摘要：本文主要从笔者亲身参与的深基坑施工的安全控制措施及解决措施，旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：深基坑； 安全措施； 控制
近年来，城市建设快速发展，高层、超高层建筑不断涌现，由于人防、地下商用、设备机房、车库以及结构自身的要求，地下空间不断被挖掘利用，导致大量深基坑的涌现。就目前而言，深基坑工程大多数地处繁华闹市，场地紧凑，周围建(构)筑物密集，管线复杂，紧邻道路红线，施工环境复杂，难度很大。在深基坑的施工过程中引发的安全事故多，不但造成难以挽回的经济损失，而且会造成巨大的资源浪费，后果十分严重。据统计分析，在房屋建筑的深基坑工程中，按管理责任单位可分为建设、勘察、设计、施工、监理、监测几大类，而由施工单位造成安全事故所占比例高达50.9%，虽然由于管理水平的提高以及施工技术的日渐成熟，这个比例有所降低，但深基坑工程施工过程中的安全预防和控制还是十分重要的。在深基坑的施工过程中，降水、支护及土方开挖作为技术性最强、难度最大的几个分项工程，如果不能做好它们的安全预防和控制工作，一旦发生安全事故，后果将会十分严重。本文就是以实际工程为背景，主要针对深基坑的降水、支护及开挖施工过程中容易产生安全问题的因素进行分析，并提出相应的预防和控制措施。
1.深基坑施工方案的确定
深基坑工程包括挖土、挡土、支护、防水、降水等五个紧密相连的环节,中间任何一环节出现问题,都将会给整个工程的质量及安全带来巨大的影响。支护结构施工方案的确定的原则必须依据结构安全、技术措施得当、经济合理。按相关规定程序组织专家论证,再由监理单位组织联系与工程有关各单位人员对深基坑支护施工方案进行论证,具体问题具体分析,通过对工程的周边环境和地质条件等掌握,最后确定实施。深基坑支护就是为了满足边坡的稳定和变形控制的要求,以保障基坑周边建筑物及配套设施的安全以及主体基础施过程的安全。随着科技的发展,现在支护结构越来越完善,稳定边坡的方法和支护形式也多种多样。
2.深基坑施工过程中容易发生的安全问题
由于本工程项目的地质条件复杂，地下水位较高，其深基坑工程的施工环境恶劣，技术要求高，难度大。特别是降水、支护及土方开挖，虽然都经过严谨的工程设计及多方论证，而且还做出了相应的专项施工方案，但是在施工过程中，还是会有很多容易引起安全问题的潜在危险因素。因此，如何找出这些危险因素并加以正确的预防和控制，是这个工程项目能够顺利进行的关键。
（1）基坑降(排)水过程中的安全问题
在深基坑工程中，由于施工的需要，土方开挖常挖掘到地下水位以下的含水层中，因此开挖前就必须把地下水位降低到边坡面和坑底以下，以防止边坡的塌陷和涌流，并起到疏干固结坑内土体的作用，可以有效地改善土方施工条件，同时提高坑壁支护结构的安全度。
基坑降水的分类
基坑的降水方法可分为明沟排水法和井点降水法两大类。明沟排水是指在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。主要适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量较小的粘土层，或者基坑开挖较深，但采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕的基坑内降水，或者当采用井点降水法但仍有局部区域降水深度不足的，可用作辅助措施。井点降水法是在拟建工程的基坑四周埋设能渗水的井点管，配置一定的抽水设备，不间断地将地下水抽走，使基坑范围内的地下水降至设计深度。根据施加作用力的方式以及抽水设备的不同，常用的井点降水法有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、及自渗井点等。
基坑降水存在的安全隐患
