符昭寧

（雷州市第二建筑工程公司，廣東 雷州 524200）

深基坑支護工程施工安全技術(shù)分析

符昭寧

（雷州市第二建筑工程公司，廣東 雷州 524200）

基坑支護是一項風險性較高的工程，支護工程成功與否，直接影響到現(xiàn)場施工人員及周邊人們的生命財產(chǎn)安全。因此，在建筑基坑施工時，要做到合理設(shè)計、精心施工、經(jīng)濟安全。

問題；基坑支護；工程施工工藝；安全施工

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，近年來高層建筑的迅速興起，促進了深基坑支護技術(shù)的發(fā)展。大開挖深基坑工程越來越普遍，已成為建設(shè)工程中所占投資較大、施工難度與風險較高的工程。另外，深基坑施工一般具有以下特點：基坑面積普遍較大，開挖深度較深：工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件比較復雜；地處城市的工程項目施工場地狹小，基坑周邊緊靠相鄰建筑物；基坑支護施工中采用的施工工藝種類較多等。這些問題容易導致一些基坑工程出現(xiàn)事故，給工程建設(shè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。

1 深基坑支護存在的問題

1.1 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中土體的物理力學參數(shù)選擇不當

深基坑支護結(jié)構(gòu)所承擔的土壓力大小直接影響其安全度，但由于地質(zhì)情況多變且十分復雜，要精確地計算土壓力目前還十分困難，關(guān)于土體物理參數(shù)的選擇是一個非常復雜的問題，尤其是在深基坑開挖后，含水率、內(nèi)摩擦角和黏聚力3個參數(shù)是可變值，很難準確計算出支護結(jié)構(gòu)的實際受力。

在深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果對地基土體的物理力學參數(shù)取值不準，將對設(shè)計的結(jié)果產(chǎn)生很大影響。土力學試驗數(shù)據(jù)表明：內(nèi)摩擦角φ值相差5 °，其產(chǎn)生的主動土壓力就會不同，而原土體的黏聚力C與開挖后土體的黏聚力C則差別更大。施工工藝和支護結(jié)構(gòu)形式不同，對土體的物理力學參數(shù)的選擇也有很大影響。

1.2 基坑土體的取樣具有不完全性

在深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，必須對地基土層進行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學指標，為減少勘探的工作量和降低工程造價，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是，地質(zhì)構(gòu)造是極其復雜、多變的，取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此，支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計也就不一定完全符合實際的地質(zhì)情況。

1.3 基坑開挖存在的空間效應考慮不周

深基坑開挖中大量的實測資料表明，基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長邊的居中位置發(fā)生，這足以說明深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講，這種平面應變假設(shè)是比較符合實際的，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應變假設(shè)設(shè)計時，支護結(jié)構(gòu)要適當進行調(diào)整，以適應開挖空間效應的要求。

1.4 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與實際受力不符

目前，深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算仍基于極限平衡理論，但支護結(jié)構(gòu)的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明：有的支護結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設(shè)計計算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對安全的，但有時卻發(fā)生破壞；有的支護結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小，甚至達不到規(guī)范的要求，但在實際工程中卻滿足要求。

2 基坑支護施工的安全技術(shù)

保證基坑支護結(jié)構(gòu)安全工作，除必須有合理的設(shè)計外，還需施工的密切配合，嚴格按設(shè)計要求精心施工。任何超挖都會使支護結(jié)構(gòu)超載工作，從而導致嚴重后果，因此，施工前應嚴密組織，編制施工組織設(shè)計。

（1）基坑土方開挖應在降水排水施工完成且運轉(zhuǎn)正常達到預期要求后方可進行。基坑周圍地面應采取防水、排水措施，避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內(nèi)?？觾?nèi)應設(shè)置排水溝和集水井，及時抽除積水。

（2）基坑開挖應連續(xù)施工，盡量減少無支護暴露時間，開挖必須遵循“自上而下，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則。利用錨桿做支護結(jié)構(gòu)時，應按設(shè)計要求，及時進行錨桿施工，而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進行下一步開挖。

（3）坑邊不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免時，一般應距基坑上部邊緣不小于2 m，棄土堆高不超過1.5 m，并且不超設(shè)計荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應適當增大。軟土地區(qū)不宜在坑邊堆置棄土。當重型機構(gòu)在坑邊作業(yè)時，應設(shè)置專門的平臺或深基礎(chǔ)等。同時，應限制或隔離坑頂周圍振動荷載的作用。

（4）基坑挖土時，要做好挖土機械、車輛的通道布置，安排好挖土順序等，不得在挖土過程中碰撞圍護結(jié)構(gòu)并做好機械上下基坑坡道部位的支護。

（5）采用機械開挖時，為保證基坑土體的原狀結(jié)構(gòu)，應預留150～300 mm原土層，由人工挖掘修整?；娱_挖完畢后，應及時清底驗槽并鋪設(shè)墊層，以防止暴曬和雨水浸刷破壞原狀結(jié)構(gòu)。如果基底超挖，應用素混凝土回填或夯實回填，使基底土承載性能達到設(shè)計要求。

（6）基坑周邊設(shè)圍護欄桿和安全標志，嚴禁從坑頂扔拋物體；坑內(nèi)應設(shè)安全出口便于人員撤離。所有機械行駛、停放要平穩(wěn)，坡道應牢固可靠，必要時進行加固。

（7）配合機械作業(yè)的清底、平整場地、修坡等施工人員，應在機械回轉(zhuǎn)半徑以外工作，當必須在回轉(zhuǎn)半徑以內(nèi)工作時，應停止機械回轉(zhuǎn)并制動好后方可作業(yè)。

