基坑土石方开挖作业指导书(图文并茂).doc

目 录1 适用范围42 引用技术标准43作业准备43.1技术准备43.1.1一般准备43.1.2 现场勘查53.1.3劳动力准备53.1.4其他准备53.1.5土方开挖条件54 基坑开挖的一般原则65 基坑土方开挖方法85.1基坑不同边界形式下的土方开挖方法85.1.1基坑放坡土方开挖方法95.1.2有围护的基坑土方开挖方法95.1.3放坡与围护相结合的基坑土方开挖方法115.2基坑边界面不同长度条件下的土方分层分段开挖方法125.2.1 基坑边界面不分段土方开挖方法125.2.2 基坑边界面分段土方开挖方法125.3基坑边界内的土方分层分块开挖方法165.3.1基坑岛式土方开挖方法175.3.2基坑盆式土方开挖方法195.3.3、岛式与盆式相结合土方开挖方法195.3.4分层分块土方开挖方法205.4基坑开挖施工道路和施工平台的设置225.4.1施工道路的设置235.4.2栈桥平台的设置236常用机械及其选型241 适用范围在建筑工程中，基坑土方开挖的目的是为了进行地下结构的施工。为了实现上方开挖，就必须采取相应的支护施工技术，以保证基坑及周边环境的安全。基坑支护设计应综合考虑基坑上方开挖的施工方法，而从坑上方开挖的方案则应结合幕坑支护设计确定。本指导书主要涉及常用土方施工机械及其施工方法、基坑土方开挖的基本原则、不同条件下基坑土方开挖的方法、基坑土方回填的方法、基坑开挖施工道路和施工平台设置等内容。本指导书涉及的基坑土方开挖方法主要是以软土地区为对象，所述内容具有普遍性，但考虑到地域的差异性，各地区幕坑上方开挖的方法尚应结合当地的具体情况加以确定。2 引用技术标准（1）建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012（2）建筑地基基础设计规范GB50007-2011（3）基坑工程手册（第二版）3作业准备3.1技术准备3.1.1一般准备1、测量场地原始地貌。2、场地若有支护墙，待支护墙强度达到100%后开始开挖。3、施工人员和特殊工种必须持证上岗，并经核实后方可施工。4、在施工前仔细查阅图纸和方案，并把相关问题解决在施工前，做到施工中重点突出，施工控制点心中有数。5、检查图纸和资料是否齐全，核对平面尺寸和标高，图纸相互间有无错误。6、掌握设计内容及各项技术要求，了解工程规模、结构形式、特点、工程量和质量要求。7、熟悉土层地质、水文勘察资料。8、施工之前对相关管理人员、施工作业人员、测量人员、焊工等进行专项施工技术和安全交底。3.1.2 现场勘查了解工程场地情况，收集施工需要的各项资料，包括施工场地地形、地貌、运输道路、邻近建筑物、管线、地上施工范围内的障碍物和堆积物状况，排水系统等，以便为施工规划和准备提供资料和数据。3.1.3其他准备1、道路防遗洒措施（1）挖掘机装车不得过满（运输车上土方堆放最高点不得超出槽帮500mm，边缘低于槽帮100mm），各出入口设专人对运输车覆盖苫布并清扫车辆。现场门口设置醒目的提示牌，以提示司机及有关人员在执行运输任务时注意防止遗洒。（2）车辆行进途中拐弯要慢行，防止甩土。车辆出场前由专人检查上盖，上盖关闭不严的车辆严禁出场。（3）设置冲车泵、洗车池，清洗车轮，现场及周边道路覆盖密目网，安排专人及时清扫。2、防扬尘措施配备一辆自制的洒水车，对施工场区经常洒水，对施工道路、场地采用适当硬化或覆盖草袋等措施，消除扬尘源。3.1.4土方开挖条件1、已完成设计交底和技术交底；2、基坑开挖降水施工方案通过专家审查；3、基坑施工方案已审查，应急预案内容已落实到现场；4、围护结构及冠梁已完成，满足设计强度要求；5、临时钢立柱已完成，降水已满足要求，水位在每层开挖面以下5m，在基坑最后一层开挖时，地下水位降至基地以下1m，符合开挖条件要求；同时施工现场坑外排水措施已完成；6、已按监测方案对临近管线、建筑物和基坑布置监测控制点，且已测取初始值；7、基坑开挖、支护的机械、材料已落实到现场；8、清除现场障碍物，对场地进行平整，施工道路符合挖土施工条件；9、挖土卸土点已落实；10、混凝土路面已经进行了破除。