放坡开挖基坑工程设计与施工

放坡开挖基坑工程设计与施工

【摘要】对于地基的土质较好、开挖深度8m以上、有足够场所放坡的工程可以采用放坡开挖的方式。本文以某工程为例讨论了在软土地基、深度达8m的工程中放坡开挖基坑方法的应用，并且针对基坑开的施工中遇到的难点和重点，提出了相应的理论原则,详述了施工的方法以及顺序。

【关键词】基坑；放坡；开挖方法；降水

1.前言

以某市的快速干线网立交工程为例，该工程是以下穿隧道为主体的工程。该下穿隧道主要由长0.24km的开口框架以及长为781.24km的闭合箱型框架组成，隧道全长318.124km，隧道的施工方法主要是明挖顺筑法，开挖的最大深度是0.718km，宽度大约为0.036~0.043km。工程在ZK55+4921142位置由地面向基坑过渡，在ZK55+612114深度最大，坡度是1∶1125。在ZK55+6901382处直接放坡，与地面衔接的位置是在ZK55+8101382处，坡度也为1∶1125。本工程开挖范围内的土层主要有人工填土层、粉质粘土层和淤泥质土，这些土层自上而下分布[1]。

2.该工程施工难点与重点

(1)开挖地基的土质差，土质含水量高，淤泥分布广泛且厚度较深。开挖时，极其容易产生基底的隆起、土体的产生坍塌等事故。(2)该施工路段处于雨量充分的亚热带海洋性季风气候区，由于该区域细粉砂层的分布较广，孔隙较大，渗水较严重。因此，基坑在开挖之前，需将该处的地下水位降至基底1m以下，来保证基坑安全的开挖。(3)隧道泵房要挖到12m以下，这样就造成了土方开挖的难度较大，还易发生泵房积水现象的发生。

3.基坑开挖及支护

3.1.基坑围护的设计

由于该地基以淤泥、淤泥质土层为主，为了使地基承载能力得到提高，需用直径5m间距115米的水泥搅拌桩以矩形布置的方式进行处理。同时为了保证基坑两侧的稳定，需在基坑两侧打一排直径7m的钻孔支护桩。

3.2.基坑开挖的具体方法

在基坑开挖的过程中需遵循“竖向分层、纵向分段、快速封底”的原则，掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”的要求，做好基坑的排水工作。即“沿纵向按限定长度在每个开挖段中分层、分小段逐段开挖，使基坑不长时间暴露在外面。”为了使得基坑获得一个相对稳定的边坡，在基坑施工前选择并确定好合理及安全的基坑边坡坡度，这种边坡的稳定可以不依靠横向支撑，通过自身的平衡取得，这不仅方便了施工还减少了工程的造价[2]。根据工程原有条件，原来的道路快速路，分为八车道路面较宽，有足够的放坡空间。因此，深度3m内，放坡开挖后要进行土钉墙的支护，其坡比为1∶1125，开挖的宽度为43m；而深度3m以下需要加支护后才能开挖，宽度为36m。

竖直方向按所定设计，分层自上而下开挖，一般要分成两个阶段进行。第一阶段的开挖方式是放坡开挖，使用6台挖掘机同时进行施工，开挖的高度为3米。第二阶段是对支护桩段的开挖，高度为2~418m，采用4台挖掘机进行施工作业。为了使基坑在开挖是更加的安全，第二阶段要分层开挖土层，每一层的深度不能大于2米，纵向上要设计一坡度为1∶115的基坡，在每一层的土方之间要预留出一定长度的平台。基底的0.3米以上要采用人工方式进行开挖，为了防止挖掘机碰撞到两侧的水泥搅拌桩，则需要随时清理基底水泥搅拌桩四周的土体，同时要清除墙体四周0.3~0.3米处的土体，避免挖掘机破坏边墙的支护桩。

3.3.基坑的开挖施工

基坑开挖大致工艺流程分为降水、表层的开挖、对称方向放坡开挖、对冠梁的施工、分层分布向下开挖（该步的每层之间要严格监测）、挖至基底和对底板的施工等几步。

为保证开挖主体的施工作业，基坑采用台阶式整体开挖的方式，先对称开挖基坑的两侧，后挖中间的预留土体，最后才挖到基底。根据设计的要求，以泵房为界限，将基坑以南区A2I段和北区J2O段分开，以倒退的方式组织双边从中间向两边施工。利用现有的交通条件，将挖出的土体运出去。开挖的先后顺序，首先开挖的是南区已经完成的围护结构以及基底以及处理的A2I段，以倒退开挖的方式自I节挖向A节。当北区的围护结构和基底处理好后，再对J2O节施工，施工的方向是从J节挖向O节[3]。

