浅谈深基坑支护安全控制技术

【摘要】针对软土深基坑事故特点，提出工程环境、支护设计、施工方案、精心实施、基坑监测等安全控制要点。

【关键词】软土深基坑 地质与环境 支护结构 精心设计及施工

沿海软土地基上深基坑建筑施工越来越多，尤其在城市区域中的深基坑周围环境相当复杂，而由深基坑设计或施工不当诱发的事故后果十分严重。为此，国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002规定了基坑类别的划分及基坑变形的监控值如下表所示。

当基坑施工中，监控变形值超过上述数值时，就有可能产生基坑围护结构或边坡挡墙破坏。基坑事故破坏形式主要分为五类：一是倾覆破坏；二是整体稳定破坏；三是剪切破坏；四是渗透破坏，流砂、流土或管涌；五是支撑断裂破坏。特别是围护结构整体稳定破坏，坍方量大，破坏力强，已引起业内人士的高度重视，也是基坑施工安全控制的重点部位。要确保深基坑施工的安全，必须控制以下要点。

1 充分熟悉场地的工程地质及环境

深基坑一般指开挖深度大于5m的基坑。深基坑施工前，应了解建筑场地及周边、地表至支护结构底面下一定深度范围内地层结构、岩土物理力学性状、地下水位、渗透系数等；了解建筑场地及其附近的地下管线、地下构筑物的位置、深度、结构形式等。应熟悉邻近建筑的位置、层数、高度、结构类型、基础形式，此外，也应掌握深基坑施工的其他条件，如基坑周围的地面排水情况、地面雨水、流水、上下水管线排入或漏入基坑的可能性以及基坑附近的地面堆载及大型车辆的动、静荷载。

2 因地制宜设计深基坑支护方案

深基坑工程设计，主要包括支护结构设计、降水或截水设计、土方开挖设计和监测设计。支护结构设计主要满足边坡和支护结构稳定的要求，既不产生倾覆、滑移和整体或局部失稳，基坑底部不产生隆起、管涌，支撑和围檩满足抗压弯要求，同时还必须满足水平位移和地基沉降不超过允许值。支护结构构件本身受荷后不致压弯折断、剪断，支撑立柱满足抗压、抗拔及抗剪要求。深基坑支护工程设计应遵循“安全可靠、因地制宜、节约造价、方便施工”的原则。支护结构和止水帷幕的选型应根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件综合而定。同时注意坑中坑的支护设计方案。

土方开挖设计应满足分层、分段、对称、平衡、适时的原则，确保土方开挖安全、运输合理。监测设计主要是满足信息化施工的要求。密切结合工程地质条件，充分注意岩土的地域性特点，是搞好基坑支护设计的关键。从同等周围环境挖深为5～6m的基坑为例，宁波、温州市区的基坑支护常用桩墙结合内支撑的方案，在杭州市滨江区则常用轻型井点降水结合土钉喷锚，在金华、衢州一带则为大放坡开挖，不同地质条件的支护造价相差悬殊。

3 科学编制深基坑施工方案

施工方案编制前应熟悉设计图纸，针对深基坑的特点和作业条件，采用合理的施工工艺，制定措施得力，针对性强，编制出全面的施工方案。施工方案应充分认识深基坑施工的难点、重点，施工工艺的特点，质量安全控制目标恰当，保证措施到位，施工组织合理，检验监测严谨。对不同的基坑支护方式，施工的难点和要点有所不同，但总体要求基本一致，一是对施工工艺要熟悉，掌握基本的施工参数；二是要掌握主要的施工机械及配套设备的技术性能；三是对水泥、砂石、钢筋、砼桩、锚杆、钢板桩、钢构架等原材料及其制品进行质量检验，并保证施工质量，四是根据场地特点和不同的施工阶段，采取合适的降水或截水措施；五是土方开挖应分层分段进行，控制挖土进度；土方开挖的顺序和方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，五边法施工”的原则。所谓“五边法”即边挖土、边凿超高桩、边砌块石垫层、边浇砼垫层、边砌砖胎膜，这是稳定基坑支护结构的有效方法。六是对雨季施工既要注意排除地面雨水倒流入基坑，又要防止雨季水的渗入、土体强度降低、土压力加大造成基坑边坡坍塌事故。

4 精心实施施工方案

基坑坍塌事故发生的主要原因有两大类，第一类是由于对深基坑施工难度认识不足，认为不需要进行专项的深基坑支护设计，或支护设计方案未经校审，按常规建筑工程组织施工而造成；第二类是未按施工方案组织施工造成的。主要表现在以下几个方面：一是支护设计粗糙且差错多，加之施工方不重视，造成支护结构坍塌；二是未按施工方案组织施工，特别是对采用土钉墙支护的基坑施工，有的施工人员贪快求“方便”，酿成坍方事故；三是土方开挖时，没有均匀地分层开挖，而是严重超挖甚至一步到位挖至设计标高，造成坑内工程桩偏斜断裂，支撑结构严重位移或断裂，引起土体失稳或基底涌土等。四是坑边堆置土方或其他材料、设备等，甚至有大型车辆的动静荷载，形成超过设计允许值的地面荷载。

5 严格按信息化施工

由于深基坑中岩土本身性状的时空效应和支护结构与岩土界面关系的不确定性，构成深基坑工程施工的复杂性，故深基坑从初挖土开始，即应进行基坑现场监测。主要监测内容有：基坑围护桩墙或重力式挡土墙的墙顶和墙后深层土体的侧向位移、支撑及立柱的竖向和水平向变位、支撑轴力、基坑周围的建筑物及地下管线的沉降变形等，并将监测结果及时反馈给监理、设计、施工单位，以便指导施工或调整设计。如若出现险情，则应立即采取应急的加固措施，及时预防基坑支护结构坍塌破坏。根据基坑现场监测进行“五边法”施工，且信息化快速浇捣砼垫层是重要的施工措施。

在充分了解软土深基坑工程环境的基础上，必须合理设计支护方案，精心编制并实施施工方案，现场及时监测并信息化施工，才能保证软土深基坑工程的安全。

参考文献：国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB20202-2002

作者简介：孙启峰（1971-3），男，汉族，浙江杭州人，高级工程师