4 基坑开挖的一般原则（1）基坑开挖应按“分层、分段、分块、对称、均衡、适时”和“先撑后挖、限时支撑、严禁超挖”的原则开挖；（2）当支护结构构件强度达到开挖阶段的设计强度时，方可下挖基坑；对采用预应力锚杆的支护结构，应在锚杆施加预加力后，方可下挖基坑；对土钉墙，应在土钉、喷射混凝土面层的养护时间大于2d后，方可下挖基坑；（3）应按支护结构设计规定的施工顺序和开挖深度分层开挖；当基坑开挖面上的锚杆、土钉、支撑未达到设计要求时，严禁向下超挖土方；许多工程实践证明，超挖轻则引起基坑过大变形，重则导致支护结构破坏、坍塌，基坑周边环境受损，酿成重大工程事故。当主体结构采用桩基础且基础桩一施工完成时，应根据开挖面下土层性状，限制每层开挖厚度，以免造成基础桩偏位；当支护结构为重力式水泥土强时，沿水泥土墙方向应分区段开挖，每一开挖区段的长度不宜大于40m。（4）锚杆、土钉的施工作业面与锚杆、土钉的高差不宜大于500mm；（5）开挖时，挖土机械不得碰撞或损害锚杆、腰梁、土钉墙面、内支撑及其连接件等构件，不得损害意识工地基础桩；（6）开挖当基坑采用降水时，应在降水后开挖地下水位以下的土方；如果在降水前开挖地下水位以下的土层，因地下水的渗流可能导致流砂、流土的发生，影响支护结构、周边环境的安全。降水后，由于土体的含水量降低，会使土体强度提高，也有利于基坑的安全与稳定。（7）当开挖揭露的实际土层性状或地下水情况与设计依据的勘察资料明显不符，或出现异常现象、不明物体时，应停止开挖，在采取相应处理措施后方可继续开挖；（8）挖至坑底时，机械挖土应挖至坑底以上20-30cm，余下土方应采用人工修底的方式挖除，避免扰动基底持力土层的原状结构。机械挖土过程中应有防止工程桩侧向受力的措施，坑底以上工程桩应根据分层挖土过程分锻凿除；（9）夜间施工时，应有足够的照明设施：在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖；（10）当知乎结构或其基坑周边环境出现下列情况时，应立即停止开挖，并根据危险产生的原因和可能进一步发展的破坏形式，采取控制或加固措施。危险消除后，方可继续开挖。必要时，应对危险部位采取基坑回填、地面卸土、临时支撑等应急措施。当危险由地下管道渗漏、坑体渗水造成时，应及时采取截断渗漏水源、疏排渗水等措施。支护结构沉降位移监测结果达到设计规定的限值；支护结构位移速率增长且不收敛；支护结构构件内力超过设计值；支护结构构件出现影响整体结构安全性的损坏；基坑出现局部坍塌；开挖面出现隆起现象；基坑出现流土、管涌现象。5 基坑土方开挖方法本指导书分别从基坑不同边界形式下基坑边界面不同长度条件下基坑边界内坑中坑四个视角逐级讲述基坑土方的开挖方法。基坑不同边界形式下的土方分层开挖方法，反映的是挖土过程在基坑边界剖面的具体表现；基坑边界而不同长度条件下的上方分层分段开挖方法，反映的是挖土过程在基坑边界纵向面具体表现；基坑边界内的土方分层分块开挖方法，反映的是挖土过程在整个基坑平面上的具体表现。通过这三种开挖方式的叙述，可以个而了解基坑开挖的基本规律。5.1基坑不同边界形式下的土方开挖方法基坑边界是指基坑边剖面及其附近区域，基坑边界形式是指为保证坑壁稳定所采取的具体围护或支护方式。同一个基坑可能只有一种边界形式，也可能是多种边界形式的组合。常用的边界形式如图5-1所示。不同的边界形式其土方开挖的方法不尽相同。图5-1 基坑不同边界形式（a）放坡（b）水泥土重力式围护墙（c）土层锚杆或土钉墙（d）板式悬臂围护墙（e）临时内支撑结合板式围护墙（f）梁板结构代替临时支撑结合板式围护墙5.1.1基坑放坡土方开挖方法当场地允许并能保证土坡稳定时，可采用放坡开挖，较深的基坑也可采用多级放坡开挖。由于地域的不同，放坡开挖的要求差异较大。放坡基坑开挖深度放坡开挖边坡坡度应根据地质水文资料、边坡留置时间、坡顶堆载等情况经过验算确定，各地区应根据相关规定确定放坡开挖允许的深度和坡度。地质条件较好、每级边坡深度较浅，可以按每级边坡高度分层厚度进行分层开挖（如图5-2a）。地质条件较差，或各级边坡深度较大，或挖掘机性能受到限制，各级边坡也可以采取分层开挖的方法（如图5-2b）图5-3 放坡基坑边界土方开挖方法（a）各级边坡竖向一次性开挖（b）各级边坡竖向分层开挖5.1.2有围护的基坑土方开挖方法1、有围护无内支撑的基坑土方开挖有围护无内支撑的基坑一般包括采用土钉、复合土钉支护、土层锚杆支护、板式悬臂围护墙、水泥土重力式围护墙、钢板桩拉锚支护的基坑。