李全有

河南國(guó)龍礦業(yè)建設(shè)有限公司（476600）

深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)及控制分析

李全有

河南國(guó)龍礦業(yè)建設(shè)有限公司（476600）

近年來，隨著我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的加快，為了緩解城市中面臨的人地矛盾，各種高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)雨后春筍般涌現(xiàn)了出來。與此同時(shí)，基坑作為地下建筑空間施工與開發(fā)的主要手段，對(duì)其施工技術(shù)和方法進(jìn)行優(yōu)化與完善已成為目前建筑業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。這里分析了深基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)源，并針對(duì)深基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)提出了相應(yīng)的措施，降低了深基坑工程建設(shè)的施工風(fēng)險(xiǎn)。

深基坑；工程；風(fēng)險(xiǎn)；控制

0 引言

隨著城市高層建筑的增多，中心城區(qū)的深基坑工程呈現(xiàn)出深、大、近等特點(diǎn)。由于深基坑工程具有隱蔽性、復(fù)雜性以及地質(zhì)水文條件和周圍環(huán)境的不確定性,深基坑工程的建設(shè)面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在深基坑工程建設(shè)過程中，應(yīng)充分識(shí)別可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)行有效地預(yù)防，防止安全事故的發(fā)生。

1 深基坑工程風(fēng)險(xiǎn)來源

深基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)由多方面引起,主要包括：工程的地質(zhì)水文條件；基坑周邊的環(huán)境；基坑的勘察、設(shè)計(jì)水平；施工工藝的局限；施工組織管理水平。

1.1 地質(zhì)水文條件

當(dāng)基坑開挖面積較大時(shí)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受地層分布情況影響較大，基坑的降水措施及降水效果與地下水的水位及其補(bǔ)給來源息息相關(guān)。若對(duì)基坑地下水處置不當(dāng)，基坑可能會(huì)出現(xiàn)流砂、管涌以及坑底大面積隆起等事故。同時(shí)，巖土體的材料力學(xué)性能離散性大，具有較高的空間變異性，而且該地區(qū)分布著大量的深厚軟土層，這種軟土層主要為含水量高、孔隙比大、滲透系數(shù)低、壓縮性大、靈敏度高、抗剪強(qiáng)度低、蠕變大的淤泥及淤泥質(zhì)土。在深厚軟土層中進(jìn)行深基坑工程的施工面臨著以下問題：

1）由于軟土層中清孔不徹底，孔壁易坍塌，(沖)鉆孔灌注樁施工過程中可能出現(xiàn)縮徑、斷樁以及鋼筋的保護(hù)層不足等問題。

2）由于錨桿(索)在軟土中的錨固力小，軟土的力學(xué)性能過低，導(dǎo)致錨桿(索)施工過程中面臨著錨桿長(zhǎng)度過長(zhǎng)，注漿體不密實(shí)，錨桿易拔出，達(dá)不到設(shè)計(jì)承載力等問題。

1.2 基坑的勘察、設(shè)計(jì)水平

勘察、設(shè)計(jì)人員的理論水平和工程經(jīng)驗(yàn)在深基坑工程勘察、設(shè)計(jì)中影響較大。由于地質(zhì)的不均勻性以及目前的土壓力理論仍然是半經(jīng)驗(yàn)理論，所以深基坑工程的設(shè)計(jì)仍然是理論和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。隨著設(shè)計(jì)、施工技術(shù)的不斷改進(jìn)和成熟，還相繼出臺(tái)了土釘墻、錨桿、型鋼水泥土攪拌墻、地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐等工法的設(shè)計(jì)施工規(guī)程或指南。我們也知道，即使是同一地區(qū)，土的性質(zhì)也千變?nèi)f化，水文條件更是錯(cuò)綜復(fù)雜。工程進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，土體的取樣、實(shí)驗(yàn)以及計(jì)算工程都存在誤差，使得土質(zhì)的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)帶有很大的不確定性。在進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，土壓力的計(jì)算、擋土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算、土體變形計(jì)算和基坑穩(wěn)定驗(yàn)算公式等還不完善，都還是半經(jīng)驗(yàn)公式。

