高层建筑土方开挖施工的技术探讨

周增威

摘要：随着城市的快速发展，建筑技术日新月异，特别是随着高层建筑的增加，土方开挖施工技术也有了新的突破，已广泛应用于高层建筑施工。作为高层建筑施工的基础，土方开挖施工技术水平可以有效降低工程造价，提高工程总体质量。但是我国土方开挖技术还处于不断探索的阶段，对于技术方面存在的一些问题，仍然需要不断研究先进有效的土方开挖施工技术。本文主要对对高层建筑土方开挖技术进行了分析，简要介绍了准高层建筑土方开挖施工技术的种类和要点。

关键词：高层建筑；土方开挖；施工技术；技术探讨

引言

随着经济的发展，城市规模不断扩大，旧城区正在被拆除和重建，导致大规模地下空间项目的开发建设，如超高层建筑地下室，地下商场，地下停车场，大型地铁站等建设项目。而地下工程的大规模建设涉及到许多地下结构、管道和对变形敏感的建筑物，因此，这也给高层建筑的施工带来了难题，在高层建筑施工中，土方开挖施工是非常关键的环节，是否能做好充分的准备工作，科学选择施工计划，使用先进的施工技术是影响高层建筑土方开挖施工技术、确保高层建筑施工质量最重要的因素。

1.高层建筑土方开挖施工技术前的准备

1.1按时空效应分块抽条挖土措施。土体具有弹性，在受荷后会产生塑性变形，而且变形将随时间增加。土体塑性变形的速度与载荷的大小有关，一般来说，坑内被动区域的土体流动塑性变形的速度小于被动土压力之前的土体，土体的时间效应和空间效应不可分离，合理的土方开挖方法，局部残土在坑内的的合理分布可以有效地增加被动土中的被动区压力，减小流量的塑性变形和。

1.2开挖原则。顶板以上的土方开挖采用明挖方式，由于地下管道数量庞大，土方开挖前要综合考虑市政管网图纸，全面掌握设计内容的各方面信息，确保图纸的准确性。还需要做好现场验证工作，施工现场的水文地质将影响开挖施工，因此，在開挖前进行工程勘察是不可或缺的，包括对施工现场进行调查、收集相关的地质资料。另外，还需要清理施工现场的障碍物，保证施工场地的平整。

1.3开挖方式。主要的土方开挖方式主要是机械为主，人工为辅。机械开挖方式主要用反铲挖掘机挖土，由于施工现场不易堆土，因此需要边挖边退，将土方外运。对于土层高度200mm以上的土层、管道1m周围土层都使用人工开挖修整。开挖过程中应做好测量和加强检查，在地下室铺设测量控制桩，将桩长控制在300mm，根据胶合板的接合位置或控制线均匀地布置桩，以确保底模的平坦度和准确度。

2.高层建筑土方开挖施工技术

2.1放坡土方开挖法。放坡土方开挖法适用于基坑周围有空旷地带用来放坡、周围建筑设施比较少地方采用，而且整个过程不需要支撑施工，具有施工空间宽阔、施工周期短、经济可靠的优势。当开挖土方含水量较大且不稳定、基坑较深、或由周围场地限制需要使用陡坡、垂直开放控制土质较差时，应临时支撑加固。开挖大宽度基坑时，当地块不能分段放坡，或者由基坑尺寸受限不能放大坡度，应在下坡采取加强措施，比如可以使用短桩和隔膜支架、石头或编织袋临时存放短桩，以保护坡脚。

2.2盆式土方开挖。对于土壤膜开挖土方施工，绝大多数土方需要回挖，这将使挖掘效率不高，导致模板和支撑无法正常拆除，同时导致资源的浪费。因此，考虑到开挖效率和经济效益，大面积的基坑可采取盆式土方开挖技术，使基坑的周围土壤得到保护，中部的大部分土壤可以明挖，不仅有利于控制基坑的变形，还可以提高挖掘效率。另一方面需要预留基坑周围土体位置的宽度、坡度、高度，方便进行是施工稳定性验算，防止出现失稳滑动现象。

2.3中心岛土方开挖。中心岛式土方开挖适用于大型基坑，支撑结构的支撑形式为角撑板、环梁或侧桁架式，中间有大空间。利用这一点，可以使用土墩的中间作为支点来建立支架，挖掘机可以使用支架开挖挖掘，运输土壤车辆也可以使用支架进入坑内携带土壤。这种土方开挖方法能有效加快挖土速度，一般底板的厚度大，当挖掘地板时，特别是当地板的高度较大或建筑物靠近重要的保护建筑物或设施时，由于挖掘支撑的间隙较大会导致变形。此时，按照中心岛土方开挖施工，首先浇筑坑底中间，达到一定强度后，再对其他位置在挖掘底部进行抽挖，这些位置需要控制一定间隔，分条浇筑地基，每层地面挖土至混凝土浇筑施工完成时间应控制在72h以内。

2.4逆作法土方开挖。逆作法土方开挖施工方法是首先在逆作面上形成垂直结构，并且从顶部到底部构造以下水平地下结构，利用水平地面结构用于抵消围护结构的侧向土压力的施工方法。这种施工方法具有很多优势，比如自上而下的结构和地下结构可以同时施工，项目进展加快，项目总工期大大缩短；水平结构比支撑构件更刚性，因此外壳变形小，有利于保护周围的建筑物和设施；围护体、支撑等用于主体，从而节省了大量的成本；使用封闭，覆盖挖掘施工，减少了灰尘，降低了噪声，有利于现场施工文明和环境保保，可以使结构设计更加合理等。同时在采用逆作法土方开挖时，要注意地下连续墙的施工，加强清理措施，采取措施防止地下室措施崩溃，防止因过度沉降造成的垂直荷载超过允许值要求；采取措施确保墙壁的垂直度。

3.结语

随着中国社会经济发展越来越快，人们对建筑业的发展也更加关注，建筑的需求也日益增大，如何延长高层建筑的使用寿命，确保施工质量成为建筑行业需要解决的重要问题。土方开挖施工技术作为高层建筑深基坑建设的重要技术之一，直接影响工程建设的质量，不仅可以提高高层建筑的施工质量，增加其使用年限，而且还可以降低项目成本，达到最大化工程建设的经济效益的最大化。因此在进行高层建筑的土方开挖施工时，应综合全面的考虑实际情况，制定科学合理的施工方案，选择最经济有效的土方开挖施工技术，确保高层建筑土方开挖工作的顺利完成。

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现代物业杂志社

2020-03-19