（8）土方機械嚴禁在離電纜1 m距離以內(nèi)作業(yè)。機械運行中，嚴禁接觸轉(zhuǎn)動部位和進行檢修，在修理工作裝置時，應使其降到最底位置，并應在懸空部位墊上墊木。

（9）挖掘機正鏟作業(yè)時，其最大開挖高度和深度不超過機械本身性能的規(guī)定。反鏟作業(yè)時，履帶距工作面邊緣距離應大于1.5 m。

3 工程實例

某工程位于湛江雷州，分為A1、A2幢15層，A3幢8～12層，A4幢10～12層，B幢5層的框架結(jié)構(gòu)住宅樓，設(shè)有一層地下室。建筑總面積35 759.58 m2，其中地下室面積7 895.04 m2。樁基礎(chǔ)為φ800 mm及φ1 000 mm鉆（沖）孔灌注樁，地下室層高4.3 m，底板面及承臺面標高為－4.7 m?；用娣e約8 000 m2，周長約為400 m，基坑大開挖深度為5.10～5.50 m。本工程設(shè)計的基坑安全等級為二級，重要系數(shù)為1.0。根據(jù)現(xiàn)場實際情況、建筑物概況以及工程地質(zhì)情況，設(shè)計院方案采用拉森Ⅲ型鋼板樁支護，并設(shè)置一道錨桿的支護形式?；又苓厙澜押奢d，坑邊2.0 m范圍內(nèi)不得堆載。

4 施工工藝

4.1 基坑支護結(jié)構(gòu)變形超過允許值或有失穩(wěn)前兆

當支護結(jié)構(gòu)或土體嚴重變形，且變形速率持續(xù)增加時，應視為基坑整體滑移失穩(wěn)的前兆，坑內(nèi)停止挖土作業(yè)，大型機械設(shè)備和材料撤離現(xiàn)場，并立即采用土方、砂包或其他材料回填基坑，待基坑穩(wěn)定后再作妥善處理。

支護結(jié)構(gòu)樁墻嵌固深度不足，使支護樁墻內(nèi)傾或踢腳失穩(wěn)，應立即停止土方開挖，在樁墻前回土和堆砂包反壓或在擋土樁被動區(qū)打入短樁加固。必要時加設(shè)預應力錨桿加固支護結(jié)構(gòu)。也可以采用坡頂卸載的方法

4.2 支護結(jié)構(gòu)內(nèi)傾變位

采用坡頂卸載，樁后適當挖土、坑內(nèi)樁前堆筑砂石袋或增設(shè)撐等方法處理。為了減少樁后的地面荷載，基坑上部不得堆放建筑材料和棄土，不得停放大型施工機具和車輛。施工機具不得反向挖土，不得向基坑周邊傾倒生活及生產(chǎn)用水?？又苓叺孛骓氝M行防水處理。

4.3 基坑發(fā)生整體或局部土體滑塌失穩(wěn)

在有可能的條件下降低土中水位和進行坡頂卸載，加強未滑塌區(qū)段的監(jiān)測和保護，嚴防事故繼續(xù)擴大。如止水墻漏水、流土，坑內(nèi)降水開挖造成坑周邊地面或路面下陷和周邊建筑物傾斜、地下管線斷裂等，應立刻停止坑內(nèi)降水和施工開挖，迅速用堵漏材料處理止水墻的滲漏。

5 深基坑支護設(shè)計中的要點

5.1 徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計理念對于深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計

國內(nèi)外至今尚沒有一種精確的計算方法，多數(shù)是處于摸索和探討階段，我國也沒有統(tǒng)一的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護樁仍用“等值梁法”進行計算。其計算結(jié)果與深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力懸殊較大，既不安全也不經(jīng)濟。由此可見，深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計不應再采用傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”，而應徹底改變傳統(tǒng)的設(shè)計觀念，逐步建立以施工監(jiān)測為主導的信息反饋動態(tài)設(shè)計體系。這是設(shè)計人員需要加強科研攻關(guān)的方向。

5.2 建立變形控制的新的工程設(shè)計方法

目前，設(shè)計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設(shè)計方法，其計算結(jié)果有重要的參考價值。但是，將這種設(shè)計方法用于深基坑支護結(jié)構(gòu)，只能單純滿足支護結(jié)構(gòu)的強度要求，而不能保證支護結(jié)構(gòu)的剛度。眾多工程事故就是因為支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而造成的。鑒于上述實際，在建立新的變形控制設(shè)計方法時，應著重研究支護結(jié)構(gòu)變形控制的標準，空間效應轉(zhuǎn)化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結(jié)構(gòu)的影響等問題。

6 結(jié)束語

綜上所述，深基坑的支護與開挖是目前施工中責任較大、協(xié)調(diào)量多、風險較高、任務(wù)較重的工程，建筑基坑支護設(shè)計與施工應綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑類型、基坑開挖掘深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求，基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護結(jié)構(gòu)使用期限等因素。

1 李鋒銳.建筑基坑支護工程施工安全技術(shù)［J］.建筑安全，2005（02）

2 魏常利、魏曉會.建筑基坑支護工程施工安全技術(shù)分析［J］.黑龍江科技信息，2010（18）

Deep Hole Excavated for Building Foundation Supports and Protections Project Construction Safety Work Analysis

Fu Zhaoning

The hole excavated for building foundation supports and protections are a risk high project, the supports and protections project success or not, immediate influence to the scene constructors and nearby week people's personal safety and property project, therefore in construction hole excavated for building foundation construction time must achieve the reasonable design, the careful construction, the economic security.

question; hole excavated for building foundation supports and protections; project construction craft; safe construction

TU753

A

1000－8136（2011）06－0081－02