试论建筑工程土方开挖施工技术及控制措施

试论建筑工程土方开挖施工技术及控制措施

武明

中国电建集团核电工程有限公司 山东省济南市 250100

摘要：本文系统研究了建筑工程土方开挖施工技术及其控制措施。首先阐述了土方开挖的基本概念、分类及特点，分析了不同开挖方法的适用条件。随后详细探讨了机械开挖、人工开挖和爆破开挖等主要施工技术，并提出了包括施工前准备、过程控制和安全管理在内的全面控制措施。研究结果表明，科学选择开挖方法、严格执行控制措施对确保施工质量、安全和效率至关重要。本文为建筑工程土方开挖施工提供了系统的技术参考和管理指导。

关键词：建筑工程；土方开挖；施工技术；质量控制

1引言

土方开挖作为建筑工程施工的首要环节，其质量直接关系到整个工程的安全性和稳定性。随着建筑技术的不断发展，土方开挖技术也经历了从传统人工开挖到现代机械化施工的演变过程。当前，建筑工程规模不断扩大，施工环境日益复杂，对土方开挖技术提出了更高要求。如何在保证施工质量和安全的前提下，提高开挖效率、降低成本，成为工程建设领域亟待解决的重要问题。本文旨在系统研究建筑工程土方开挖施工技术及其控制措施，为实际工程应用提供理论指导和技术支持。

2土方开挖概述

土方开挖是为建筑工程进行的土体挖掘、运输和堆放作业，分为浅基础开挖（深度≤5米）和深基坑开挖（深度>5米或地质复杂）两类。其特点是工程量大、周期长、影响因素多，施工质量直接影响工程安全稳定性，不当开挖可能导致边坡失稳、地基沉降等问题。需综合考虑地质、水文、环境、设备等因素，科学选择开挖方法并制定完善控制措施，确保施工安全高效。

3土方开挖施工技术

3.1机械开挖技术的特点与应用  

机械开挖凭借其高效率、低成本的优势，已成为现代土方工程的主导施工方法。该方法通过各类工程机械完成土方作业，显著降低了人工劳动强度。常用的机械设备包括液压挖掘机、轮式装载机和履带式推土机等，其中挖掘机根据工作装置可分为正铲、反铲、抓铲和拉铲等多种类型，各自具有独特的适用场景。正铲挖掘机因其强大的挖掘力，特别适合开挖停机面以上的土方；反铲挖掘机则凭借灵活的工作半径，在挖掘停机面以下土方时表现出色。装载机主要用于土方的短距离转运和装卸作业，其快速装卸特性可大幅提升施工效率；推土机则在场地平整和短距离推土作业中发挥重要作用。实施机械开挖时，需综合考虑土质特性、开挖深度、作业空间限制等关键因素，科学选择设备型号，并优化开挖顺序和运输路线规划，以最大限度发挥机械效能。同时，合理的机械调度和维护保养也是确保施工连续性的重要保障。

3.2人工开挖技术的特殊价值与实施要点  

人工开挖技术虽然在效率上不及机械施工，但在特定工程场景中具有不可替代的价值。该技术主要应用于三类情况：一是机械设备无法进入的狭小空间作业，如管道沟槽、设备基础等精细部位的开挖；二是对周边环境保护要求极高的工程，如邻近历史建筑或精密仪器的施工区域；三是需要高精度控制的开挖作业。人工开挖的最大优势在于其灵活性和精确性，施工人员可根据现场情况随时调整作业方式。实施过程中需重点把控三个环节：首先，必须设置稳固的作业平台和安全的上下通道，防止坍塌事故；其次，要遵循"边开挖、边支护"的原则，及时采取木板支撑、钢架支护等措施确保边坡稳定；最后，需严格控制开挖尺寸，采用测量仪器实时监测，确保符合设计要求。此外，必须做好施工人员的安全防护，包括佩戴安全帽、设置警示标志等，并通过详细的技术交底使作业人员充分了解施工要求和风险点。