经勘查，本工程的综合稳定水位埋深为5.3～7.0m，丰水期时水位还要上升2.5m左右，而开挖深度却很深，因此，必须采用降水措施降低地下水位。根据地勘报告，场地下11m左右见泥岩，泥岩为弱透水层，目前的降水技术仅能将地下水降至泥岩顶板上2m左右，即地下水仅能降至地面下9m左右，因此，仅靠管井降水达不到施工的降水要求。而由于施工需要，大量的地下水被抽取，势必会引起基坑周围土体内地下水位的降低和应力场的改变，对基坑周围环境产生不同程度地影响，如引起基坑维护结构的变形、附近道路开裂、地下管线破坏、邻近高大建(构)筑物不均匀沉降等。
总结起来，工程降水对深基坑的影响主要表现在以下三个方面:工程降水对深基坑稳定性的影响;工程降水对地基沉降的影响;工程降水对深基坑变形的影响。
除了地下水外，地表水也会带来安全问题。地表水可分为“一明一暗”两种情况，“明”主要是指施工现场内地面可能出现的地表水，如雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等;“暗”主要是指基坑周边地面以下的管网渗漏、爆管等产生的地表水。这两种情况若不及时处理都会对坑壁的稳定性造成威胁，有可能引发坑壁坍塌。特别是地下管网产生的地表水，因其不易被发现，造成的后果往往更为严重。
（2）基坑支护过程中的安全问题
基坑支护在整个深基坑工程中占有非常重要的地位，它既要确保能起到挡土的作用，使基坑周围边坡保持稳定，又要保证土方开挖等其他工序能安全顺利的进行，是基坑工程安全控制的重点。调查表明，过去几年内我国深基坑挡土支护体系失效或部分失效导致的安全和环境问题约占工程总量的10%～15%，高地下水位软土地区可达20%，个别地区失效率更高。
支护方式的选择
深基坑的支护结构型式主要可以分为下述几类:悬臂式支护结构、重力式支护结构、内撑式支护结构、拉锚式支护结构、土钉墙支护结构、以及门架式支护结构、喷锚网支护结构、沉井支护结构等。
根据本工程的环境特点，深基坑采用的是锚拉桩支护体系， 土方开挖前， 在基坑四周按照设计位置共打下276根抗滑桩， 构成排桩支护， 土方开挖后， 在桩间挂网喷射混凝土护壁，并在设计位置打入预应力锚索，构成排桩加锚索的支护体系。
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基坑支护过程中存在的安全隐患
本基坑支护过程存在的安全隐患主要有以下几点:首先，由于本工程原设计±0.00绝对标高为481.00m，最终设计±0.00绝对标高为479.00m，基坑加深，势必要更改原来的支护设计，这就可能带来安全问题。其次，由于一些原因，造成基坑施工的时间远远超过了支护体系的设计使用一年的年限，基坑放置时间过长，不利于基坑的稳定，存在一定的安全风险。第三，支护体系的施工过程中，像旋挖桩、预应力锚索等的施工技术性都很强，因此，在这个过程中，工人如果不能很好地按设计要求施工，达到既定施工质量，也会造成安全问题。另外，基坑支护和开挖密切相关，如果不能很好地协调，也容易发生安全事故。
（3）深基坑开挖过程中的安全问题
土石方开挖是深基坑施工过程中的关键工序，它的整个过程包括将土和岩石进行松动、破碎、挖掘并运出。
土石方开挖的方式
在土方开挖前，应根据工程规模和特性，地形、地质、水文、气象等自然条件，施工导流方式和工程进度要求，施工条件以及可能采用的施工方法等，研究选定开挖方式。土石方开挖的方式可分为以下几类:放坡挖土、分层挖土、分段挖土、中心岛式挖土、盆式挖土等。
土石方开挖过程中存在的安全隐患
本基坑土方开挖过程中存在的安全隐患主要有以下几个方面:第一，在支护设计中，由于桩上设有一道或多道预应力锚索，因此，土方开挖与锚索施工应做好协调，如果一味追求施工进度，不等锚索施工完毕就向下挖土，会对支护结构的受力产生巨大的影响，甚至会造成安全事故。第二，本基坑土方开挖量大，挖土队伍交叉作业，如果现场管理人员不能很好地协调，很容易造成安全问题。第三，由于施工需要，在基坑AD段的一角留有一条向坑内延伸的土坡，作为人工和机械进入坑内作业的通道，这条通道宽度4m左右，左边是基坑AB段坑壁，右边采取自然放坡，直达坑底，但是坡度很大，而且没有做防护栏杆，坡道的底端有一个急弯，而且紧邻一个深度3m左右局部小基坑，这会给进出基坑的机械、车辆等带来危险。
