深基坑支护施工的安全技术探讨

摘要：随着我国经济建设的发展，高层、超高层的建筑日益增多。众所周知，任何建筑都必须具有一个好的基础。如何解决高层、超高层的深基础施工的安全也引起了广泛的关注。本文对基坑特点，深基坑支护施工中存在的问题以及安全管理进行了阐述。

关键词：深基坑；支护；施工；安全技术

Abstract: With the development of economy in China, more and more high-rise, super high-rise buildings. As everyone knows, any building must have a good foundation. How to solve the deep foundation construction of high-rise, high-rise security has aroused widespread concern. The excavation of deep foundation pit support characteristics, existing problems in the construction and safety management are discussed.

Key words: deep foundation pit; retaining; construction; safety technology

中图分类号：TU74文献标识码：文章编号:

一、基坑工程特点及现状

1. 因为地皮昂贵，地面建筑过于密集。使用空间被限制，为了合理的使用有限空间，建筑投资者不得不向地下发展。

2. 施工条件越来越差，市区内中建筑不仅密度大而且人口密集，地上与地下管线弥补，交通拥堵。让基坑施工越来越难。

3. 基坑支护种类众多，常见的有深层搅拌桩、排桩、地下连续墙、锚喷、土钉墙、拱圈结构支护等。

4. 基坑工程成功率较低，基坑支护一旦失效，会造成附近建筑与地下管线破坏，甚至造成重大的人员伤亡和经济损失。

二、深基坑工程的开挖

深基坑开挖施工前，施工单位应根据地质勘探的资料和水文气候情况，结合自身深基坑工程施工的经验和现场条件编制施工组织设计。施工组织设计的主要内容包括：基坑的支护、 基坑的开挖、施工平面布置图、降水措施、施工监测布置等。开挖要综合考虑开挖过程中基坑的受力特点，不能局部一次开挖到基底，使开挖区土体侧压力急剧释放，引起坑壁侧向位移。除此之外还要有专项施工方案和突发事件的应急预案。基坑的开挖施工是一个循序渐进的过程，应尽量做到一边施工一边监测，并遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的施工原则，杜绝野蛮施工和盲目施工，并对施工过程加强控制，保证基坑支护安全顺利地完成。承担施工的单位要严格按照经过审批的施工组织设计及相关的施工规程和技术规范进行开挖，同时要加强施工过程中的监测。在土方开挖施工前要充分掌握工程所在地的地质勘测报告、周围建筑物和地下管线等设施的情况。对特殊土质更是要根据土质的不同进行施工组织设计，比如在膨胀土地区施工应避开雨季施工，在开挖过程中要充分关注膨胀土的特点，确保土体含水量的变化不大，从而使基坑支护尽可能受到土体膨胀压力的影响。在软土地区开挖时，分层深度不宜太大。这是因为如果挖土高差太大或挖土进度过快，就会打破土体原有的力学平衡，使其抗剪强度降低，使土体容易出现水平滑移，增大支护设施的额外压力，最终可能导致支护发生破坏而出现坑壁坍塌。

三、深基坑的止水

在地下水位较高的地区进行深基坑的开挖，地下水会对施工产生一定的危险。特别是在水源复杂地区，在制定止水方案时要充分掌握基坑周围环境地质水文资料，认真分析地下水的来源和成因。在大城市基坑周围建筑密集的情况下，切不可仅凭抽水降低地下水位。这样导致基坑周围土体排水固结引发的周围建筑物不均匀沉降的事故举不胜举。一旦出现这种灾难性的情况将大大增加处理难度。因此，止水要从防水、降水和排水三个方面进行综合考虑。深基坑的止水有许多方式，一般都是几种方法结合在一起。如有深层水泥搅拌桩连续墙、护壁桩水泥搅拌桩共同形成防渗墙、护壁桩高压旋喷桩组合防渗墙、地下连续墙、深基坑土钉与止水帷幕复合支护、单排桩结合止水帷幕、截水帷幕体系及复合支护等。止水帷幕是高地下水位地区深基坑支护施工中常用的一种止水措施，其施工方法主要是通过高压喷射把水泥浆和含有化学成分的浆液注入到地下，降低土体含水量，增强土体抗剪强度的目的。浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法通过搅拌把掺加剂(液)和高含水量的土体进行混合，从而达到降低土体含水量、增强土体强度的目的。在浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法施工中要特别注意搅拌桩的施工质量。通过合理计算确定水泥浆掺加量，一要保证桩体搅拌均匀;二要确保施工桩长达到设计深度后桩头部位还有浆，避免桩头处出现搅而无浆的情况。在土层情况变化较大的地区，施工要严格按设计进行，保证桩的搭接距离和桩身密实，杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的施工质量问题，避免出现因施工质量导致的止水失效。