当基坑支护采用土钉或锚杆时，基坑开挖应采取分层开挖的方法，并与支护施工交替进行。每层土方开挖深度一般为土钉或锚杆的竖向间距，按照开挖一层土方施工一排土钉或锚杆的原则进行施工。图5-4 土钉支护、复合土钉支护、涂层锚杆支护基坑边界分层土方开挖方法（a）土钉支护分层开挖（b）复合土钉支护分层开挖（c）土层锚杆支护分层开挖板式悬臂围护墙和水泥土重力式围护墙的基坑边界的开挖，应根据地质情况、开挖深度、周边环境、坑边堆载控制要求、挖掘机性能等确定分层开挖方法。若基坑开挖深度较浅，且周边环境条件较好，可采取竖向一次性开挖的方法。若基坑开挖深度较深，或周边环境保护要求较高，基坑边界的开挖可采取竖向分层开挖的方法。图5-5拉锚支护基坑边界分层土方开挖方法钢板桩拉锚支护基坑边界的开挖，应采取分层开挖的方式。第一层土方应首先开挖至拉锚围檩底部200mm300mm，拉锚支护形成并按设计要求施加预应力后，下层土方方可进行开挖。对于有些有围护无内支撑的基坑工程，由于受现场条件限制，或支护工程的特殊需要，可在竖向采用组合的支护方式。竖向组合的支护方式可在土钉支护、复合土钉支护、土层锚杆支护、板式悬臂围护墙、水泥土重力式围护墙、钢板桩拉锚支护等形式中选择，其土方分层开挖的方法可参照各支护形式加以确定。2、全深度范围有围护有内支撑的基坑土方开挖内支撑体系可分为有围檩支撑体系和无围檩支撑体系。有围檩支撑体系可采用钢管支撑、型钢支撑、钢筋混凝土支撑；无围檩支撑体系可采用钢管支撑、型钢支撑；圆形围檩属于一种特殊的内支撑体系。利用水平结构代替临时内支撑的基坑也属于有内支撑基坑的一种形式，包括利用水平结构梁或水平结构梁板代替临时支撑的形式。对于采用顺作法施工的有内支撑的基坑，其边界应采用分层开挖的方式，分层的原则是每施工一道支撑后再开挖下一层上方。第一层上方的开挖深度一般为地而至第一道支撑底，中间各层土方开挖深度一般为相邻两道支撑的竖向间距，最后一层土方开挖深度应为最下一道支撑底至坑底。顺作法施工的有内支撑基坑边界的分层开挖方法如图5-6a。对于采用逆作法施工的基坑，其边界亦采用分层开挖的方式。分层的原则与顺作法相似，其分层开挖方法如图5-6b。代替临时支撑的水平结构因为是永久结构，所以应根据结构施工要求，采用相应的模板施工方案，一般可采用胶合板木模、组合钢模、泥底模等形式。采用胶合板木模支模形式对结构施工质量有保证，采用泥底模形式对结构质量难以控制，泥底模一般在特殊情况下采用。采用胶合板木模形式，常用的支撑形式是短排架支模方式，所以土方分层厚度尚应考虑短排架支模的空间要求，分层挖上深度应距结构底标高一定距离。图5-6 有内支撑基坑边界土方开挖方法（a）顺作法分层开挖（b）逆作法分层开挖5.1.3放坡与围护相结合的基坑土方开挖方法为了节约建设成本和缩短建设工期，对于地质条件和周边环境条件较好、开挖深度相对较浅，且具有放坡场地的基坑，有时会采用上段放坡下段围护的边界形式的基坑支护。其开挖方式也是基坑放坡土方开挖方法和有围护的基坑土方开挖方法在竖向上的组合。对于上段或下段基坑开挖的方法可参照本章5.1.1和5.1.2的相关内容。5.2基坑边界面不同长度条件下的土方分层分段开挖方法基坑的平面形状存在多样性，但无论是哪一种形状的基坑，其边界面一般为具有一定长度和高度的直面或曲面。按照对称、平衡、限时的挖土原则，针对边界形式、开挖深度、周边环境等情况，根据基坑边界直面或曲面的长短应制定不同的分层分段挖土方法。基坑边界面不同长度条件下的土方分层分段开挖方法，可通过基坑平面范围内土方分层分块开挖在基坑纵向边界而上的表现特征体现。通过基坑平面分层分块开挖控制基坑变形，减少对周边环境影响的开挖方法，在施工中已经被广泛采用。5.2.1 基坑边界面不分段土方开挖方法对于面积较小的基坑，可采用不分块的开挖方法；对于面积较大的有内支撑的基坑，若第一层土方开挖深度较浅，且周边环境较好，可根据具体情况采用不分块的开挖方法；对于第一道支撑采用钢筋混凝土支撑的狭长形地铁车站基坑，第一层土方的开挖也可采用不分块的开挖方法。基坑不分块的开挖方法在边界面的表现特征即为不分段开挖方法，基坑边界面不分段开挖方法，包括分层和不分层两种形式。