淺談深基坑支護(hù)工程安全施工管理

淺談深基坑支護(hù)工程平安施工管理摘要：本文對深基坑支護(hù)的平安施工問題進(jìn)行了分析探討，對問題產(chǎn)生的緣由提出了肯定的平安施工管理措施，嚴(yán)格施工過程管理，從而預(yù)防平安事故的發(fā)生。關(guān)鍵詞：深基坑、支護(hù)、平安施工引言隨著城市建設(shè)不斷地擴(kuò)大對地下空間的開放和利用，深基坑支護(hù)工程探討已發(fā)展成為一門新興課題。在深基坑支護(hù)工程中，由于設(shè)計不合理，或施工不當(dāng)，或自然災(zāi)難等緣由，常常發(fā)生基坑垮塌、建筑物及路面塌陷或開裂、基底隆起等等工程事故，干脆影響施工進(jìn)度和工程造價，甚至危及人們的生命平安。因此，深基坑工程的平安施工，顯得尤為重要。本文通過對施工過程中簡單出現(xiàn)的平安問題進(jìn)行分析，提出了一些相應(yīng)的平安措施。1深基坑支護(hù)平安問題的緣由及類型1.1深基坑支護(hù)工程平安問題類型深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞屢見不鮮,破壞形式多種多樣,常發(fā)生的主要有:坑內(nèi)土體塌方和滑坡、支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移破壞、坑底土體管涌、流砂、支撐破壞等。1）基坑邊坡土體受到破壞：這種破壞往往導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移、坑周構(gòu)筑物沉降傾斜，更嚴(yán)峻者甚至使基坑旁邊的建筑產(chǎn)生開裂，后果非常嚴(yán)峻。這種破壞的緣由主要分為3類：a.由于勘察及設(shè)計過程中緣由，支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體平安度不滿意實際要求，從而導(dǎo)致了支護(hù)結(jié)構(gòu)整體上失穩(wěn)或是局部關(guān)鍵的區(qū)域失穩(wěn)的破壞；b.由于施工緣由，在施工過程中，由于沒有按設(shè)計或規(guī)范施工，一挖究竟、支護(hù)不剛好、開挖依次不當(dāng)、在坡頂處的堆載影響等等；c.由于自然因素，如暴雨等，使得基坑邊坡的土體的強度降低，從根本上降低了基坑工程的整體穩(wěn)定系數(shù)，從而發(fā)生了破壞。如中山市西區(qū)大廈地下室，開挖深度7m，淤泥質(zhì)粘土，旁邊有6層住宅，由于支護(hù)擋土樁埋深不夠，防水不嚴(yán)，開挖至6m深度時北向擋樁傾斜，邊坡失穩(wěn)，造成住宅傾斜2～7cm,后實行剛好回填限制穩(wěn)定。2）支護(hù)結(jié)構(gòu)受到破壞：也就是支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度不夠，從而發(fā)生破壞，或是支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移過大，使基坑周邊的建筑物產(chǎn)生了沉降位移。這種破壞產(chǎn)生的緣由只要有3種：a由于勘察設(shè)計過程中參數(shù)的選取，或支護(hù)形式的選取不當(dāng)而產(chǎn)生的；b由于施工過程中的不當(dāng)，如支撐不剛好，或是提前施工下一道工序，施工質(zhì)量不合格等產(chǎn)生；c由于自然因素，如暴雨等，使得部分基坑邊坡的土體強度降低，增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)上作用的土壓力，從而使結(jié)構(gòu)的構(gòu)件發(fā)生破壞。3）支護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水產(chǎn)生的破壞：從而引起坑外的土體流失，使得基坑施工范圍外的建筑物的地基土發(fā)生流失，其建筑物產(chǎn)生沉降，發(fā)生破壞。其主要緣由有在勘察的階段沒有探明地下水的分布、支護(hù)結(jié)構(gòu)的帷幕不密實或接縫未處理引起滲漏水或降水措施不合理、未充分解除土層內(nèi)地下等緣由產(chǎn)生的。4)坑底土體管涌和流沙：含水砂層中的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，在基坑開挖過程中，板樁墻內(nèi)外形成水頭差，當(dāng)動水壓的滲流速度超過臨界流速或水梯度超過臨界梯度時，就會引起管涌及流沙現(xiàn)象。