3.2基坑土方開挖工程基坑土方開挖工程 土方開挖是基坑工程施工中的重要工序，在大、土方開挖是基坑工程施工中的重要工序，在大、中型建設項目，由于土方開挖的工程量大、工期長，中型建設項目，由于土方開挖的工程量大、工期長，往往對整個建設項目的順利進行和經(jīng)濟效果有著較往往對整個建設項目的順利進行和經(jīng)濟效果有著較大的影響，因此必須嚴格按照支護結構設計的要求大的影響，因此必須嚴格按照支護結構設計的要求和施工組織設計的內(nèi)容進行精心準備、精心組織施和施工組織設計的內(nèi)容進行精心準備、精心組織施工。工。3.2.1 準備工作準備工作勘查現(xiàn)場（地上、地下）勘查現(xiàn)場（地上、地下）準備（三通一平）準備（三通一平）清理（障礙物）清理（障礙物）基坑土方開挖3.2.2 土方機械土方機械 基坑土方的開挖，力爭機械施工，以減輕繁重的體力勞動基坑土方的開挖，力爭機械施工，以減輕繁重的體力勞動并加快施工速度。采用機械挖土時，由于不能準確地挖至設計并加快施工速度。采用機械挖土時，由于不能準確地挖至設計標高，往往會使基土遭受破壞，因此，要預留標高，往往會使基土遭受破壞，因此，要預留200mm（鏟運（鏟運機）機）300mm（挖土機）土層由人工鏟除。（挖土機）土層由人工鏟除。（1）挖土機挖土機正鏟挖土機按工作結構分：反鏟挖土機拉鏟挖土機抓鏟挖土機按動力裝置分：挖土機機械單斗挖土機液壓單斗挖土機（見圖3.12）圖3.12（a）正鏟挖土機（b）反鏟挖土機（c）拉鏟挖土機（d）抓鏟挖土機特點特點：“前進向上，強制切土前進向上，強制切土”。其挖掘力大，生產(chǎn)率高，。其挖掘力大，生產(chǎn)率高，能開挖停機面以上的能開挖停機面以上的IIV級土，宜用于開挖高度大于級土，宜用于開挖高度大于2m的干的干燥基坑，但需設置上下坡道。燥基坑，但需設置上下坡道。正鏟挖土機正鏟挖土機開挖方式開挖方式：根據(jù)挖土機的開挖路線與運輸工具的相對位置根據(jù)挖土機的開挖路線與運輸工具的相對位置不同，可分為正向挖土側向卸土和正向挖土后方卸土兩種。不同，可分為正向挖土側向卸土和正向挖土后方卸土兩種。開行通道開行通道：根據(jù)挖土機的工作面尺寸與基坑的橫斷面尺根據(jù)挖土機的工作面尺寸與基坑的橫斷面尺寸，就可劃分挖土機的開行通道（圖寸，就可劃分挖土機的開行通道（圖3.13）。）。圖示是某基坑劃分為三條開行通道進行挖土的情況。第圖示是某基坑劃分為三條開行通道進行挖土的情況。第I次開行，次開行，采用正向挖土后方卸土方式，一次開挖到底；第采用正向挖土后方卸土方式，一次開挖到底；第II、III次開行都用正次開行都用正向挖土，側向卸土方式，一次開挖到底。進出口坡道的坡度為向挖土，側向卸土方式，一次開挖到底。進出口坡道的坡度為1:8。開挖較深的基坑時，應分層劃分開行通道，逐層下挖。開挖較深的基坑時，應分層劃分開行通道，逐層下挖。圖3.13 開行通道反鏟挖土機反鏟挖土機特點特點：“后退向下，強制切土后退向下，強制切土”。其挖掘力比正鏟小，。其挖掘力比正鏟小，能開挖停機面以下的能開挖停機面以下的III級土，宜用于開挖深度不大級土，宜用于開挖深度不大于于4m的基坑，對地下水位較高處也適用。