6-2-9深基坑土方开挖.pdf

6-2-9 深基坑土方开挖........................................................................................ 2 6-2-9-1 放坡挖土 ........................................................................................ 2 6-2-9-2 中心岛（墩）式挖土....................................................................... 7 6-2-9-3 盆式挖土（图6-188）................................................................... 10 6-2-9-4 深基坑土方开挖的注意事项 .......................................................... 10 6-2-9-5 土方开挖阶段的应急措施.............................................................. 12 6-2-9 深基坑土方开挖深基坑挖土是基坑工程的重要部分，对于土方数量大的基坑， 基坑工程工期的长短在很大程度上取决于挖土的速度。

另外，支护结构的强度和变形控制是否满足要求， 降水是否达到预期的目的， 都靠挖土阶段来进行检验，因此，基坑工程成败与否也在一定程度上有赖于基坑挖土在基坑土方开挖之前， 要详细了解施工区域的地形和周围环境；土层种类及其特性；地下设施情况； 支护结构的施工质量； 土方运输的出口； 政府及有关部门关于土方外运的要求和规定（有的大城市规定只有夜间才允许土方外运）要优化选择挖土机械和运输设备；要确定堆土场地或弃土处； 要确定挖土方案和施工组织；要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护基坑工程的挖土方案，主要有放坡挖土、中心岛式（也称墩式）挖土、盆式挖土和逆作法挖土前者无支护结构，后三种皆有支护结构6-2-9-1 放坡挖土放坡开挖是最经济的挖土方案当基坑开挖深度不大 （软土地区挖深不超过4m；地下水位低的土质较好地区挖深亦可较大）、周围环境又允许时，经验算能确保土坡的稳定性时，均可采用放坡开挖开挖深度较大的基坑， 当采用放坡挖土时， 宜设置多级平台分层开挖， 每级平台的宽度不宜小于1.5m放坡开挖要验算边坡稳定， 可采用圆弧滑动简单条分法进行验算对于正常固结土，可用总应力法确定土体的抗剪强度，采用固结快剪峰值指标。

至于安全系数，可根据土层性质和基坑大小等条件确定，上海的基坑工程设计规程规定，对一级基坑安全系数取1.38~1.43；二、三级基坑取1.25~1.30快速卸荷的边坡稳定验算，当采用直剪快剪试验的峰值指标时，安全系数可相应减小20%采用简单条分法验算边坡稳定时，对土层性质变化较大的土坡， 应分别采用各土层的重度和抗剪强度 当含有可能出现流砂的土层时，宜采用井点降水等措施对土质较差且施工工期较长的基坑， 对边坡宜采用钢丝网水泥喷浆或用高分子聚合材料覆盖等措施进行护坡坑顶不宜堆土或存在堆载（材料或设备） ，遇有不可避免的附加荷载时，在进行边坡稳定性验算时，应计入附加荷载的影响在地下水位较高的软土地区， 应在降水达到要求后再进行土方开挖，宜采用分层开挖的方式进行开挖分层挖土厚度不宜超过2.5m挖土时要注意保护工程桩，防止碰撞或因挖土过快、高差过大使工程桩受侧压力而倾斜如有地下水， 放坡开挖应采取有效措施降低坑内水位和排除地表水，严防地表水或坑内排出的水倒流回渗入基坑基坑采用机械挖土，坑底应保留200~300mm厚基土，用人工清理整平，防止坑底土扰动 待挖至设计标高后， 应清除浮土， 经验槽合格后， 及时进行垫层施工。