基坑底部和墻體外面大量的砂隨地下水涌入基坑，導(dǎo)致地面塌陷，同時使墻體產(chǎn)生過大位移，引起整個支護(hù)系統(tǒng)倒塌。有時開挖面下有薄不透水層，薄不透水層下是一層有承壓水頭的砂層，當(dāng)薄不透水層抵抗不住水頭壓力，在滲流作用下被切割成小塊脫離原位，也會造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的倒塌破壞。1.2深基坑支護(hù)工程平安問題的緣由平安問題發(fā)生的內(nèi)在性內(nèi)在性的緣由主要有以下方面：1）基坑工程主要集中在市區(qū)，往往施工場地狹小，四周建筑物密集，鄰近道路和市政地下管線，因而對基坑穩(wěn)定和變形限制要求極高，施工條件差，難度大。2）基坑工程涉及面廣，技術(shù)性強，同勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測、管理等都有關(guān)?；釉O(shè)計和施工涉及地質(zhì)條件、巖土性質(zhì)、場地環(huán)境、工程要求、氣候變更、地下水動態(tài)、施工程序和方法等很多困難問題，任何一個環(huán)節(jié)出錯，都有可能導(dǎo)致平安事故的發(fā)生。3)基坑工程施工周期長，且為隱藏工程，常需經(jīng)驗多次降雨、周邊堆載、振動、施工不當(dāng)?shù)群芏嗖焕麠l件，平安度的隨機(jī)性較大，難以防范。4）基坑工程中不確定因素多，如巖土性質(zhì)個體差異大，勘察數(shù)據(jù)離散性大；土與支護(hù)結(jié)構(gòu)作用機(jī)理探討不深化，致使平安系數(shù)的選取也具有不確定性。平安問題發(fā)生的外在性1）基坑勘察因素。工程勘察資料及結(jié)論是設(shè)計的基本依據(jù)。勘察資料不詳、不準(zhǔn)、疏漏，勘察結(jié)論不完備、不精確。勢必為深基坑支護(hù)工程潛藏下事故隱患。2）設(shè)計因素。計算參數(shù)選用不精確；支護(hù)方案選擇不當(dāng)撐錨設(shè)計有誤；設(shè)計的平安儲備?。缓奢d取值不當(dāng)，與實際受力狀態(tài)有較大出入。3）施工因素。防水、降排水措施不當(dāng)；施工質(zhì)量差；施工方法不當(dāng)；施工人員素養(yǎng)低，平安意識薄弱；相鄰工程的不利影響；深基坑采納分包形式，圍護(hù)、支撐、降水、挖土為不同工程隊承包，協(xié)作不好而導(dǎo)致平安問題。2深基坑支護(hù)工程的平安管理2.1在設(shè)計方面應(yīng)做的工作（1）地質(zhì)勘察的精確性。特殊要重視深基坑開挖所在地的工程地質(zhì)特點和地貌的查勘。重要的是對土的特性和場地土質(zhì)的穩(wěn)定性問題進(jìn)行盡可能精確的評述。（2）深基坑支護(hù)方案的正確選擇和設(shè)計。深基坑支護(hù)方案很多，工程造價也千差萬別，因此設(shè)計方案的對比選擇就顯得非常重要。有的工程因方案選擇不當(dāng)，使支護(hù)工程造價很高，其結(jié)果還發(fā)生了倒塌事故。目前不少城市，實行了對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的專家審查制度，通過專家論證，本著平安、經(jīng)濟(jì)、合理的原則對多方案進(jìn)行比較，并限制開挖深度，是值得借鑒的。2.2在技術(shù)方面應(yīng)做的工作（1）組成從項目經(jīng)理到施工班組長的技術(shù)交底班子。充分相識深基坑支護(hù)設(shè)計與施工所要達(dá)到的目的和作用，并讓每位參加者都熟識施工的每一個環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范，做到監(jiān)督和管理的作用，確保施工技術(shù)方案的實施。（2）按圖施工，動態(tài)限制。深基坑支護(hù)工程主要以擋土、防水等為主要目的，而設(shè)計的單一或復(fù)合擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)，有理論依據(jù)和可行性，必需敬重設(shè)計、按圖施工，但施工中的不確定因素及設(shè)計所依據(jù)的資料有可能與實際狀況不一樣，要求在施工中必需依據(jù)實際的狀況，相應(yīng)作出一些調(diào)整，達(dá)到規(guī)范要求。（3）推行信息化施工，包括預(yù)料、信息采集與發(fā)饋、限制與決策等方面的內(nèi)容。