1.3 基坑施工工藝的局限

深基坑常用的支護(hù)形式有放坡、土釘墻、水泥土攪拌墻、排樁、樁錨、地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐等幾種及其組合。各種支護(hù)形式都有其局限性：放坡開挖對(duì)坡高以及土體的土質(zhì)情況均有限制;土釘墻施工時(shí)，要求坡面無(wú)滲水流出，若錨桿注漿不及時(shí)或注漿效果差、超挖或者土體長(zhǎng)期浸泡在地下水中，容易引起變形過大甚至滑塌破壞;水泥土攪拌墻在填石層、卵石層以及含有大塊孤石的地層中施工困難，在硬質(zhì)黏土層中不易攪拌均勻，易產(chǎn)生抱鉆現(xiàn)象；錨索在砂層中施工時(shí)，鉆孔易出現(xiàn)涌水、涌砂等問題；地下連續(xù)墻在淤泥質(zhì)土、含漂石的沖擊層以及超硬巖石中施工難度較大,相鄰墻段易出現(xiàn)漏水等現(xiàn)象；鋼支撐整體剛度較差，節(jié)點(diǎn)安裝較多，支撐間距較小，若節(jié)點(diǎn)破壞，會(huì)造成支撐整體破壞，基坑的水平位移過大；混凝土支撐施工工期較長(zhǎng)，不能重復(fù)利用，爆破拆除時(shí)會(huì)造成噪聲、振動(dòng)及飛石，若控制不好，容易引發(fā)安全事故。

1.4 施工組織管理水平

深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是基于若干假設(shè)條件的。但在實(shí)際施工過程中，會(huì)受到比如基坑土層不均勻、存在未勘察到的地質(zhì)條件、基坑周邊施工荷載的動(dòng)態(tài)變化、地下滲流場(chǎng)的改變、施工工況未完全參照設(shè)計(jì)要求等不確定因素的影響。

在施工期間，可能會(huì)包括土體加固施工、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、降水施工、土方開挖以及地下室施工等多家專業(yè)承包結(jié)構(gòu)并行立體交叉施工。若無(wú)合理的施工組織設(shè)計(jì)、合理的施工流程以及專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制，深基坑工程將很難按計(jì)劃有序進(jìn)行。

由于深基坑支護(hù)工程大多數(shù)為臨時(shí)性工程，大部分業(yè)主希望能夠在基坑支護(hù)上投入較少的費(fèi)用和較少的時(shí)間，從而造成在基坑施工中業(yè)主想盡辦法減少工程費(fèi)用、壓縮施工工期的現(xiàn)象。由于建筑市場(chǎng)的混亂，部分深基坑工程被轉(zhuǎn)包給施工經(jīng)驗(yàn)匱乏的施工單位或班組進(jìn)行施工；施工過程中不按設(shè)計(jì)工況施工、野蠻施工、偷工減料等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，加劇了不穩(wěn)定因素的影響，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致基坑安全事故的發(fā)生。

2 深基坑工程風(fēng)險(xiǎn)控制

在深基坑工程建設(shè)過程中，需要采取必要的措施和手段，對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)控，以保證基坑施工安全以及基坑周邊環(huán)境的安全。

2.1 基坑勘察、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)控制

當(dāng)基坑開挖面積較大且基坑周邊有需要保護(hù)的對(duì)象時(shí)，基坑外勘探點(diǎn)的布置范圍應(yīng)該比現(xiàn)行基坑設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的范圍大。在施工過程中，需查明基坑周邊需要保護(hù)對(duì)象的基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)類型、運(yùn)營(yíng)狀況以及保護(hù)對(duì)象周邊土體變形的允許值。當(dāng)場(chǎng)地存在軟弱土層、溶巖層等復(fù)雜地層時(shí)，應(yīng)加密勘探點(diǎn)并查明其分布和工程特性。對(duì)軟弱土層除采用常規(guī)原位測(cè)試方法和常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法取得土的力學(xué)參數(shù)外，還可采用三軸實(shí)驗(yàn)以及大型直剪實(shí)驗(yàn)等非常規(guī)高級(jí)實(shí)驗(yàn)取得更精確的巖土參數(shù)。在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)選型時(shí)，要注意各種支護(hù)結(jié)構(gòu)的適用范圍，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行選型。在深基坑設(shè)計(jì)階段，要對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其周邊環(huán)境進(jìn)行安全評(píng)估，安全評(píng)估的內(nèi)容應(yīng)包括：各類穩(wěn)定性驗(yàn)算、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形與承載安全驗(yàn)算；對(duì)影響范圍內(nèi)的所有各類地下管線、地鐵隧道等構(gòu)筑物以及地面建筑物的現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)形式等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,分析得出其運(yùn)行變形指標(biāo)，通過變形計(jì)算分析判斷其安全狀態(tài),提出保護(hù)措施。