的基坑，對地下水位較高處也適用。開挖方式開挖方式：溝端開挖與溝側開挖（圖溝端開挖與溝側開挖（圖3.14）。）。溝端開挖：就是挖土機停在溝端，向后倒退挖土，汽車停溝端開挖：就是挖土機停在溝端，向后倒退挖土，汽車停在兩旁裝土（圖在兩旁裝土（圖a）。該方法因挖土方便，挖土深度和寬度較大，）。該方法因挖土方便，挖土深度和寬度較大，而較多采用。當開挖大面積的基坑時，可分段開挖；當開挖深而較多采用。當開挖大面積的基坑時，可分段開挖；當開挖深基礎時，可分層開挖?；A時，可分層開挖。溝側開挖：就是挖土機沿溝一側直線移動挖土（圖溝側開挖：就是挖土機沿溝一側直線移動挖土（圖b）。此）。此法能將土棄于溝邊較遠處，但挖土寬度受限制（一般為法能將土棄于溝邊較遠處，但挖土寬度受限制（一般為0.8），），且不能很好地控制邊坡，機身停在溝邊而穩(wěn)定性較差；因此只且不能很好地控制邊坡，機身停在溝邊而穩(wěn)定性較差；因此只在無法采用溝端開挖或所挖的土不需要運走時采用。在無法采用溝端開挖或所挖的土不需要運走時采用。圖3.14 開挖方式（a）溝端開挖（b）溝側開挖拉鏟挖土機拉鏟挖土機特點特點：“后退向下，自重切土后退向下，自重切土”。其挖土半徑和挖土深度。其挖土半徑和挖土深度較大，能開挖停機面以下的較大，能開挖停機面以下的III級土，工作時，利用慣性級土，工作時，利用慣性力將鏟斗甩出去，挖得比較遠。但不如反鏟靈活準確，宜力將鏟斗甩出去，挖得比較遠。但不如反鏟靈活準確，宜用于開挖大而深的基坑或水下挖土。用于開挖大而深的基坑或水下挖土。開挖方式開挖方式：溝端開挖與溝側開挖。（圖：溝端開挖與溝側開挖。（圖3.15）圖3.15 拉鏟挖土機施工抓鏟挖土機抓鏟挖土機特點特點：“直上直下，自重切土直上直下，自重切土”。其挖掘力較小，只能開。其挖掘力較小，只能開挖的挖的I級土，抓鏟挖土機的抓鏟能在回轉半徑范圍內(nèi)開級土，抓鏟挖土機的抓鏟能在回轉半徑范圍內(nèi)開挖基坑上任何位置的土方。宜于開挖窄而深的基坑或水中挖基坑上任何位置的土方。宜于開挖窄而深的基坑或水中淤泥，適合水下開挖。（圖淤泥，適合水下開挖。（圖3.16）3.16 抓鏟挖土機施工（2）推土機）推土機 可用于棄土區(qū)的平整場地；開挖可用于棄土區(qū)的平整場地；開挖1.5m內(nèi)的基坑（槽）；內(nèi)的基坑（槽）；移挖作填，回填基坑（槽）、管溝；修筑高度在移挖作填，回填基坑（槽）、管溝；修筑高度在1.5m內(nèi)的堤內(nèi)的堤壩等；可鏟掘壩等；可鏟掘I類土，對類土，對IV類以上土需預松后才能作業(yè)，類以上土需預松后才能作業(yè)，并配合正、反鏟挖土機開拓工作面和停機面。見圖并配合正、反鏟挖土機開拓工作面和停機面。見圖3.13。