基坑边界面不分层不分段开挖方法，适用于采用一级放坡开挖的基坑、水泥土重力式围护墙的基坑、板式悬臂围护墙的基坑。基坑边界面分层不分段的开挖方法，适用于放坡基坑的开挖、有围护基坑的土方开挖、放坡与围护相结合基坑的土方开挖。5.2.2 基坑边界面分段土方开挖方法对于基坑边界面纵向长度较大，开挖深度较深，周边环境复杂，或开挖对周边环境可能造成影响的基坑，为了较好的控制基坑变形，基坑边界面可分若干段先后进行开挖，即采取边界面分段的开挖方法。边界面分段开挖一般综合考虑工程特点、施工工艺、环境要求等因素，结合土方工程实际确定具体的挖土施工方案。基坑边界面分段开挖方法同样包括分层和不分层两种形式。分层的方式可参考本章5.1的内容。基坑边界面不分层分段土方开挖方法一般适用于一级放坡基坑、水泥土重力式围护墙的基坑、板式悬臂围护墙的基坑。基坑边界面分层分段土方开挖方法一般试用于较深的放坡基坑的土方开挖、有围护基坑的土方开挖、放坡于围护相结合基坑的土方开挖。其中土钉支护或土层锚杆支护基坑、有内支撑的狭长形基坑、有内支撑的分块开挖基坑最为典型。（1）土钉支护或土层锚杆支护基坑边界面分层分段土方开挖对于土钉支护或土层锚杆支护形式的基坑，基坑边界面分段长度一般控制在2030m，以复合土钉支护基坑边界面分层分段开挖为例，基坑典型开挖方法如图5-7所示。图5-7 土钉支护基坑边界面分层分段开挖方法（2）有内支撑的狭长形基坑边界面分层分段土方开挖地铁车站等狭长形基坑一般采用板式支护结合内支撑的形式，地铁车站一般处于城市中心区域，且开挖深度较大，基坑变形控制和周边环境保护要求很高。对于各道支撑均采用钢支撑的狭长形基坑，可采用斜面分层分段开挖的方法。每小段长度一般按照l2个同层水平支撑间距确定，约为3m8m，每层厚度一般按支撑竖向间距确定，约为34m，每小段开挖和支撑形成时间均有较为严格的限制，一般为12h36h。斜面分层分段纵向总坡度通过人量工程实践证明，其坡度不宜人于l:3；各级土方边坡坡度一般不应大于1:1.5，各级边坡平台宽度一般不应小于3 m；边坡间应根据实际情况设置安全加宽平台，加宽平台之间的上方边坡一般不应超过二级，加宽平台宽度一般不应小于9.0m。为保证斜面分层分段形成的多级边坡稳定，除按照上述边坡构造要求设置外，尚应对各级小边坡、各阶段形成的多级边坡以及纵向总边坡的稳定性进行验算。采用斜而分层分段开挖至坑底时，应按照设计或基础底板施工缝设置要求，及时进行垫层和基础底板的施工，在基础底板形成以后，方可继续进行相邻总想边坡的开挖。各道支撑均采用钢支撑的狭长形基坑边界面斜面分层分段开挖方法如图5-8所示。图5-8 各道支撑均采用钢支撑的狭长形基坑边界面斜面分层分段开挖方法当周边环境复杂，或地铁车站相邻区域有同时施工的基坑等情况，为更有效的控制基坑变形，有时基坑采用钢支撑与钢筋混凝土支撑交替设置的形式，如第一道和第五通支撑采用钢筋混凝上支撑，其余支撑采用钢支撑的形式，如图5-9。图5-9 钢支撑与钢筋砼支撑交替设置的狭长形基坑边界面斜面分层分段开挖方法该类情况基坑土方开挖可分为三个阶段，第一阶段先开挖第一道钢筋混凝土支撑底部以上的土方，可采取不分段连续开挖的方法，待钢筋混凝土支撑强度达到设计要求后再开挖下层土方；第二阶段开挖第一道支撑底部至第五道支撑底部之间的土方，采用斜而分层分段开挖的方法，待第五道钢筋混凝土支撑强度达到设计要求后再开挖下层土方，如图5-10a；第三阶段开挖第五道钢筋混凝土支撑底部以下的土方，采用斜面分层分段开挖的方法，如图5-10b。图5-10 钢支撑与钢筋砼支撑交替设置的狭长形基坑边界面斜面分层分段开挖方法（a）第二阶段土方开挖方法（b）第三阶段土方开挖方法狭长形基坑在平面上可采取从一端向另一端开挖的方式，也可采取从中间向两端开挖的方式。从中间向两端开挖方式一般适用于长度较长的基坑，或为加快施工速度而增加挖土工作面的基坑。分层分段开挖方法可根据支撑形式合理确定，以第一道为钢筋混凝土支撑，其余各道为钢支撑的狭长形基坑为例，基坑边界面斜面分层分段开挖方法如下图5-11所示。