3.3爆破开挖技术的专业要求与安全控制  

爆破开挖技术是处理岩石地层最有效的施工方法，也适用于需要快速推进的土方工程。根据爆破规模和方式的不同，可分为三种主要类型：浅孔爆破适用于小规模岩石破碎，孔深一般不超过4米；深孔爆破用于中等规模的石方开挖，孔深可达15-20米；洞室爆破则用于大规模的石方工程，通过开挖爆破洞室装填炸药。爆破施工具有高度的专业性，必须由具备资质的爆破设计单位和施工队伍实施。施工前需要进行详尽的地质勘察，准确掌握岩层走向、节理发育等情况，据此设计合理的爆破参数，包括炸药种类、装药量、起爆顺序等。安全控制是爆破作业的重中之重，必须采取多项防护措施：设置安全警戒区，计算确定飞石安全距离，采用微差爆破技术控制震动，必要时可搭建防护排架。爆破后必须进行严格的爆后检查，确认无盲炮后方可进场作业，并及时清理松动岩块，排除安全隐患。需要注意的是，在城市建筑密集区，爆破施工受到严格限制，通常需要采用静态爆破等特殊工艺，或改用机械破碎等其他开挖方式。

4土方开挖控制措施

4.1施工前准备工作的系统规划与实施

施工前准备工作是土方开挖工程顺利开展的重要保障，需要建立系统化的准备体系。地质勘察工作应当采用钻探、物探等多种技术手段，准确掌握工程地质条件，重点查明软弱夹层、地下水位等关键参数。施工组织设计需综合考虑工期、成本、质量三要素，科学编制施工进度网络图，合理配置人机料资源。场地准备包括清除地表植被、地下管线探测与保护、临时道路修筑等工作，特别要完善场地排水系统设计，预防雨水浸泡基坑。应急预案编制应当针对坍塌、涌水、机械故障等常见风险，明确处置流程和责任人，并定期组织应急演练。此外，还需完成施工许可办理、周边环境调查等前期工作，为正式施工创造有利条件。

4.2施工过程精细化控制的关键技术

过程控制是确保土方开挖质量的核心环节，需要建立全过程的质量监控体系。标高控制应采用全站仪等精密仪器进行复测，建立三级复核制度。边坡控制需根据土质特性确定放坡系数，软弱土层应适当加大坡度或采取支护措施。深基坑施工必须严格执行"分层、分段、对称、平衡"的开挖原则，每层开挖厚度控制在2-3米。降排水系统要保持持续运转，配备备用电源以防断电。特殊地质处理要遵循"先试验、后施工"的原则，对处理效果进行检测验证。施工记录应采用标准化表格，重点记录地下水位变化、支护结构变形等关键数据。同时要建立质量追溯制度，实现施工过程的可追溯性管理。

4.3安全生产管理体系的构建与实施

安全管理必须贯穿土方开挖全过程，构建"全员、全过程、全方位"的安全管控体系。安全教育培训要分层级开展，针对管理人员、作业人员、特种作业人员制定差异化培训方案。危险区域管理要实行封闭式围挡，设置智能监控报警系统。边坡监测应采用自动化监测设备，建立预警值-报警值-控制值三级预警机制。机械设备管理要严格执行"定人、定机、定岗"制度，加强日常维护保养。爆破安全管理必须落实"一炮三检"制度，严格控制爆破振动速度。周边环境保护要建立沉降监测网，监测频率随开挖深度动态调整。此外，还要定期组织安全文明施工检查评比，通过奖惩机制强化安全意识，确保安全生产责任制落实到位。

5结语

土方开挖作为建筑工程施工的关键环节，其技术选择和控制措施直接影响工程质量和安全。本文系统研究了机械开挖、人工开挖和爆破开挖等主要施工技术的特点和适用条件，提出了包括施工前准备、过程控制和安全管理在内的全面控制措施。研究表明，科学合理地选择开挖方法、严格执行控制措施对确保施工质量、安全和效率至关重要。未来，随着建筑技术的不断发展，土方开挖技术将朝着更加智能化、绿色化的方向演进，数字化施工、BIM技术等新技术的应用将进一步提高土方开挖的精度和效率。在实际工程中，应根据具体情况选择最适合的开挖方案，并不断完善控制措施，以确保土方开挖施工的顺利进行。

参考文献

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