明挖法施工工艺工法
1前言
工艺工法概况
在地面建筑少、拆迁少、地表干扰小的地区修建浅埋地下工程通常采用明挖法，明挖法按开挖方式分放坡明挖和不放坡明挖。放坡明挖法主要适用于埋深较浅、地下水位较低的城郊地段，边坡通常进行护面防护、锚喷支护或土钉墙支护。不放坡明挖是指在围护结构内开挖，主要适用于场地有限及地下水较丰富的软弱围岩地区，围护结构形式主要有地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩、SMW工法桩、工字钢桩和钢板桩围堰等。明挖法施工难度小，容易保证质量，工期短，造价低，因此在早期的地下工程施工中应用较多，但由于该法占地多、拆迁量大，影响交通，噪音污染严重，且随着浅埋暗挖法施工技术的成熟和盾构法的引进，明挖法在地下工程修建中应用逐渐减少。目前在国内外地下工程修建中明挖法主要应用于大型浅埋地下建筑物的修建和郊区地下建筑的修建，且逐渐演化成盖挖和明暗挖结合的施工方法，但总体来讲明挖法在地下工程建设中仍是主要施工方法。
工艺原理
本文主要介绍有围护结构的明挖法基坑施工。以钻孔灌注桩加桩间网喷为围护结构，钢支撑钢围檩为内支撑体系，采取降水井辅助施工的方法，利用挖掘机，重型自卸汽车在围护支撑结构体系内进行分层，分段土方开挖，期间穿插网喷支护，钢支撑围檩的架设等以确保基坑处于安全受控状态。
2 工艺工法特点
具有施工简单、方便，能够提供作业面多、速度快、工期短、工程质量易保证和工程造价低等特点。
3 适用范围
在地面交通和环境允许的地方采用明挖法施工
4主要引用标准
《地铁设计规范》（GB50157）
《混凝土结构设计规范》(GB50010)
《建筑基坑工程技术规范》(YB9258)
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）
《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-）
《建筑施工安全检查标准》（JGJ59）
《建筑机械技术使用安全技术规范》（JGJ33）
《建筑工程施工现场供用电安全规范》（BG50104）
《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）
5 基坑开挖的原则
基坑开挖一般按“竖向分层、纵向分段、先中部拉槽、后两侧开挖、先支撑、后开挖”的基本原则组织施工。
6 工艺流程及操作要点
图1 施工工艺流程图
操作要点
开挖前施工准备
有围护结构的明挖法基坑施工，在施工围护结构时，需要做好以下准备工作：
1.将结构范围场地内的各类市政管线调查清查，可以借鉴业主下发的各类图纸进行比对，同时要组织人工挖探，以确保管线安全和后期施工顺利。在挖探过程中，如果有图纸未标示的管线要及时上报业主，为以后做变更洽商做好第一手资料。挖出管线后比对最佳保护方案，采取改移或就地悬吊方案进行处理，以保证管线和结构施工安全。
2.目前地铁施工一般位于主干道下方，采取明挖法施工，占地面积大给市政交通带来很大压力，同时也对施工带来很大的交通隐患，如何协调好二者的关系，是目前交通局与建设单位共同探讨的问题。目前采取的方案大多为导行和分流处理，改善施工现场周边临时道路、辅路等充当临时道路，缓解交通压力。做好交通疏导、引领车辆正常通行也就成为了项目日常工作的一部分。做好交通引流，不仅可以与当地建立良好的社会关系，也可以借此展现公司形象，维护企业利益，宣扬企业文化。