图5-11 从中间向两端开挖的狭长形基坑边界面斜面分层分段开挖方法 (3）有内支撑的分块开挖基坑边界而分层分段上方开挖方法对于长度和宽度均较大的有内支撑的基坑，如果基坑中部区域有对撑系统，为了控制基坑变形或便于均衡流水施工，应采取平面分块依次开挖的方法，可先开挖中部区域有对撑系统的土方，在中部对撑系统形成后，再开挖其余部分的土方，这种开挖方法在边界面的表现即为分层分段开挖的形式。以全深度范有二道钢筋混凝土支撑的基坑为例，分层分段开挖顺序按图示编号进行，边界面分层分段开挖方法如图5-12。图5-12 基坑边界面分层分段土方开挖方法5.3基坑边界内的土方分层分块开挖方法对基坑边界内的土方在平面上进行合理分块，确定各分块开挖的先后顺序，允分利用未开挖部分土体的抵抗能力，有效控制土体位移，以达到减缓基坑变形、保护周边环境的目的。一般可根据现场条件、基坑平面形状、支撑平面布置、支护形式、施工进度等情况，按照对称、平衡、限时的原则，确定土方开挖方法和顺序。基坑对称开挖一般是指根据基坑挖土分块情况，采用对称、间隔开挖的一种方式；基坑限时开挖一般是指根据基坑挖土分块情况，对无支撑暴露时间采取控制的一种方式；基坑平衡开挖是指根据开挖面积和开挖深度等情况，以保持各分块均衡开挖的一种方式。5.3.1基坑岛式土方开挖方法1、岛式土方开挖方法的适用范围先开挖基坑周边的土方，挖土过程中在基坑中部形成类似岛状的土体，然后再开挖基坑中部的土方，这种挖土方式通常称为岛式土方开挖。岛式土方开挖可在较短时间内完成基坑周边土方开挖及支撑系统施工，这种开挖方式对基坑变形控制较为有利。而基坑中部大面积无支撑空间的土方开挖较为方便，可在支撑系统养护阶段进行开挖。岛式土方开挖适用于支撑系统沿基坑周边布置且中部留有较大空间的基坑。边桁架与角撑相结合的支撑体系、圆环形桁架支撑体系、圆形围檩体系的基坑采用岛式土方开挖较为常见。土钉支护、土层锚杆支护的基坑也可采用岛式土方开挖方式。2、岛式土方开挖主要方式和方法岛式土方开挖主要有三种方式：方式1：在开挖基坑周边土方阶段，土方装车挖掘机在基坑边或基坑边栈桥平台上作业，取土后由坑边土方运输车将土方外运。在开挖基坑中部岛状土方阶段，先由基坑内的挖掘机将土方挖出或驳运至基坑边，再由基坑边或基坑边栈桥平台上的土方装车挖掘机进行取土，由坑边土方运输车将土方外运。采用这种方式进行岛式土方开挖，施工灵活，互不干扰，不受基坑开挖深度闲置。方式2：在开挖基坑周边土方阶段，土方装车挖掘机在岛状土体顶面作业，取土后由岛状土体顶面上的土方运输车通过内外相连的栈桥通路将土方外运。在开挖基坑中部岛状土方阶段，先由基坑内的挖掘机将土方挖出或驳运至基坑中部，由基坑中部岛状土体顶面的土方装车挖掘机进行取土，再由基坑中部的土方运输车通过内外相连的栈桥道路将土方外运。采用这种方式进行岛式土方开挖，施工灵活，互不干扰，但受基坑开挖深度限制。方式3：在开挖基坑周边土方阶段，土方装车挖掘机在岛状土体顶面作业，取土后由岛状土体顶面上的土方运输车通过内外相连的土坡将土方外运。在开挖基坑中部岛状土方阶段，现有基坑内的挖掘机将土方挖出或驳运至基坑中部，由基坑中部岛状土体顶面的土方装车挖掘机进行取土，再由基坑中部的土方运输车通过内外相连的土坡将土方外运。采用这种方式进行土方开挖，施工繁琐，相互干扰，基坑开挖深度有限。岛式土方开挖不一定是全深度范围采取的挖土方式。岛式土方开挖可适用于全深度范围的土方开挖，也可适用于分层开挖基坑的某一层或几层的土方开挖，具体运用可根据实际情况确定。岛式土方开挖主要方法：采用岛式土方开挖时，基坑中部岛状土体的大小应根据支撑系统所在区域等因素确定，岛状土体的大小不应影响整个支撑系统的形成。基坑中部岛状土体形成的边坡应满足相应的构造要求，以保证挖土过程中岛状土体的稳定。岛状土体的高度一般不大于9m，当高度大于4m时，可采取二级放坡的形式。当采用二级放坡时，为满足挖掘机停放以及土体临时堆放等要求，放坡平台宽度一般不小于4m。每级边坡坡度一般不大于1:1.5，采用二级放坡时总边坡坡度一般不大于1:2。为满足稳定性要求，应根据实际工况和荷载条件，对各级边 坡和总边坡进行验算。当岛状土体较高或验算不满足稳定性要求时，可对土体的边坡进行加固。基坑采用一级放坡的岛式土方开挖方式，可通过基坑边、基坑边栈桥平台或岛状土体顶面的土方装车挖掘机直接取土装车外运，也可通过基坑内的一台或多台挖掘机将土方挖出并驳运至土方装车挖掘机作业范围，由土方装车挖掘机取土装车外运。