由于深基坑開挖過程中，邊坡穩(wěn)定存在很多潛在的危急和破壞的突然性，地下工程受各種水文、地質(zhì)、雨水等困難條件的影響，特殊在基坑有基礎(chǔ)埋置較淺的建筑，或有重要的地下電纜和市政管線，很難從理論撒謊能夠預(yù)估出現(xiàn)的問題。因此，必需加強觀測，進(jìn)行信息化處理，依據(jù)土層位移的時空效應(yīng)，剛好駕馭土體變形，發(fā)覺異樣狀況剛好實行措施，預(yù)防平安事故發(fā)生。2.3在材料管理方面的工作施工中應(yīng)剛好做好材料送檢工作，所用的材料必需有出廠合格證，送檢合格后方可運用，杜絕運用不合格材料。建立健全建筑材料管理制度，落實到位。對人員加強平安意識，并制定相應(yīng)的平安職責(zé)，做好平安教化工作，堅固樹立“平安第一，預(yù)防為主”的生產(chǎn)方針。做好“五同時”教化工作。對深基坑擔(dān)心全或有平安隱患部位，應(yīng)明示掛牌，提示工人留意平安。2.4施工質(zhì)量與施工組織圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及土方開挖的合理組織也是很重要的。良好的施工質(zhì)量和合理的施工組織可以彌補設(shè)計上的某些不足，反之，低劣的施工質(zhì)量和施工組織會使合理的設(shè)計付諸東流，在這方面有著很多深刻的教訓(xùn)。在開挖過程中應(yīng)嚴(yán)格按“先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”原則。2.5降水排水及止水問題在深基坑開挖，降水排水及止水對工程的平安和經(jīng)濟(jì)有重大影響，多數(shù)基坑工程事故與水都有干脆或間接的關(guān)系。水處理的主要目的是：在基坑開挖過程中，要保持坑內(nèi)干燥；防止坑底出現(xiàn)流沙及坑底土泡水軟化，降低強度；坑外土層降水后削減對圍護(hù)樁墻的水壓力，提高支護(hù)穩(wěn)定性；降水或止水可防止坑外土粒流失，引起地面沉陷而影響鄰近建筑平安。3結(jié)語由于基坑理論探討還不成熟，隨著對巖土體探討的更加深化，新的工程地質(zhì)勘察技術(shù)的出現(xiàn)及新的計算方法，如有限元等深化的運用到基坑工程中來，從基坑平安問題的內(nèi)在著手，大大削減基坑工程中的事故。在深基坑開挖過程中，其受多因素影響，所以要通過施工過程中平安管理，嚴(yán)格限制施工質(zhì)量，從而削減基坑工程中的事故，將會始終是現(xiàn)在及將來的一個重要內(nèi)容。深基坑工程事故分析及防范措施隨著深基坑工程數(shù)量的增多,基坑工程平安問題也顯得日益重要。本文在對大量基坑工程事故調(diào)查、分析的基礎(chǔ)上,從基坑工程自身因素和勘查、設(shè)計、施工等外在因素方面總結(jié)了常見的引發(fā)工程事故的各種因素,給出了應(yīng)留意勘查、設(shè)計及施工監(jiān)測等內(nèi)容的防范措施,以期能對工程設(shè)計和施工有所幫助。0前言隨著高層建筑和城市地下空間利用的極大發(fā)展,深基坑工程的數(shù)量快速增加,基坑圍護(hù)體系的設(shè)計計算方法、施工技術(shù)、監(jiān)測手段以及基坑工程理論在我國有了很大的進(jìn)步。但由于基坑工程的區(qū)域性、個體差異性、困難性及不確定性,基坑工程中發(fā)生事故的概率往往大于主體工程,事故率可達(dá)到20%左右.本文通過對大量深基坑工程事故資料的整理分析,總結(jié)了常見的導(dǎo)致工程事故的因素以及防范措施,以期能對工程設(shè)計和施工有所幫助。1基坑工程事故內(nèi)在因素基坑工程的自身特點是事故發(fā)生的內(nèi)在因素,主要表現(xiàn)在以下方面:(1)基坑工程主要集中在市區(qū),往往施工場地狹小,四周建筑物密集,接近道路和市政地下管線,因而對基坑穩(wěn)定和變形限制要求極高,施工條件差,難度大。(2)基坑工程涉及面廣,技術(shù)性很強,同勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測、管理等都有關(guān)?；釉O(shè)計和施工涉及地質(zhì)條件、巖土性質(zhì)、場地環(huán)境、工程要求、氣候變更、地下水動態(tài)、施工程序和方法等很多困難問題,任一環(huán)節(jié)出錯,都有可能導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。