圖3.17 推土機按推土刀的安裝形式分：推土機固定推土刀式回轉推土刀式按其工作裝置的操作方式分：推土機液壓操縱式機械操縱式按其行走裝置分：推土機履帶式輪胎式（3）鏟運機）鏟運機 鏟運機主要用于中距離大量土方的填挖和運輸工作，最適鏟運機主要用于中距離大量土方的填挖和運輸工作，最適用于濕度較小、含水量在用于濕度較小、含水量在25%以下的松散砂土和粘性土，但不以下的松散砂土和粘性土，但不宜在干燥的粉砂土及潮濕的粘土中作業(yè)，特別不宜在礫石層、宜在干燥的粉砂土及潮濕的粘土中作業(yè)，特別不宜在礫石層、凍土及沼澤地帶使用；只能鏟削凍土及沼澤地帶使用；只能鏟削I類、類、類土，若須鏟運類土，若須鏟運類類以上的土，則需先松土。鏟運機見圖以上的土，則需先松土。鏟運機見圖3.18按其行走機構分拖式自行式按鏟斗操縱方式分液壓操縱機械操縱按鏟斗卸土方式分強制卸土半強制卸土自由卸土按其斗容量分小型中型大型特大型 經(jīng)濟運距是鏟運機應考慮的一個重要因素，它隨鏟運機的經(jīng)濟運距是鏟運機應考慮的一個重要因素，它隨鏟運機的類型、斗容量不同而異。鏟運機常用的開行路線有環(huán)形路線和類型、斗容量不同而異。鏟運機常用的開行路線有環(huán)形路線和8字形路線。字形路線。圖3.18 鏟運機（4）裝運機及載重汽車）裝運機及載重汽車 裝運機使用于裝卸土方和散料，也可用于較軟土體的表裝運機使用于裝卸土方和散料，也可用于較軟土體的表層剝離、地面平整、場地清理和土方運送等，其作業(yè)方法與層剝離、地面平整、場地清理和土方運送等，其作業(yè)方法與推土機類似，有鏟運、轉運、卸料、返還等四個過程。推土機類似，有鏟運、轉運、卸料、返還等四個過程。載重汽車是土方運輸?shù)闹饕獧C械，當用挖土機挖土時，載重汽車是土方運輸?shù)闹饕獧C械，當用挖土機挖土時，一般采用自卸汽車配合，需配備的數(shù)量應保證挖土機的連一般采用自卸汽車配合，需配備的數(shù)量應保證挖土機的連續(xù)工作。載重汽車對道路有一定的要求，其輪距和載重量續(xù)工作。載重汽車對道路有一定的要求，其輪距和載重量是施工臨時結構設計的主要依據(jù)之一。是施工臨時結構設計的主要依據(jù)之一。裝運機裝運機載重汽車載重汽車3.2.3 挖土方法挖土方法 基坑的挖土方法大體可分為分層開挖、分段開挖、盆式基坑的挖土方法大體可分為分層開挖、分段開挖、盆式開挖和島式開挖這幾種，具體應根據(jù)基坑面積大小、開挖深開挖和島式開挖這幾種，具體應根據(jù)基坑面積大小、開挖深度、支護結構形式、環(huán)境條件等因素選用。度、支護結構形式、環(huán)境條件等因素選用。（1）分層開挖）分層開挖 分層開挖一般適用于基坑較深、土質(zhì)較軟弱、分層分層開挖一般適用于基坑較深、土質(zhì)較軟弱、分層開挖、整體澆灌混凝土墊層的工程。開挖、整體澆灌混凝土墊層的工程。開挖順序開挖順序：從基坑的某一邊向另一邊平行開挖，也可從基坑：從基坑的某一邊向另一邊平行開挖，也可從基坑兩頭對稱開挖或從基坑中間向兩邊平行對稱開挖，也可交替兩頭對稱開挖或從基坑中間向兩邊平行對稱開挖，也可交替分層開挖。分層開挖。挖運土方方式設坡道不設坡道土坡道棧橋式坡道鋼平臺棧橋階梯式（2）分段開挖）分段開挖 分段或分塊開挖，即開挖一塊后立即施工一塊混凝土墊層或分段或分塊開挖，即開挖一塊后立即施工一塊混凝土墊層或基礎，必要時可在已封底的基底與支護結構之間設置斜撐。分段基礎，必要時可在已封底的基底與支護結構之間設置斜撐。