若基坑采用二级放坡的岛式开方开挖方式，可通过基坑内的一台或多台挖掘机将土方挖出并驳运至基坑边、基坑边栈桥平台或岛状土体顶面的土方装车挖掘机作业范围，由土方装车挖掘机取土装车外运。土方装车挖掘机、土 方运输车辆在岛状土体顶部进行挖运作业，须在基坑中部与基坑边部之间设置栈桥道路或土坡用于土方运输。采用栈桥道路或土坡作为内外联系通道，土方外运效率较高。栈桥通路或土坡的坡度一般不大于1:8，坡通而还应采取防滑措施，保证车辆行走安全。采用土坡作为内外联系通道时，一般可采用先开挖土坡区域的土方进行支撑系统施工，然后进行回填筑路再次形成土坡，作为后续土方外运行走通道。用于挖运作业的土坡，自身的稳定性有较高的要求，一般可采取护坡、土体加固、疏干固结土体等措施，土坡路面的承载力还应满足土方运输，车辆、挖掘机作业要求。5.3.2基坑盆式土方开挖方法1、基坑盆式土方开挖方法适用范围盆式土方开挖方法即先开挖基坑中部的土方，挖土过程中在基坑追散步形成类似盆状的土体，然后再开挖基坑周边的土方。盆式土方开挖由于保留基坑周边的土方，减小了基坑围护结构的无支撑时间，对控制围护墙的变形和减小周边环境的影响较为有利。而基坑周边的土方可在中部支撑系统养护阶段进行开挖。喷施土方开挖适用于基坑中部无支撑或支撑较为密集的大面积基坑。喷施土方开挖可适用于全深度范围基坑土方开挖，也适用于分层开挖基坑的某一层或几层土方开挖，具体运用可根据实际情况确定。2、盆式土方开挖的主要方法采用盆式土方开挖时，基坑中部盆状土体的大小应根据基坑变形和环境保护等因素确定。基坑中部盆状土体形成的边坡应满足相应的构造要求，以保证挖土过程中盆边土体的稳定。盆边土体的高度一般不大于9m，盆边宽度一般不小于10m。当盆边高度大于4m时，可采取二级放坡的形式；当采用二级放坡时，为满足挖掘机停放以及土体临时堆放等要求，放坡平台宽度一般不小于4m。每级边坡坡度一般不大于1:1.5，采用二级放坡时总边坡坡度一般不大于1:2。为满足稳定性要求，应根据实际工况和荷载条件，对各级边坡和总边坡进行验算。在基坑中部进行土方开挖形成盆状土体后，盆边土体应按照对称的原则进行开挖。对于顺作法施工盆中采用对撑的基坑，盆边土体开挖应结合支撑系统的平面布置，先行开挖与对撑相对应的盆边分块土体，以使支撑系统尽早形成。对于逆作法施工采用盆式土方开挖时，盆边土体应根据分区大小，采用分小块先后开挖的方法。对于利用盆中结构作为竖向斜撑支点的基坑，应在竖向斜撑形成后开挖盆边土体。5.3.3、岛式与盆式相结合土方开挖方法岛式与盆式相结合的土方开挖方法是基坑竖向各分层土方采用岛式或盆式进行交替开挖的一种组合方法。岛式与盆式相结合的土方开挖方法有先岛后盆、先盆后岛和岛盆交替三种形式，在工程中采用何种组合方式，应根据实际情况确定岛式与盆式相结合的土方开挖。以上段复合土钉墙、下段板式支护的基坑为例，采用先岛后盆的土方开挖方法，竖向分层土方典型开挖方法如图5-13所示。图5-13 先岛后盆开挖5.3.4分层分块土方开挖方法1、分层分块土方开挖方法的概念及适用范围对于分层或不分层开挖的基坑，若基坑不同区域开挖的先后顺序会对基坑变形和周边环境产生不同程度的影响时，需划分区域，并确定各区域开挖顺序，以达到控制变形，减小周边环境影响的目的。岛式土方开挖和盆式土方开挖属于分层分块土方开挖中较为特殊的方式。分层分块土方开挖方法是基坑土方工程中应用最为广泛的方法之一，为复杂环境条件下的超大超深基坑工程所普遍采用。分层分块土方开挖可用于大面积无内支撑的基坑，也可用于大面积有内支撑的基坑。分层分块土方开挖可适用于全深度范围基坑土方开挖，也可适用于分层开挖基坑的某一层或几层土方开挖，各层土方的分块和开挖顺序可根据实际情况确定。2、分层分块土方开挖的主要施工方法对于长度和宽度较大的基坑，一般可将基坑划分为若干个边部分块和中部分块。通常情况下应先开挖中部分块再开挖边部分块，采用这种土方开挖方式应遵循盆式土方开挖的方法。若支撑系统沿基坑周边布置且中部留有较大空间，可先开挖边部分块再开挖中部分块，开挖过程应遵循岛式土方开挖方法的相关要求。