3.深基坑施工的安全措施
（1）设计阶段
① 对工程周边环境必须有准确的把握。在对深基坑支护结构进行设计前,应充分了解建筑场地及周边的地质和水文状况;了解建筑场地及周边地下埋设物和地下管线的位置、结构形式、深度等。同时还应掌握基坑周边的排水情况、地面堆载、过往车辆的动载和静载。只有在准确掌握工程环境的前提下,深基坑设计才能得以正确进行。
② 支护方案的选择。深基坑支护方案应综合考虑基坑周围环境、工程地质和水文状况、土层结构、开挖深度、基坑形状以及排水方法、施工作业设备安全等级、工期要求、技术经济效果等因素而定。无论采用哪种支护结构形式,都需对支护结构的受力、强度、嵌入深度进行仔细的设计和验算,并对施工过程进行严格的监督,确保工程质量。同时,在选型设计上,对深基坑支护结构系统还提出四个要求:经济合理、施工便捷、安全可行、保护环境。
（2）施工阶段
① 必须编制一份切实可行的施工安全专项方案。一份合理、科学、完善的施工安全整治方案是衡量现代企业管理水平好坏的重要标志,是施工现场的安全管理水平的体现,更是保证施工质量,避免伤亡事故的发生,对每个员工的安全和健康负责、评价工作规范化、标准化的客观需要。安全专项施工方案的编制应本着防范于未然的思想,坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则,并达到可行性、针对性、及时性的需求。
② 应急措施必须行之有效。深基坑支护不是静止的,而是处在动态变化之中。施工过程中任何事情都可能发生,如果对施工过程中突发因素缺乏充分考虑,就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失,因此制订一份有效应急措施是非常必要的。例如基坑开挖过程中,深基坑因地下水处理不当而造成的事故屡见不鲜,这就是因为对周围可能动荷载没有考虑到而导致的。再如:地下水位对基坑工程的影响很大,水位低,对基坑支护比较有利,但对周边环境不利,这就是一个矛盾,给地下水的处理带来很大的困难,稍有不慎,还可能会引发工程事故。因此,施工方制定一份科学全面应急措施,从基坑工程的危险源上进行控制,事故发生时争取在尽可能短时间内将问题解决,无论在损失降低还是保障安全方面都具有重要意义。
③ 施工组织信息化。信息化施工是深基坑施工的特殊性要求决定的。深基坑施工特点和自身构成有关,结构与岩土同时作用于基坑之上,而结构的计算的确定和岩土本身性状的不确定性之间的矛盾,以及岩土与结构界面的不明确,造成深基坑施工复杂,且具有很强的实践性的特点。一个合理的深基坑施工方案不但要在方案阶段反复的比较,而且在施工过程中通过监测得到的资料,及时反馈给设计、监理、施工,以便及时更正,指导施工。安全事故发生的另一个原因是在施工过程中,因为监测单位没有及时提出预警或缺乏施工监测,在深基坑支护工程发生坍塌时,错过或延误救治的最佳时机。施工监测的重要性在于它不仅能检测到基坑的安全,更重要的是它能及时发现基坑对周边建筑的影响。
4结语
基坑工程是一项施工开挖与结构工程、岩土工程、环境工程等诸多因素相互交叉,同时也是一项涉及范围广泛又具有时空效应的综合性工程。在基坑工程中,目前还只能是边实践边摸索,缺乏成熟技术规范的指导,任何一家施工企业都必须在系统掌握理论知识的同时,加强实践,才能不断累积经验,确保安全,减少基坑工程事故造成的损失并防止类似事故的重复发生。
参考文献
[1]某深基坑施工安全控制措施浅析_魏旭
[2]浅谈深基坑工程施工安全与技术措施_黄肖红
[3]浅谈深基坑工程施工及安全措施_骆盛世
[4]浅析深基坑安全防护措施_王建
[5]深基坑施工安全技术措施_马仲君
[6]深基坑施工的安全技术措施_郑丹生
论文作者:陈家烈
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/18
标签：基坑论文; 深基坑论文; 工程论文; 结构论文; 过程中论文; 土方论文; 措施论文; 《基层建设》2016年32期论文;