分段或分塊的大小、位置和開挖順序應根據(jù)開挖場地工作面條件、地或分塊的大小、位置和開挖順序應根據(jù)開挖場地工作面條件、地下室平面與深淺和施工工期的要求來確定。下室平面與深淺和施工工期的要求來確定。（4）盆式開挖）盆式開挖 盆式開挖適合基坑面積大、支撐或拉錨作業(yè)困難且無法放坡的盆式開挖適合基坑面積大、支撐或拉錨作業(yè)困難且無法放坡的基坑?；印ｉ_挖過程：開挖過程：開挖基坑中央，形成盆式開挖基坑中央，形成盆式施工中央?yún)^(qū)域的基礎底板施工中央?yún)^(qū)域的基礎底板及地下室結構，形成及地下室結構，形成“中心島中心島”開挖留坡位的土方，設置支撐開挖留坡位的土方，設置支撐施工邊緣部位地下室施工邊緣部位地下室c)邊緣土方開挖；d)邊緣地下結構施工a)中心開挖；b)中心地下結構施工1 邊坡留土；2基礎底板；3支護墻；4支撐；5坑底 圖3.19 盆式開挖方法 盆式開挖方法支撐用量小、費用低、盆式部位土方開挖盆式開挖方法支撐用量小、費用低、盆式部位土方開挖方便，這在基坑面積很大的情況下尤顯出優(yōu)越性，因此，方便，這在基坑面積很大的情況下尤顯出優(yōu)越性，因此，在大面積基坑施工中非常適用。但這種施工方法對地下結在大面積基坑施工中非常適用。但這種施工方法對地下結構需設置后澆帶或在施工中留設施工縫，將地下結構分兩構需設置后澆帶或在施工中留設施工縫，將地下結構分兩階段施工，對結構整體性及防水性亦有一定的影響。階段施工，對結構整體性及防水性亦有一定的影響。先行挖去基坑周邊土層，進先行挖去基坑周邊土層，進行桁架式支撐結構的架設或澆行桁架式支撐結構的架設或澆注，待周邊支撐形成后再開挖注，待周邊支撐形成后再開挖中間島區(qū)的土方，利用中間島中間島區(qū)的土方，利用中間島區(qū)的土方對開挖中基坑中心區(qū)區(qū)的土方對開挖中基坑中心區(qū)域底部的壓力來有效地控制周域底部的壓力來有效地控制周邊支護壁在支撐前的初始變形。邊支護壁在支撐前的初始變形。（3）島式開挖）島式開挖3.2.4 挖土注意事項挖土注意事項（1）施工機械應根據(jù)地下水高低、施工機械條件、進度要求）施工機械應根據(jù)地下水高低、施工機械條件、進度要求合理地選擇。合理地選擇。推土機或裝載機：深度推土機或裝載機：深度2m以內(nèi)，大面積基坑開挖；以內(nèi)，大面積基坑開挖；鏟運機：長度和寬度均較大的大面積土方一次開挖；鏟運機：長度和寬度均較大的大面積土方一次開挖；液壓正鏟挖土機：面積大且深的基礎；液壓正鏟挖土機：面積大且深的基礎；液壓反鏟挖土機：操作面較狹窄，且有地下水，土的濕度大。液壓反鏟挖土機：操作面較狹窄，且有地下水，土的濕度大。（2）土方開挖應繪制土方開挖圖，應盡可能使用機械開挖，）土方開挖應繪制土方開挖圖，應盡可能使用機械開挖，在基坑邊角部位和基底以上在基坑邊角部位和基底以上2030cm處土方采用人工或其他處土方采用人工或其他方法挖除。方法挖除。（3）基坑開挖時，兩人操作間距應大于）基坑開挖時，兩人操作間距應大于2.5m，多臺機械開挖，多臺機械開挖時，挖土機間距應大于時，挖土機間距應大于10m，并在其作業(yè)范圍內(nèi)不許其他作業(yè)。