基坑机械挖土，常用的单斗液压挖掘机如表6-134 所示北京地区的西苑饭店和长城饭店即为放坡开挖和部分放坡开挖的大型基坑西苑饭店的基础分主楼（ A） 、大厅（ B）和北厅（ C）三个部分主楼基础设置在卵石层上，基础底标高-12m；大厅和北厅的基础设置在细砂及轻粘砂层上，大厅基础的底标高为-9.13m，北厅基础的底标高为 -9.50m 和-7.55m基坑用反铲挖土机放坡开挖 主楼部分分三层开挖， 大厅和北厅部分分两层开挖开挖前先用推土机破冻土层自然地坪的绝对标高为51.20m，相对标高为 -0.8m第一层开挖， A、B、C三部分全挖至 -5.80m处，实际挖深 5m第二层留设坡道，挖土机下槽开挖，B、C 部分挖至 -8.73m 处，挖深2.93m，余下的土方由人工进行清理；A 部分挖至-7.30m处，挖深 1.50m第三层 A 部分挖至 -11.10m处，挖深 3.8m，余下的土方由人工进行清理（图6-184） 总的施工顺序是： A、B、C 部分的第一层→ A、C 部分的第二层→ A 部分的第三层→ B 部分的第二层为使挖土机能下槽开挖，留设1：6 坡度的坡道施工中共用 3 台反铲挖土机，总挖土量为60096m3。

国产单斗液压挖掘机的主要技术性能参数表 6-134 项目单位上海建筑机械厂北京建筑机械厂合肥矿山机械厂上海建筑机械厂抚顺挖掘机制造厂上海建筑机械厂长江挖掘机厂WY15 WY50 WY60A WY100 WYl00B R942HD WY160A 主参数斗容量m3 0.15 0.5 0.6 1.0 1.0 0.4~2.0 1.6 整机质量t 4.2 10.6 17.8 45 29.4 31.1 38.5 电动机功率 /转速kW/r/min 20.59/2000 66/2000 69.17/2150 110.33/1800 117.68/1800 125.04/2150 128.71/1800 液压系统系统形式定量二级变量全功率变量定量全功率变量全功率变量全功率变量系统工作压力MPa 13 16 25 最大 32 28 30 28 最大流量L/min 2× 50 2×100＋100 2× 125 2× 109 2× 180 2× 200 2× 220 主油泵形式双联齿轮泵齿轮泵轴向柱塞泵双列径向柱塞泵斜轴式变量泵双联轴向变量泵斜轴式轴向柱塞泵回转机构驱动方式、转角液压马达、 全回转、动臂液压马达、全回转液压马达、全回转液压马达、全回转液压马达、全回转液压马达、全回转液压马达、全回转最大回转速度r/min 摆动土 50~10 8.9 8.65 7.88 6.7 0~7.8 6.9 行走装置履带式行走速度km/h 1.5~2.2 3 3.4 1.6/3.2 2.2 0~2.6 1.77 爬坡能力% ≥40 70 45 45 45 80 80 接地比压kPa 35 40 50，31，28 66，52，42 60 67 88 轮胎式驱动方式行走速度km/h 爬坡能力% 离地间隙mm 330 410 452 475 514 520 528 工作装置、工作尺寸工作装置反铲反铲反铲、正铲装载反铲、正铲、抓斗反铲正铲、 反铲、抓斗正铲、反铲、抓斗反铲最大挖掘深度mm 3000 4500 5140 5703 5855 8100 6100 最大挖掘半径4800 7380 8460 9030/1200 10535 11600 10600 最大挖掘高度3640 7300 7490 7570 9015 9500 8100 最大卸载高度2400 5040 5600 5390 7345 7550 5830 最大挖掘力kN 17 51 100 120 113.4 斗杆 155， 铲斗 146 压铲 180，正铲 200 正铲最大挖掘高度6350 7000 7800 8100 最大挖掘半径6540 7900 8600 8050 最大挖掘深度mm 2960 2850 2800 3250 最大卸载高度3960 4200 3900 5700 理论生产率m3/h 38 90~120 120 200 200 280 外形尺寸全长mm 5030 7160 9280 9530 10265 反铲 10900，正铲 7600 全宽1687 2430 2650 3100 3000 3258 3500 全高2200 2670 3220 3400 3148 3330 4050 图 6-184 基坑放坡开挖布置图6-2-9-2 中心岛（墩）式挖土中心岛（墩）式挖土，宜用于大型基坑，支护结构的支撑型式为角撑、环梁式或边桁（框）架式，中间具有较大空间情况下。