(3)基坑工程施工周期長,且為隱藏性工程,常需經(jīng)驗多次降雨、周邊堆載、振動、施工不當(dāng)?shù)群芏嗖焕麠l件,平安度的隨機(jī)性較大,事故的發(fā)生往往具有突然性,難以防范。(4)基坑工程中不確定因素多,如巖土性質(zhì)個體差異大,勘察數(shù)據(jù)離散性大;土與支護(hù)結(jié)構(gòu)作用機(jī)理探討不深化,致使平安系數(shù)的選取也具有不確定性。(5)基坑工程屬臨時性工程,建設(shè)方一般不愿投入較多資金,一旦出現(xiàn)事故,處理非常困難,造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響較大。2基坑工程事故外在因素2.1基坑勘察因素工程勘察資料及結(jié)論是設(shè)計的基本依據(jù)?？辈熨Y料不詳、不準(zhǔn)、疏漏,勘察結(jié)論不完備、不精確,勢必為深基坑支護(hù)工程潛藏下事故隱患。例如某工業(yè)大樓深基坑,因地質(zhì)資料僅評價了基礎(chǔ)樁范圍(-6～-23m)土層,略去了對-6m以上淤泥層強度指標(biāo)的正確評價,而淤泥層正是基坑支護(hù)樁上主動土壓力的主要土層,設(shè)計時也未做補充勘查。結(jié)果造成重力式擋墻支護(hù)體系滑移、傾斜,基坑內(nèi)大量涌土,基坑外土體滑塌,接近生產(chǎn)廠房外墻開裂等重大事故。2.2設(shè)計因素(1)計算參數(shù)選用不精確。計算參數(shù)的選用干脆關(guān)系到設(shè)計計算或驗算的精確性。如地處長江下游沖積平原的某工業(yè)大樓,表層系雜填土,其下為厚8.0m左右的淤泥質(zhì)軟粘土層,坑深4.8m,基坑采納4排<600mm的攪拌樁形成圍護(hù)墻,墻入土深度8.0m。由于設(shè)計中所取C和φ值偏大,最終導(dǎo)致了圍護(hù)結(jié)構(gòu)偏移過大,伴隨坑底大量涌土的工程事故的發(fā)生。(2)支護(hù)方案選擇不當(dāng)。深基坑支護(hù)方案的選擇,取決于基坑實際開挖的深度、地基土體的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位、四周環(huán)境、設(shè)計變形要求以及施工條件等諸多因素,任一因素考慮不周或疏忽都有可能造成嚴(yán)峻后果。?？谑袡C(jī)場東路宇海賓館基坑工程,坑深8m,采納噴錨支護(hù)。當(dāng)開挖至基底時,其南側(cè)某旅行社的三層磚混結(jié)構(gòu)突然發(fā)出斷裂響聲,結(jié)果該旅行社樓房全部滑入坑內(nèi),專家分析主要緣由便是支護(hù)方案選擇不當(dāng)。(3)撐錨設(shè)計有誤。土釘設(shè)計間距、位置不當(dāng)或長度不足而引起土釘抗力不足;支撐支點太少、位置不當(dāng)或間距過疏而引起支撐桿件產(chǎn)生過大變形等。如石家莊某購物中心,因計算中將土釘間距算做1.0m(實為2.0及1.5m)而使土釘強度不足,致使樁間土成片掉下,土體滑動,結(jié)果48根樁被折斷。(4)設(shè)計的平安儲備小。為了追求經(jīng)濟(jì)(業(yè)主的責(zé)任),過大地折減主動土壓力減小支護(hù)結(jié)構(gòu)配筋;驗算中運用的平安系數(shù)過小,最終導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)較大變形、滑坡、管涌、流砂等事故。如長春新世界廣場的基坑工程,坑深16m,樁錨支護(hù),二層拉錨?；娱_挖至坑底后,基坑?xùn)|南角部分樁下部折斷而造成塌方;西南角部分樁嚴(yán)峻變形。其主要緣由便是樁抗彎平安系數(shù)取值小于1。(5)荷載取值不當(dāng),與實際受力狀態(tài)有較大出入。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計時,對某些活載或施工荷載考慮不足或漏算,導(dǎo)致實際的地面荷載增大,主動土壓力變大,使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大變形。如杭州某循環(huán)水工程便因漏算或少算基坑地面荷載而令支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。2.3施工因素(1)防水、降排水措施不當(dāng)。地面防排水措施不完善,大量雨水滲入或地下水管滲漏,從而導(dǎo)致土體C和φ值下降;基坑降水時未做止水帷幕或止水帷幕不連續(xù)、不封閉,基坑內(nèi)嚴(yán)峻滲水并引起基坑四周肯定范圍內(nèi)土體的不勻稱沉降。