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浅析深基坑环撑设计对土方开挖的影响

作者：彭吉祥吴敏日期：2014-09-01 09:44 来源：房地产导刊

（中建三局第二建设工程有限责任公司 210000）
【摘要】本文主要结合某栋商业综合体
深基坑工程案例，介绍了深基坑环撑设计
对土方开挖的影响，根据土方开挖过程中
遇到的一些问题对支撑设计提出意见。
【关键词】深基坑；环撑设计；土方开挖
一、基坑及支撑概况
1.1.1 基坑开挖概况
基坑面积约27976 ㎡，周长737m，工
程±0.00 相当于吴淞绝对标高+8.15m，
自然地面标高-0.65m。整体基底标高
为-15.90，底板厚度为1m ；办公楼底板厚
1.8m，基底标高-16.70m，局部井坑开挖标
高-19.50m ；酒店式公寓楼底板厚1.6m，基
底标高-16.50m，局部井坑开挖标高-18.90m
（均为相对标高）。
1.1.2 支护设计概况
基坑支护采用Φ1200@1400 钻孔灌注
桩加三层钢筋砼支撑，水平支撑采用大小
环撑结合对撑形式。局部井坑不同开挖深
度分界线处采用一级自然放坡，坡比不大
于1 ：1.5。
二、土方开挖难点
现场环撑设计时考虑不周导致现场土
方开挖时遇到困难，对现场施工进度及安
全造成极大困扰，主要难点列举如下：
1）第二、三道支撑下净高小于2.8 米，
机械作业空间不足，支撑下土方须用小挖
机（PC50、60 类）掏挖倒土。
2）基坑支护未设计下坑栈桥坡道，所
有土方均通过修筑土坡道外运，土坡道影
响其覆盖范围下的水平支撑施工。
3）小环自第三层土方开始，开挖深度
较大，放坡距离长，使用自身出土坡道出
土量有限。
4）基坑支护设计未考虑局部井坑（局
部井坑开挖深度较大面基底下2.8 米）施工
安全要求，且降水不足，给土方开挖、基
坑安全造成巨大风险。
土方受诸多因素影响制约，开挖进度
较缓慢。土方开挖不仅延长了基坑暴露时
间，而且压缩了结构施工的工期。
三、现场土方开挖方法
3.1 开挖方法和顺序
第三层支撑封闭后，进行第四层土方
开挖，基底土方一并清理。根据工程总体
施工部署，尤其是底板施工顺序，结合基
坑现状，并充分考虑时空效应规律：遵循
分区、分块、分层、对称、平衡的原则，
对第四层土方进行分区并明确开挖顺序。
第四层土方开挖采用盆式开挖方法，
整体思路是自北向南退挖，分小环区域、
大环区域和坡道收尾等三个主要阶段，按
小环中心区域→小环周边区域→大环周边
区域→大环中心区域→公寓楼坡道区域的
顺序逐步向土建移交工作面。
由于第二、三道支撑设计净高较低，
仅能容下小挖机（PC50、60 型）勉强作业，
支撑下土方需通过小挖机多次接力倒运转
出，再由大挖机装车外运。出土坡道收尾
采用大挖机分层接力退挖，长臂挖机收底。
3.2 出土通道转换
由于业主基坑支护未设计栈桥和出土
坡道，基坑出土均通过土坡道外运，坡道
堆土影响其下面的水平支撑施工闭合，需
将土坡道进行转换，换取水平支撑施工空
间。从第三层土方开挖起，坡道和支撑施
工时空转换流程：
使用大环南侧坡道，开挖第三层土方，
施工第三层支撑（大环第三层支撑西侧区
段优先施工）→返土修筑大环西侧坡道并
启用→挖除大环南侧坡道，封闭第三层支
撑→开环间通道
小环区域自第三层土方起，开挖深度
较大，放坡距离长，使用小环自身出土坡
道出土量小。因此在大环和小环间开挖一
环间出土通道，小环第三层及以下土方通
过大环坡道外运。
在第三层支撑1~6 区（即大小环间对
撑区域）施工完成后，开始打通大小环间
出土通道，一直至小环区域土方外运完后
拆除。
由于第三层支撑距基底净高不足2.8
米，不满足运土车辆通行要求，需超挖环
间通道土层。将基底标高超挖1.5 米，用截
断的工程桩铺填，再砂石填密压实，上面
再浇筑300 厚配筋砼路面。
四、支撑设计优化建议
对设有水平支撑的基坑采用土坡道出
土缺点总结如下：
1）土坡道影响了其覆盖范围下水平支
撑施工，需交替转换坡道，降低了出土效率，
且支撑层数越多，影响越大；
2）土坡道反复转换，修筑和挖除工作
量大；且开挖完最后一层土后，土坡道收
坡困难缓慢；
3）土坡道随开挖深度放坡距离加大，
小环土方使用自设坡道出土量小，必须通
过大环坡道外运；
4）土坡道受天气影响较明显，雨天道
路湿滑，通行困难；晴天扬尘大，洒水降
尘效果差；
5）本工程土质疏松，修筑坡道边坡放
坡大，没有采取边坡加固，雨天容易坍塌，
且坡道路面也需换填加强。
6）土坡道临边没有设置安全阻挡和防
护，坡道无人行通道，人车共流。
综合来看，土坡道不利于水平支撑基
坑的出土效率，降低土方开挖进度，且安
全文明施工差，安全隐患多。
因为土坡道存在这些困难，所以在支
撑设计施工前，作为有经验的承包商，应
积极主动参与到支护设计过程中去，对支
撑上栈桥、水平支撑间净高，下基坑栈桥
坡道及支撑梁空隙设计等提出建设性建议，
从设计源头上优化设计方案，减小施工难
度，为工程创造出综合效益。针对本工程
支护设计及实际状况，提出以下几条建议：
1）针对本工程第二、三层支撑下净高
不能满足挖机作业和车辆通行要求，建议
加大支撑间净高。
2）在第一层支撑沿大小环设环形栈桥
封板，最小宽度4 米；在第一层对撑区也
设置栈桥封板，宽度取支撑梁两跨。
3）沿大环设置螺旋形下基坑栈桥坡道，
用于土方外运和地下室结构施工期间材料
进出，待拆第一层支撑时一并破除。