2.2 基坑施工、監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)控制

在基坑施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守施工規(guī)程。鋼筋籠、鋼支撐等鋼構(gòu)件制作時(shí)，要特別注意焊縫質(zhì)量。支護(hù)樁、墻混凝土澆筑時(shí)盡量減少蜂窩、縮徑、泥砂夾層等情況出現(xiàn)。對(duì)錨索、鋼支撐要施加足夠的預(yù)應(yīng)力，防止結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。對(duì)樁頂卸載、被動(dòng)區(qū)加固、樁前反壓等措施應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行。土方開挖順序和方法要和設(shè)計(jì)工況一致，并遵循“開槽督支撐、先撐后挖、分層開挖、均衡對(duì)稱、嚴(yán)禁超挖”的原則，和分層、分段、均衡、對(duì)稱的原則。當(dāng)基坑周邊環(huán)境保護(hù)要求異常嚴(yán)格時(shí)，土方宜采用抽條間隔開挖的方法。挖土機(jī)械要按照設(shè)計(jì)路線行走，不得隨意碰撞圍護(hù)樁墻、支錨系統(tǒng)。嚴(yán)禁在挖土平臺(tái)或基坑周邊大量堆土，挖出的土方應(yīng)及時(shí)外用。采用混凝土結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行支護(hù)的結(jié)構(gòu)一定要等到支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能開挖，嚴(yán)禁超挖、搶挖。基坑開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，要及時(shí)清底并封閉底板，避免坑底土體擾動(dòng)或隆起過大。

基坑施工前要對(duì)可能出現(xiàn)的緊急情況作出預(yù)判，并制定應(yīng)急方案，預(yù)備好砂袋、抽水機(jī)、應(yīng)急錨索等應(yīng)急物質(zhì)。重視信息化施工，施工監(jiān)測(cè)要與基坑施工同步進(jìn)行，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目要全面，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析要及時(shí)、全面。對(duì)危險(xiǎn)情況要及時(shí)報(bào)警，保證施工安全，并為搶險(xiǎn)、補(bǔ)強(qiáng)提供時(shí)間，防止基坑安全事故的發(fā)生。

2.3 項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)控制

業(yè)主在對(duì)深基坑工程進(jìn)行勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目進(jìn)行招標(biāo)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格審查投標(biāo)單位的資質(zhì)，盡量采用設(shè)計(jì)、施工總承包方式進(jìn)行發(fā)包，并對(duì)深基坑項(xiàng)目建設(shè)的全過程進(jìn)行監(jiān)控，協(xié)調(diào)好工程建設(shè)參與各方的關(guān)系。

監(jiān)理單位要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)、施工方案的審查,對(duì)施工所用材料的核驗(yàn)和抽查，對(duì)深基坑工程的重點(diǎn)部位及重要工序?qū)嵭信哉颈O(jiān)理，對(duì)施工單位的不合理施工及時(shí)制止。建設(shè)工程主管部門通過建立基坑工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)備案及評(píng)審制度，規(guī)范建筑市場(chǎng)。建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)理部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基坑工程施工質(zhì)量、安全文明施工的檢查，對(duì)不規(guī)范作業(yè)的施工單位及工地提出整改意見，對(duì)有嚴(yán)重質(zhì)量和安全隱患的要求停工整改，控制深基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)