对于以单向组合对撑系统为主的基坑，通常情况下应先开挖单向组合对撑系统区域的条块土体，及时施工单向组合对撑系统，减少无支撑暴露时间，条块土体在纵向应采用间隔开挖的方式。对于设置角撑系统的基坑，通常情况下可先开挖角撑系统区域的角部土体，及时施工角撑系统，控制基坑角部变形。应在控制基坑变形和保护周边环境的要求下确定基坑土方分块的大小和数量，制定分块施工先后顺序，并确定土方开挖的施工方案。土方分块开挖后，与相邻的土方分块形成高差，高差一般不超过7.0m。当高差不超过4.0m时，可采用一级边坡；当高差大于4.0m时，可采用二级边坡。采用一级或二级边坡时，边坡坡度一般不大于1:1.5；采用二级边坡时，放坡平台宽度一般不小于3.0m。各级边坡和总边坡应经稳定性验算。某工程基坑分层分块土方开挖实例：下图所示工程中基坑采用地下连续墙和竖向三道钢筋混凝土支撑。基坑南侧和西侧临近主干道，环境保护要求较高。基坑面积较大，支撑采用对撑和角撑及边桁架形式，土方开挖采用分层开挖的方法。由于采用3道支撑，土方竖向分四层进行开挖。根据支撑平面特点，第一层土方分5块进行开挖，第二层和第三层土方分12块进行开挖，第四层土方分7块进行开挖。第一层土方由于挖土速度较快，对周边环境影响较小，所以采用较大的分块方案，每一分块均宽使支撑系统在较短时间内形成，第一层土方分块开挖的先后顺序编号如下图5-14所示。图5-14 第一层土方分块开挖顺序第二层和第三层土方由于挖土速度相对较慢，为减少基坑变形，所以采用较小的分块方案，每一分块开挖都可使该区域的支撑在短时间内完成，从而使局部支撑系统及时形成并发挥作用，直至整个支撑系统形成，第二层和第三层土方分块开挖先后顺序编号如图5-15所示。图5-15 第二、三层土方分块开挖顺序第四层土方根据基础底板后浇带位置，以及主楼基础位置进行分块开挖，第四层土方分块开挖先后顺序编号如图5-16所示。图5-16 第四层土方分块开挖顺序该基坑北侧为弧形地下连续墙围护，地下连续墙变形过大可能会导致基坑渗漏，而南侧为交通主干道，车辆频繁行走会对基坑变形产生不利影响，所以土方开挖分块原则以尽早形成南北对撑为控制原则。同时根据角撑特点，角撑区域土方分块开挖采用由角部向基坑内退挖的方法，限时形成角撑，减少无支撑暴漏时间。这种分块挖土方法在对撑系统结合角撑系统的基坑中应用较为普遍。5.4基坑开挖施工道路和施工平台的设置基坑开挖过程中，施工道路和施工平台的设置是土方工程顺利进行的保证。施工道路一般包括坑外道路、坑内土坡道路、坑内栈桥道路等；施工平台一般包括坑边栈桥平台、坑内栈桥平台等。施工道路应具有足够的承载能力，通常情况施工道路应采用钢筋混凝上路面结构。对于临时性使用且使用频率不高的施工道路，可采用铺设路基箱作为路面结构。对于连接基坑内外的栈桥道路和坑内土坡道路，应具有足够的稳定性，坑内土坡道路和斜向设置的栈桥道路坡度一般不大于l:8，并应具有相应的防滑措施。施工平台应具有足够的承载能力和稳定性，并满足相应的作业要求。5.4.1施工道路的设置1、坑外道路的设置坑外道路的设置一般沿基坑四周布置，其宽度应满足机械行走和作业要求。在条件允许的情况下，坑外道路应尽量采用环形布置。对于设置坑内栈桥道路、坑边栈桥平台的幕坑，坑外道路的设置还应与栈桥道路、栈桥平台相连接。2、坑内土坡道路的设置坑内土坡道路的宽度应能满足机械行走的要求。由于坑内土坡道路行走频繁，土坡易受扰动，通常情况下土坡应进行必要的加固。土坡面层加强可采用浇筑钢筋混凝土和铺设路基箱等方法：土坡侧面加强可采用护坡、降水疏干固结土体等方法：土坡土体加固可采用高压旋喷、压密注浆等加固方法。3、坑内栈桥道路的设置城市中心区域的基坑一般距离红线较近，场内的交通组织较为困难，需结合支撑形式、场内道路、施工工期等设置施工栈桥道路。坑内栈桥道路的宽度应能满足机械行走和作业的要求。一般情况下第一道钢筋混凝上支撑及支撑下立柱经过加强后可兼作施工栈桥道路使用，如图23一72a。逆作法基坑施工一般以取土作业层作为栈桥道路使用，施工机械应严格按照栈桥道路荷载规定进行挖土作业。坑内栈桥道路也可利用支撑系统作为立柱和主梁，在梁上铺设路基箱，通过组合形成栈桥道路。坑内栈桥道路可作为土方装车挖掘机的作业平台，如图23一72b。