，并在其作業(yè)范圍內(nèi)不許其他作業(yè)。挖土應由上而下，逐層進行。挖土應由上而下，逐層進行。3.2.5 開挖方式開挖方式基坑開挖方式主要有放坡開挖和支護開挖兩種。基坑開挖方式主要有放坡開挖和支護開挖兩種。（1）放坡開挖）放坡開挖特點：特點：施工現(xiàn)場具有足夠的放坡場地，且基坑開挖不會影響施工現(xiàn)場具有足夠的放坡場地，且基坑開挖不會影響周圍環(huán)境、鄰近建筑物等；施工方便，造價較低；單級放坡周圍環(huán)境、鄰近建筑物等；施工方便，造價較低；單級放坡開挖時，坡高通常不超過開挖時，坡高通常不超過36m，否則應分級放坡開挖；當，否則應分級放坡開挖；當開挖深度大于開挖深度大于5m時，應進行邊坡穩(wěn)定性驗算并作有效處理。時，應進行邊坡穩(wěn)定性驗算并作有效處理。施工工藝：施工工藝：在地下水位高、坑底軟的地區(qū)，基坑可采用反鏟挖土機配在地下水位高、坑底軟的地區(qū)，基坑可采用反鏟挖土機配合運土卡車在地面作業(yè)；在地下水較低、坑底較硬的地區(qū)，合運土卡車在地面作業(yè)；在地下水較低、坑底較硬的地區(qū)，可使運土卡車下坑，正鏟挖土機在坑底作業(yè)?？墒惯\土卡車下坑，正鏟挖土機在坑底作業(yè)。防止邊坡失穩(wěn)的措施：防止邊坡失穩(wěn)的措施：不要在已開挖的基坑邊坡的影響范圍內(nèi)進行動力打入或靜不要在已開挖的基坑邊坡的影響范圍內(nèi)進行動力打入或靜力壓入的施工；不要在基坑邊坡頂堆加過重的荷載；土方出力壓入的施工；不要在基坑邊坡頂堆加過重的荷載；土方出土不宜沿已開挖的邊坡頂部；注意地表水的合理排放和井點土不宜沿已開挖的邊坡頂部；注意地表水的合理排放和井點降水措施；邊坡修坡、設置邊坡護面，邊坡坡腳抗滑加固。降水措施；邊坡修坡、設置邊坡護面，邊坡坡腳抗滑加固。（2）支護開挖）支護開挖支護開挖是在建筑物密集的場地、基坑深度較深時常采用的方法。支護開挖是在建筑物密集的場地、基坑深度較深時常采用的方法。特點特點：先在基坑周圍設置各種擋土的支護結構，然后開挖土：先在基坑周圍設置各種擋土的支護結構，然后開挖土方，必要時加支撐系統(tǒng)或拉錨結構；占地面積小，但造價高、方，必要時加支撐系統(tǒng)或拉錨結構；占地面積小，但造價高、工期長，且存在時間與空間效應問題。工期長，且存在時間與空間效應問題。挖土形式挖土形式：直壁無支撐開挖直壁內(nèi)支撐開挖直壁拉錨開挖施工工藝：施工工藝：直壁無支撐開挖時，一般地下水位較高，基坑深度在直壁無支撐開挖時，一般地下水位較高，基坑深度在5-6m，可采用反鏟挖土機配合運土卡車；直壁加內(nèi)支撐開挖時，一般可采用反鏟挖土機配合運土卡車；直壁加內(nèi)支撐開挖時，一般使用反鏟和抓鏟挖土機，采用周邊桁架支撐形式時，可擬定島使用反鏟和抓鏟挖土機，采用周邊桁架支撐形式時，可擬定島式開挖，采用十字對撐式時，可擬定盆式開挖；直壁加拉錨開式開挖，采用十字對撐式時，可擬定盆式開挖；直壁加拉錨開挖時，一般按錨桿的設置位置進行分層開挖。挖時，一般按錨桿的設置位置進行分層開挖。