此时可利用中间的土墩作为支点搭设栈桥 挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土这样可以加快挖土和运土的速度（图6-185） 图 6-185 中心岛（墩）式挖土示意图1-栈桥； 2-支架（尽可能利用工程桩）；3-围护墙； 4-腰梁； 5-土墩中心岛（墩）式挖土，中间土墩的留土高度、边坡的坡度、挖土层次与高差都要经过仔细研究确定 由于在雨季遇有大雨土墩边坡易滑坡，必要时对边坡尚需加固挖土亦分层开挖， 多数是先全面挖去第一层， 然后中间部分留置土墩， 周围部分分层开挖 开挖多用反铲挖土机， 如基坑深度大则用向上逐级传递方式进行装车外运整个的土方开挖顺序， 必须与支护结构的设计工况严格一致要遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则挖土时，除支护结构设计允许外， 挖土机和运土车辆不得直接在支撑上行走和操作为减少时间效应的影响， 挖土时应尽量缩短围护墙无支撑的暴露时间一般对一、二级基坑，每一工况挖至规定标高后， 钢支撑的安装周期不宜超过一昼夜，混凝土支撑的完成时间不宜超过两昼夜对面积较大的基坑， 为减少空间效应的影响， 基坑土方宜分层、 分块、对称、限时进行开挖，土方开挖顺序要为尽可能早的安装支撑创造条件。

土方挖至设计标高后， 对有钻孔灌筑桩的工程， 宜边破桩头边浇筑垫层， 尽可能早一些浇筑垫层， 以便利用垫层 （必要时可加厚作配筋垫层）对围护墙起支撑作用，以减少围护墙的变形挖土机挖土时严禁碰撞工程桩、支撑、立柱和降水的井点管分层挖土时，层高不宜过大，以免土方侧压力过大使工程桩变形倾斜，在软土地区尤为重要同一基坑内当深浅不同时， 土方开挖宜先从浅基坑处开始，如条件允许可待浅基坑处底板浇筑后，再挖基坑较深处的土方如两个深浅不同的基坑同时挖土时，土方开挖宜先从较深基坑开始，待较深基坑底板浇筑后，再开始开挖较浅基坑的土方如基坑底部有局部加深的电梯井、水池等，如深度较大宜先对其边坡进行加固处理后再进行开挖上海梅龙镇广场工程施工时即采用中心岛（墩）式挖土方案该建筑为位于上海南京西路闹市中心的高层建筑，基坑尺寸约92m×92m，开挖面积约 8500m2，土方总量约 131000m3，开挖深度 -15.30m支护结构为地下连续墙和三层钢筋混凝土水平支撑，支撑中心标高分别为-2.50m，-7.50m 和-12.30m 降水用 36 根深井泵（用于深层降水） 和 6 套真空井点（用于浅层降水）考虑到基坑挖土期间只有东西方向运输车辆可进出，为此在东西方向搭设长20m、宽 6m 的栈桥，栈桥内端与中心土墩相连，这样在东西方向可形成通道，便于车辆在其上运土。

栈桥支柱尽可能利用工程桩，否则需专门打设灌筑桩 栈桥面的坡度约 8°栈桥是混凝土框架结构，是整个挖土期间的运土通道，要确保其畅通无阻土方开挖采用墩式开挖，主要是利用中心土墩搭设栈桥，以加快土方外运为此挖土顺序如图6-186 所示第一次挖土用 3 台大型反铲挖土机从天然地面挖至第一层支撑底，即挖除标高-0.80m~-2.90m之间的土用 50 辆 15t 的自卸汽车运土，每天挖土可达 1500m3I 层土挖走后浇筑第一层钢筋混凝土支撑和搭设运土的栈桥第二次挖土要待第一层钢筋混凝土支撑达到规定强度、栈桥搭设完。