图5-17 施工栈桥平台工程实景（a设置在基坑边的栈桥平台；b设置在坑内栈桥道路边的栈桥平台）5.4.2栈桥平台的设置1、钢筋混凝土结构挖土栈桥平台的设置钢筋混凝土挖土栈桥平台的平面尺寸应能满足施工机械的作业要求。钢筋混凝土挖土栈桥平台一般于钢筋混凝土支撑相结合，可设置在基坑边，也可设置在钢筋混凝土栈桥到路边，如图。2、钢结构挖土栈桥平台的设置钢结构挖土栈桥平台一般由立柱、型钢梁、箱型板等组成，其平面尺寸应能满足施工机械作业要求。钢结构挖土栈桥平台一般设置在基坑边或坑内栈桥道路边。钢结构挖土栈桥平台具有可回收的优点。3、钢结构与钢筋混凝土结构组合式挖土栈桥平台的设置钢结构与钢筋混凝土结构组合式挖土栈桥平台一般可采用钢立柱、钢筋混凝土梁和钢结构面板组合而成，也可采用钢立柱、型钢梁和钢筋混凝土板组合而成，组合式挖土栈桥平台在实际应用中可根据具体情况进行选择。6常用机械及其选型1、反铲挖掘机反铲挖掘机是应用最为广泛的土方挖掘机械，具有操作灵活、回转速度快等特点。近年来反铲挖掘机市场飞速发展，挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化的方向发展。基坑土方开挖可根据实际需要，选择普通挖掘深度的挖掘机，也可以选择较大挖掘深度的接长臂、加长劈或仲缩臂挖掘机等。反铲挖掘机的主要参数有整机质量、外形尺寸、标准斗容量、行走速度、回转速度、最大挖掘半径、最大挖掘深度、最大挖掘高度、最大卸载高度、最小回转半径、尾部回转半径等。典型反铲挖掘机如图6一1。反铲挖掘机的选型应根据基坑土质条件、平面形状、开挖深度、挖土方法、施工进度等情况，结合挖掘机作业方法等进行选型；在实际应用中，应根据生产厂家挖掘机产品的规格型号和技术参考，并结合施工单位的施工经验进行选型。图6-1 反铲挖掘机2、抓产挖掘机抓铲挖掘机是基坑土方工程中常用的挖掘机械，主要用于基坑定点挖土。对于开挖深度较大的基坑，抓铲挖掘机定点挖土比反铲挖掘机定点挖土适用性更强。抓铲挖掘机分为钢丝绳索抓铲挖掘机和液压抓铲挖掘机，液压抓铲挖掘机的抓取力要比钢丝绳索抓铲挖掘机抓力大，但挖掘深度较钢丝绳索抓铲挖掘机小，为增大挖掘深度可根据需要设置加长臂。抓铲挖掘机的主要参数有整机质量、外形尺寸、抓斗容量、回转速度、最大及最小回转半径、最大挖掘深度、最大卸载高度、提升速度、尾部回转半径等。抓铲挖掘机如图6-2。抓铲挖掘机的选型应根据基坑土质条件、支护形式、开挖深度、挖土方法等情况，结合挖掘机作业方法进行选型；施工单位应根据生产厂家挖掘机产品规格型号和技术参数，结合施工需要进行选型。（a） （b）图6-2 抓产挖掘机（a 钢丝绳抓产挖掘机；b液压抓铲挖掘机）3、自卸式运输车自卸式运输车可分为轻型自卸式运输车、中型自卸式运输车和重型自卸式运输车。由于基坑工程具有土方量大、运距远等特点，基坑土方工程运输车辆一般采用重型自卸式运输车。许多城市为了保护环境，减少污染，要求土方运输车辆安装密封盖等防护措施。自卸式运输车的主要技术参数包括自重量、载重量、外形尺寸、行走速度、爬坡能力、最小转弯半径、最小离地间隙、车厢满载举升和降落时间、车厢最大举升角度等。自卸式运输车如图6-3。自卸式运输车的选型应根据施工道路条件、土方量、运输距离、挖土方法等情况，结合自卸式运输车的自身性能参数和适用范围进行选型。各生产厂家产品的技术性能和规格型号略有不同，实际应用中可结合施工条件进行选型。图6-3 自卸式运输车（a敞开式；b密封式）4、装载机推土机一般可分为履带式推土机和轮胎式推土机。轮胎式装载机质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被广泛应用；履带式装载机：接地比压小，通过性好、重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、比切入力大、速度低、灵活性相对差、成本高、行走时易损坏路面。装载机机主要的参数有整机重量、外形尺寸、行走速度、挂铲宽度、挂铲高度、刮板抬升角度、铲刀提升高度、最大推挖深度等。装载机如图6-4所示。图6-4 装载机土方开挖机械的选型应根据基坑土质条件、平面形状、开挖深度、挖土方法、施工进度等情况，结合作业方法等进行选型；在实际应用中，应根据生产厂家产品的规格型号和技术参数，并结合施工单位的施工经验进行选型。