分层分段开挖施工工艺流程详解

分层分段开挖施工工艺流程详解

在建筑和工程领域，分层开挖是一种较为常见的施工方法，其主要优点包括：

1. 安全性：分层开挖可以减小土方坍塌的可能性，保证工作人员的安全；
2. 保证质量：可以让工人对不同深度的土层进行仔细的观察、检测和处理，确保工程质量和稳定性；
3. 加快工期：可以提高开挖效率和施工速度，避免一次性开挖造成土方堆放和清运难度大的问题，同时也可以为后续工序的施工提供更好的条件。

下面详细介绍分层开挖施工工艺流程。

适用范围

适合于大型基坑，将边坡深度分为多个层次多个区段同时进行开挖，软土地基开挖厚度控制在2m内。

施工准备

主要机具

1. 主要机械：挖机、卡车、汽车吊等；
2. 检测设备：全站仪、GPS、水准仪。

作业条件

1. 施工现场"三通一平"；
2. 挖机、卡车等施工机械就位。

工艺流程

施工准备→第一层土方开挖→重复以上开挖步骤、第四层土方开挖→坑底排水沟施工。

1. 施工准备

基坑开挖前，观测人员用全站仪进行测量放样，确定开挖范围。基坑内边线及放坡线放样完成，沿坡顶线一圈设置贯通排水沟。在排水沟与基坑之间搭设围挡，并做好警示标志，防止安全事故的发生。

2. 第一层土方开挖

第一层土方开挖，投入3台大挖机进行施工，挖机自西向东分三段开挖土方，本次开挖深度2m，基坑边缘采取1:1坡比进行放坡。

3. 重复以上开挖步骤、第四层土方开挖

重复第一层土方开挖步骤直到挖至坑底面以上30cm，然后进行人工挖掘，观测人员全程监管，严格控制标高，防止超挖，一旦超挖，不得回填土，可在底板垫层浇筑时找回。

4. 坑底排水沟施工

基坑土方开挖完成后，沿坑底一周人工挖一条贯通排水沟，并在基坑四个角落设置集水井，方便后续的基坑排水。

5. 冬、雨季施工

不宜在雨季施工，降水期间应做好排水工作。

质量标准

表1 土方开挖工程质量检验标准

质量通病

1. 场地积水

• 现象描述：场地平整以后出现局部或大面积积水。
• 原因分析：
• 场地平整面积较大、填土过深、未分层夯实。
• 场地周围没有做排水沟、截水沟等排水设施，或者排水设施设置不合理，排水坡度不满足要求（1%-2‰)。
• 测量误差超过规范要求。
• 预防措施：
• 在施工前结合当地水文地质情况，合理设置排水坡（要求坑内不积水，沟内排水沟通畅），排水沟等设施，并尽量与永久性排水设施结合。
• 如果施工工期跨雨期的，要做好雨期施工现场排水措施。
• 场地回填土按规定分层回填夯实，要使土的相对密实度不低于85%。
• 处理办法：
• 明沟排水法。沿场地周围开挖排水沟，再在沟底设集水井与其相连，用水泵直接抽走（水沟和集水井宜布置在施工场地基础边距0.4m以外，场地的四周或四角每隔20—40m应设1口集水井）。
• 深沟排水法。如果场地面积大、排水量大、为减少大量设置排水沟的复杂性，可在场地外距基础边6—30m开挖1条排水深沟，使场地内的积水通过深沟自流入集水井，用水泵排到施工现场以外沟道内。
• 利用工程设施周围或内部的渗排水系统或下水道，将其在场地一侧或两侧设排水明沟或暗沟，把水流引入渗排水系统或下水道排走，此法较经济。

2. 超挖

• 现象描述：边坡面界面不平，出现较大凹陷。
• 原因分析：
• 采用机械开挖，操作控制不严，局部多挖。
• 边坡上存在松软土层，受外界因素影响自行滑塌，造成坡面凹洼不平。
• 测量放线错误。
• 预防措施：
• 机械开挖，预留0.3m厚采用人工修坡。
• 加强测量复测，进行严格定位。

3. 基底产生扰动土

• 现象描述：基坑开挖后，地基不平，使局部或全部地基面高程低于设计标高，基底原状土受到扰动。
• 原因分析：
• 基槽开挖时排水措施差，尤其是在基底积水或土壤含水量大的情况下进行施工，土很容易被扰动。
• 土方开挖时超挖，后又用虚土回填，该虚土经施工操作后亦改变了原状土的物理性能，变成了扰动土。
• 预防措施：
• 认真做好基坑排水和降水工作。降水工作应待基础回填土完成后，方可停止。
• 土方开挖应连续进行，尽量缩短施工时间。雨季施工或基槽（坑〉开挖后不能及时进行下一道工序施工时，可在基底标高以上留15～30cm的土不挖，待下一道工序开工前再挖除。采用机械挖土时，应在基底标高以上留一定厚度的土用人工清除。冬季施工时，还应注意基底土不要受冻，下一道工序施工前应认真检查。禁止受冻土被隐蔽覆盖。为防止基底土冻结，可预留松土层或采用保温材料覆盖措施，待下一道工序施工前再清除松土层或去掉保温材料覆盖层。
• 严格控制基底标高。如个别地方发生超挖，严禁用虚土回填。处理方法应征得设计单位的同意。

4. 挖土边坡塌方

• 现象描述：在挖方过程中或挖方后，边坡土方局部或大面积塌陷或滑塌。
• 原因分析：
• 基坑（槽）开挖较深，未按规定放坡。
• 在有地表水，地下水作用的土层开挖基坑（槽），未采取有效降排水措施。
• 坡顶堆载过大或受外力震动影响，使坡体内剪切应力增大，土体失去稳定而导致塌方。
• 土质松软，开挖次序、方法不当而造成塌方。
• 预防措施：
• 不同土层土质情况采用适当的挖方坡度；做好地面排水措施，基坑开挖范围内有地下水时，采取降水措施；坡顶上弃土、堆载，使远离挖方土边缘3～5m；
• 土方开挖应自上而下分段分层依次进行，并随时做成一定坡势，以利泄水；避免先挖坡脚，造成坡体失稳；相邻基坑（槽）开挖，应遵循先深后浅，或同时进行的施工顺序。
• 处理办法：处理方法，可将坡脚塌方清除，做临时性支护（如推装土草袋设支撑护墙）措施。

5. 基坑泡水

• 现象描述：基坑被水浸泡，造成地基承载力降低。
• 原因分析：
• 开挖基坑（槽）未设排水沟或挡水堤，地面水流入基坑（槽）。
• 在地下水位以下挖土，未采取降水措施将水位降至基底开挖面以下。
• 施工中未连续降水，或停电影响。
• 预防措施：
• 开挖基坑（槽）周围应设排水沟或挡水堤；地下水位以下挖土应降低地下水位，使水位降低至开挖面以下0.5～1.0m。
• 沿场地周围开挖排水沟，再在沟底设集水井与其相连，用水泵直接抽走（水沟和集水井宜布置在施工场地基础边距0.4m以外，场地的四周或四角每隔20—40m应设1口集水井）。

分层分段开挖是目前施工现场使用最广泛的土方开挖工艺之一，是每个从事建筑的土木从业者都必须掌握的基本技能。虽然其简单易行，但关乎到基坑施工和地下室结构的安全，所以需要我们对其足够重视，了解在施工过程中容易出现的隐患和危险源，并加以规避。