四、深基坑支护施工的信息化

对基坑开挖进行实时监控是施工信息化管理的基础。根据施工监控反馈的数据进行分析。一方面可以及时掌握支护工程的受力状态，防止出现重大安全事故;另一方面通过对地质情况的了解不断修正原有的认识和设计。开挖施工监测的主要内容包括：支护结构顶部水平向的位移;支护结构自身的裂缝和沉降;相邻建筑物和道路的裂缝、沉降和倾斜;基坑底部有无隆起的观测等。其一般是安排专业人员对基坑及周围建筑物进行监测，根据基坑开挖期间监测信息，比照勘察设计和施工组织设计中的预期性状，动态分析基坑支护结构或岩土变形等情况，全面掌握位移变形量的大小、方向和速度，及时对施工中可能出现的险情进行预报。对照报警标准及时采取有效的应对措施，确保施工安全。监测体系一般有两套监测系统。一套是施工单位组织的自检监控，主要是监测桩顶水平位移等，这种监测的频率要求较密;另一套是由甲方委托有资质的专业单位进行监测。一般部位每隔8~10m布设一个监测点，关键部位适当加密布设监测点。开挖基坑较深时，还应该测试支撑结构的内应力和支撑变形量，当所测应力达到设计值的90%或支撑变形量达到10 mm 时，要停止施工并采取防范措施。开挖后每天监测一次，当变形超过有关标准或监测结果变化较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应停止施工并加大监测频率，加强监测。要根据观测结果绘制出变化曲线图，反映所测目标的动态趋势，传递险情前兆信息。当出现位移量发生突变、位移量有增加趋势、位移方向改变等现象时，必须结合气象条件、开挖施工、地下水变化等相关的诱况，认真分析支护结构、地质特性、地下设施、临近建筑物等监测信息，再次计算基坑支护结构的稳定性，确定排除险情后再继续施工。

五、深基坑支护安全问题的原因分析

1.施工技术方面分析

深基坑支护是一个动态变化的过程,在施工中存在许多不确定因素。比如施工中发现的地质情况与原设计不符或相差较大,仍按原设计施工;又如喷锚网支护施工遇流砂、软土层,因其自稳性极差,一旦开挖即刻坍塌,而又未能采取新的措施。地质条件的复杂性使工程施工未能达到设计要求,而监测等施工动态反馈

信息有误或反馈不及时,施工中盲目遵循原设计方案,开挖过程没有定期或根本没有对基坑的沉降量和位移量进行观测或未对所测资料及时分析、研究。深基坑支护是一个动态变化的过程,施工千变万化,未能充分考虑施工过程中可能出现的突发因素,并制定相应的有效应急措施。如基坑开挖过程中,对周边可能施

加的动荷载未加考虑，由于地下水处理不当,导致深基坑工程的事故屡见不鲜。地下水位降低了,对基坑支护有利,但对周边环境不利。如不采取降水措施,对保护周边环境有利,却对基坑支护不利,这种矛盾性,使地下水处理有一定难度。处理不当,易引发工程事故:如佛山某工程,采用双排搅拌桩止水加喷锚网支护的复合支护结构,由于搅拌桩止水效果不理想,基坑开挖至5 m 时开始出现漏水涌砂现象;开挖至8 m 时,涌水涌砂现象更趋严重,引起周围地面塌陷、开裂,工程无法继续施工,后在搅拌桩采取高压旋喷止水才解决了问题,但已大大提高了工程成本。

在深基坑支护工程中,开挖和支护是密切相关的,由于两者缺乏协调,容易诱发工程事故的发生。基坑围护属临时性支护,由于维护不当可诱发事故发生。比如基坑放置时间过长,不利基坑安全稳定;基坑坡顶荷载超出设计要求,重型机械离基坑太近;未能及时构筑基坑排水沟和集水池,基坑内大量积水;锚喷支护中,锚杆头被当作脚手架或悬挂重物,造成锚杆失效;支护面层遭切断或被施工机械撞坏。

六、施工中突发事件预防及应急措施

1. 内容

常见的深基坑支护工程施工突发事件包括有：基坑内出现管涌、流沙等;基坑支护局部出现裂缝、沉降;工程所在地连续多日出现狂风暴雨;相邻工地降水、打桩、开挖土方对本工程的影响;开挖中出现地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕等。在深基坑开挖施工中，要事先设立预案，发现有异常，即时拿出相应方案指导施工，并进行跟踪监测，验证方案是否有效， 确保基坑及周边环境的安全。当预计事件发生后， 应立即启动应急预案及时解决。

2. 预防措施

在施工中一般做好以下预防措施。为确保止水质量，防止基坑开挖时漏水，止水桩施工前要对施工桩位及临近的障碍物进行逐一清除。为确保基坑不发生漏水和渗水现象，基坑开挖时，要做好桩间土的保护，如发现坑内漏水严重，要先在坑内封堵抢险，同时查明原因，进行整改。必要时可用高标号砂浆在桩间砌砖或在桩间进行挂网喷浆。为确保支护桩施工质量与桩周管线安全，在支护桩施工前，要查明下部管线并进行标注，开挖并架空处理靠近施工区的下部管线。为应对突发事件，现场要储备足够的钢管、水泥、木桩、草袋、水玻璃等物资和潜水泵、压浆机、注浆机等设备。一旦出现险情，马上采取措施控制其发展。为防止周围地下水降深过大，要事先做好灌槽和回灌井。

七、结语

综上所述，由于深基坑支护的特殊性，经济合理的设计方案往往直接影响深基坑支护工程施工键。而施工单位的整体素质、技术力量是设计方案能否落实的重要因素。因此，工程技术人员在施工前必须对方案进行认真审核，及时与设计人员沟通，充分理解设计意图。这样才能在施工时确保各个施工环节、各道施工工序协调有序。业主也要认真审查设计、施工单位，选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的专业队伍进行施工，确保工程安全。