土方开挖流程对土方开挖工程具有绝对的指导性，在本工程中，土方开挖具体流程主要包括八个步骤。
第一步：平整场地，施工硬地坪。
第二步：施工工程桩、立柱桩、止水帷幕、围护桩、降水井。
第三步：开挖至支撑圈梁顶标高，开槽浇筑砼圈梁及第1道钢筋混凝土支撑系统。
第四步：第1道支撑全部形成后，向下分区、分层开挖至第2道围檩标高，施工第2道混凝土围檩及支撑系统。
第五步：第2道支撑全部形成后，向下分区、分层开挖至基坑底标高，及时浇筑垫层、底板及周边传力带。
第六步：待基础底板及其传力带达到设计强度的80%后，拆除第2道钢筋砼支撑；施工地下2层楼板及其传力带。
第七步：待地下2层楼板及其传力带达到设计强度的80%后，拆除第1道支撑；施工地下室顶板。
第八步：基坑回填。
2.3 土方开挖过程中降水控制
对于潜水，基坑采用真空深井泵降水，每150~200m2设一口井。施工中必须确保降水效果，根据开挖工况地下水位必须降至开挖面1.0m以下。降水必须直至底板浇筑完毕达到设计强度，且得到主体单位认可后方可拆除。
本工程基坑内的土层含水量高，良好的降水措施有利于土方开挖，也有利于控制结构的变形。土方开挖前必须进行两星期以上的预降水过程。为减少和控制基坑降水对周围环境产生的不利影响，除了提高止水帷幕的质量外，还应对降水期间坑外水位的变化情况进行监测。特别要严格监视围护结构的渗漏情况，一旦发现渗漏水必须及时完成堵漏，必要时可以采取坑外回灌井点回灌水的措施以稳定坑外水位。本工程塔楼深坑未设置边坡加固，拟采用降水固结法改善土性，因此必须保证潜水的降水效果，以确保局部深坑开挖时的边坡稳定。
为确保基坑的安全施工，同时保护周边设施，基坑开挖施工前施工方应进行抽水试验，以进一步探明承压水头埋深、承压含水层埋深及其分布区域，并采取措施分级按需降低承压水头，以保证基坑开挖安全。
3 土方开挖过程中的注意问题分析
为保护地铁设施及相邻市政管线，必须严格控制地下墙槽壁加固施工、导墙施工、地墙成槽、第一道支撑圈梁的开挖浇筑施工及预降水等施工活动所造成的周边土体扰动。地墙槽壁加固、导墙、圈梁等施工过程中应分段跳仓施工，减少由其引起的地层固结沉降，影响各项设施和市政管线的使用安全。具体要求将在下一阶段的设计和施工组织中予以细化。在土方开挖中要贴别注意，当机械开挖最下一层土方时，坑底20～30cm厚的土层，用人工挖除整平，并防止坑底土扰动。无垫层坑底最大暴露面积不得大于200平方米，混凝土垫层直接浇捣至围护桩内侧面，使垫层能够起到一层支撑作用。开挖至坑底后须在24小时内完成垫层浇筑（分块），并及时进行地下室底板和结构施工
在基坑施工过程中跟踪施工活动，对坑周地层变形，附近建(构)筑物、各项设施、地下管线等保护对象的变形及受力情况进行实时监测，对变形及变形速率设置报警值，并将监测数据及时与计算预测值相比较，判断施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步的施工参数，实现信息化施工。因此，在基坑施工组织设计中必须制定和实施监测计划，进行信息化施工，保证基坑本身与周边环境的安全。基坑开挖及地下室施工期间，每天二十四小时应有专人巡视观察，如发现渗漏水现象，应及时采取措施堵塞。
参考文献
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