福州市五四路某酒店一層地下室,坑深5m,采納300mm×300mm預(yù)制樁,間距600mm。其北向為交通要道,路旁有條河溝?；娱_挖時,由于沒有實行堵水和降水措施,導(dǎo)致圍護(hù)樁樁間土大量流失,引起相鄰道路沉陷500mm,施工期間汽車只得繞道通行。(2)施工質(zhì)量差。施工工藝落后,設(shè)備陳舊,管理水平低,監(jiān)理工作不力等使施工質(zhì)量極差。如灌注樁強度達(dá)不到設(shè)計要求,止水樁起不到止水效果,壓密注漿深度不夠等。上海黃浦區(qū)寧中大廈圍護(hù)工程,圍護(hù)設(shè)計構(gòu)造為三層。第一層為<800、長16.3m鉆孔灌注樁,其次層為<500、長12m深層攪拌樁,第三層為深12m壓密注漿。深基坑開挖后發(fā)覺圈梁與圍護(hù)樁之間夾泥嚴(yán)峻,攪拌樁之間未相交有12處,壓密注漿深度不足,僅6～10m,結(jié)果造成深基坑嚴(yán)峻滲水。(3)施工方法不當(dāng)。這方面的現(xiàn)象比較普遍,如基坑開挖應(yīng)按設(shè)計施工依次進(jìn)行,應(yīng)遵循“先撐后挖,嚴(yán)禁超挖”的原則,并進(jìn)行剛好支護(hù)。開挖依次不當(dāng)或超挖而挖后未剛好支護(hù),便極有可能引起工程事故。例如濟(jì)南經(jīng)緯大廈,基坑開挖采納土釘支護(hù)方案,挖土單位一次挖土深度達(dá)6m之多,嚴(yán)峻超挖,致使支護(hù)跟不上,造成基坑局部倒塌。(4)施工人員素養(yǎng)低,平安意識淡薄。施工人員對工程事故毫無所知或平安意識差,在施工時隨意變更設(shè)計意圖或不進(jìn)行施工監(jiān)測或?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理不力,從而造成工程事故。這樣的例子也較普遍。如北京某中心大廈,采納鉆孔灌注樁支護(hù),樁長14.5m,施工中施工人員隨意修改設(shè)計,取消樁頂錨桿,使支護(hù)樁成為懸臂樁而破壞。(5)相鄰工程的不利影響。相鄰基坑同時施工,如一個基坑開挖,一個基坑打樁,由于打樁速度快,產(chǎn)生超靜水壓力,造成嚴(yán)峻的側(cè)向擠土作用,使相鄰基坑支護(hù)樁移位甚至破壞。如浦東新上海商業(yè)城良友商廈深基坑開挖時,與之緊鄰的供銷商廈起先打樁。其結(jié)果是不久良友商廈工程樁和緊鄰供銷商廈的圍護(hù)樁均發(fā)生嚴(yán)峻位移,雙方都蒙受了巨大損失。(6)基坑四周因過多堆載而超載。由于施工場地狹窄,挖土及建筑材料等堆放在基坑邊,或大型施工設(shè)備行走于基坑邊,從而使樁頂嚴(yán)峻超載,支護(hù)結(jié)構(gòu)變形。如浦東某深基坑邊堆放了400t鋼材,而導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。(7)深基坑采納分包形式,圍護(hù)、支撐、降水、挖土為不同工程隊承包,協(xié)作不好而導(dǎo)致工程事故。如北京某深基坑工程,基坑設(shè)計、支護(hù)樁施工和拉錨施工各為一施工隊承包,結(jié)果設(shè)計時不考慮施工實際狀況,而施工方也不按設(shè)計要求進(jìn)行施工,最終導(dǎo)致支護(hù)樁大變形的工程事故。2.4其他因素(1)突發(fā)性緣由或其他不行抗自然因素。由于突發(fā)性的地震,山洪或連降暴雨的發(fā)生,造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)峻破壞。如北京某老干部活動中心,基坑開挖階段連降暴雨、水泡基坑,造成支護(hù)樁頂位移達(dá)0.5m,四周地面嚴(yán)峻開裂、塌陷,后來緊急增加一層錨桿進(jìn)行加固,才避開了一場大的事故。(2)土的凍脹。土凍脹時會對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹力,若有水源補給時,凍脹力可能成倍增加,致使結(jié)構(gòu)破壞。另外,凍土溶化時,還會產(chǎn)生融陷,破壞原有結(jié)構(gòu)的完整性,為結(jié)構(gòu)失效留下隱患。如鞍山某大廈基坑工程,采納10cm厚加筋土支護(hù)結(jié)構(gòu)。由于下水井滲水,基坑內(nèi)土體發(fā)生凍脹,結(jié)果導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。當(dāng)然,以上只是造成深基坑事故