3.围护结构施工完成后，若地下水位较高，还需要进行降水井施工。一般降水井施工要早于土方开挖一个月左右，以确保土方开挖处于无水作业状态。在结构范围内要打观测井，井眼数和位置要根据基坑形式和周边环境确定，深度一般大于基坑开挖深度即可。同时要健全地面排水系统，将排出的水统一集中起来引流到市政排水系统中。在土方开挖前，每日关注降水效果，如果水位下降不明显，说明降水设计或降水设备存在缺陷，可以在一眼降水井中多加几个水泵或增设降水井，加快降水进度。结构施工、顶板回填完成后方可停止降水。同时，为保证基坑周边环境的安全，必要时还需在基坑外侧的敏感部位增设回灌井，以减少建筑物的不均匀沉降乃至破坏。
土方开挖
土方开挖分层分段进行，每一层开挖深度控制在左右，且控制在钢支撑底1m 为宜，以便于支撑体系的架设及桩间网喷。土方开挖采用反铲挖掘机，开挖顺序为纵向从一端向另一端开挖或从两端向中间开挖，竖向从上到下，按层按段的次序进行。同时，按计划有序地进行相应的喷射砼、钢围檩及钢管支撑的施工作业。土方开挖根据结构施工划分的区域，从基坑内的临时马道出土。马道宽度7～8 m，坡度为200，坡道两侧放坡1:，保证坡面稳定。马道收土时采用挖掘机接力倒土，并尽量加大马道土方的收土，最后剩余土方采用长臂挖掘机配合塔吊或吊车出土并运至场外。
1.土方开挖顺序及方法
1）竖向分层高度按主体结构尺寸、支护深度及钢支撑排距以及挖掘机最大开挖能力确定。纵向根据结构施工划分的区域分段开挖。首先平挖至冠梁底，提供冠梁施工作业面。
2）第一层土方平挖至第一道钢支撑下处，沿基坑纵向拉槽开挖，两侧各留3m宽平台，保证网喷和第一道钢支撑安全顺利完成。
3）以下每层拉槽开挖深度不大于，两侧每次下挖，既便于桩间喷射混凝土施工，又可利用此平台及时进行封堵围护结构的渗漏水和进行钢支撑安装，可以确保在钢支撑施工时土方开挖照常进行，以加快施工进度，同时可以减小基坑蠕变的速度。在进行下一层土方开挖前分两次再挖除预留平台部位的土方，保证与拉槽开挖同步。依次反复，直至土方开挖至距基底标高30㎝时，采用人工配合机械清底，避免对基底产生较大的扰动，影响结构的使用功能的实现。土方开挖工序如下图2、图3、图4示意图：
图3 基坑土方开挖纵剖面示意图
图4 基坑土方开挖横剖面示意图
2基坑的垂直、水平运输
基坑内的土方水平运输采用自卸汽车运输，经马道外运。马道收尾采取挖掘机挖土，最后剩余土方由人工开挖，汽车吊吊装外运。
3土方开挖技术措施
基坑土方开挖前，每段基坑开挖时均要提前开挖水沟，将水汇入集水坑，用抽水机抽排至基坑外的截水沟，排放到沉淀池。雨季施工时，每次施工完后对开挖面采用彩条布覆盖处理，以防止雨水冲刷边坡，造成边坡的坍塌，坑内若有积水必须立即抽排出，严禁积水泡坑。
土方开挖采用台阶式放坡退挖，主要设备为液压反铲挖掘机，开挖过程中及时架设钢管支撑，保证基坑及周边安全。开挖到钢管支撑或基坑边角时，由人工或小型机具配合机械开挖，避免碰撞钢管支撑造成基坑失稳。
为保证坑底平整，控制超欠挖，基坑开挖到设计坑底标高以上30cm时，停止机械开挖，采用人工清底，以免机械对地层的扰动，破坏地基承载力。如果开挖至基底，遇到明水或边墙渗水时，要及时设置引流槽、集水井排除坑底积水，并立即进行垫层、防水、封底混凝土施工。开挖深度在5m内的基坑边坡坡度限制参照表1：
表1 深度在5m内的基坑边坡坡度限值表
表沉降，桩顶位移等派专人监测，作好观测记录，并根据监测数据及时调整监测