为了保证基坑开挖时安全，对于上部分的土方要分两步进行开挖，对于基坑

下部分的土方，要以分层的方式逐层挖至基坑的底部。开挖的具体步骤大致分为以下几个方面。

第一步要先对基坑两侧的土体以放坡的方式开挖，预留中间的土方不进行施工。两侧放坡开挖的宽度为0.815km，高度是310米，纵向分段开挖的长度为20m。使用挖机刷坡需要对放坡的地方一次成形。但是由于各处的土质情况的不同，要预留出厚度为20厘米左右的土层，以人工方式刷坡。每段刷完后，要立即使用钉墙对边坡进行防护，边坡的防护作业与开挖作业要交叉进行。

第二步是对中间预留土方进行开挖，用挖掘机对该处进行直接开挖，开挖的高度是3米，为了防止中间段土方的塌落，要使中间土方在开挖时，与下层的土体之间有一不小于1:1的坡度。

第三步要分两次开挖基坑剩余的土体，第一次开挖2米，第二次开挖至基底30厘米以上，第三步要平行作业土方的开挖与中间预留土方的开挖，开挖间两层土方平台的长度不小于8米，需采用挖机挖至基底。基坑完成开挖后，要进行搅拌桩的验收工作，验收完成后，及时对基坑底板进行施工，避免其过长期暴露在外。

3.4.基坑边坡支护

为了使基坑不要过长时间暴露在外，基坑边的开挖施工完成以后，要立即组织施工人员对坡面散落的土体进行清理，使坡面较为平整，并要做到对坡面的及时支护。

3.4.1.锚杆施工

放坡中的坡面要使用直径为22mm长度4米的钢筋，以及直径为15mm长两米的钢筋进行长短交错布置，钢筋的布置为矩形，间距为2~3m。利用砖机钻孔，安装好锚杆，还要以底部注浆的方式灌注水泥净浆。

3.4.2.挂钢筋网

挂设钢筋网的位置主要在锚杆加固的边坡处以及坡顶的1米范围之内。钢筋的安装要尽可能的贴近坡面，与设置的锚杆或者是其他的固定装置进行牢固的连接。

3.4.3.喷射注浆

土层的表面喷射混凝土是为了增强混凝土层的抗剪能力，混凝土层的厚度为

6厘米，强度要达到C20。喷射作业要采用砼运输车运到工作面，利用喷砼机作业。喷射注浆要分层分片自上而下的进行，要一次性的喷到设计的厚度。

4.基坑降水

基坑降水的目的有两点一是为了防止地表的水流入到基坑之中，冲刷边坡造成塌方和基坑被水注满。因此开挖之前，要沿基坑的周围筑起堤坝开挖水沟，设计好疏水排水系统。二是为了防止当基坑的底面低于地下水的水位时，地下水渗透到基坑中。因此必须要左海基坑降水的设计，降低地下水位的具体办法是采用轻型井点降水法。该方法要根据施工区域的地质情况以及平面的形状来设计。轻型井的直径为60厘米，井的深度是6米，每口井纵向距离是30米，单排进行布置，并且还要在泵房处加设一口降水井，井深11米。需在基底面下1米处设计降水的深度[4]。

5.结语

对于场地比较空旷、开挖深度达不到8米的基坑工程，就可以考虑用放坡开挖的方式来进行施工，不需要使用横向的支撑，不仅方便了施工还大大缩减了开挖工程的总造价。我们从实践中可以了解到，这种方法经济合理、技术可行、安全可靠。在基坑设计施工的过程中要注意以下几个技术要点。第一、不得在基坑两侧的坡顶堆放土体和原料。第二、基坑开挖时要遵循“分层、分步、对称、平衡、限时”和“竖向分层、纵向分段”的施工原则。第三、土方开挖施工进程中，要确保排水系统的正常运转，做好监测工作防止墙体的渗漏，及时设置坑内排水沟和集水井。第四、机械开挖要与人工方式相互辅助，为了防止超挖保持土体的原状，基底以上30厘米的土层最好采用人工开挖方式。

【参考文献】

[1]高水琴.放坡开挖基坑的施工技术.科学技术与工程[J],2010(3):818-821.

[2]徐扬青.深基坑工程设计的优化原理与途径.岩石力学与工程学报

[J],2010(2):248-251.

[3]林佑高，王铮亮.放坡开挖基坑工程在码头干地施工的应用.水运工程

[J],2009(7):184-187.

[4]刘学东，吉文元.放坡开挖基坑工程设计与施工.现代装饰理论

[J],2010(10):117-119.