文｜广东省建筑工程机械施工有限公司 吴振江

前言

随着我国城市化建设的快速发展，使得高层建筑、各类地下空间综合体建设的规模不断扩大，这就使得基坑工程的规模也不断扩大，逐渐向着深基坑施工的方向发展，以往，不少地区认为深基坑是深度<5m但周围环境或地质条件复杂以及开挖深度≥5m的基坑，但是随着近年来，工程界达成的共识，工程界将开挖深度≥1.5m的基坑统称为深基坑工程，深基坑是建筑物建设的基础，其施工质量的好坏与建筑物建设的稳定性和耐久性具有直接的影响关系，但是，随着基坑施工环境的日益复杂以及基坑开挖深度越来越深，再加之其在开挖施工过程中易受到基坑土体中含水量、气候、风以及基坑土方边附近堆放荷载等因素的影响，常易发生基坑支护变形或结构不稳等问题，进而难以保证基工程的质量与安全，为此，在深基坑开挖施工中，需采用有效的安全控制措施，才能保证开挖施工的安全、顺利进行。

1.工程概况

葵涌街道保障性住房工程基坑支护底面积约为 12412.04m2，基坑支护面积约为12863.470m2。拟建建筑物7栋18层住宅，设一层地下层。基坑周长约470.56m，基坑开挖深度9.05—10.20 m，基坑安全等级为二级。

本工程承包范围包括：本基坑支护设计图纸范围内的基坑支护及土方挖运。基坑支护包含多个分项工程：灌注桩、三管高压旋喷桩、腰梁、冠梁、预应力锚索、内支撑、土钉、挂网喷射砼等。（见图1）。

在上述工程施工过程中，我们充分对深基坑开挖影响因素进行分析，制定了相应的安全控制措施，取得了良好的施工效果。

2.深基坑开挖过程中影响基坑稳定性的因素分析

深基坑开挖后常会出现基坑滑动失稳现象，造成这种现象的根本原因在于基坑土的抗剪强度小于边坡土体中的剪应力，而土的抗剪强度是由其内摩阻力和内聚力构成，为此影响土体中内摩阻力和内聚力的因素也会对土方边坡的稳定性造成一定的影响。在实际开挖过程中，影响土体中剪应力的常见因素有含水量、气候、风以及基坑土方边附近堆放荷载等，土层中含水量过高，受水分的浸润作用会导致土体的内摩擦力降低和增大土体自重，这样便易导致土体产生裂缝；气候、风等因素会影响土质的疏松程度，进而使土体的抗剪强度降低；土方边附近堆放荷载会促进土体内的剪应力增大，可见影响深基坑开挖稳定性的因素有多种，为此，在进行深基坑开挖时就必须依据各影响因素采取有效的安全控制措施。

3.深基坑开挖过程中的安全控制措施

3.1 合理控制土体内含水量

图1 基坑设计平面布置图

造成深基坑失稳的重要危险因素为土体内含水量过高，为此，在进行深基坑开挖前，需做好基坑工程土体内的含水量检测，为对坑内土体进行疏干加固，还需进行有效的降水处理，基坑降水可采用两种方法进行，一是采用井点降水，沿基坑中心及四周“田”字分布真空泵机进行抽水，并根据降水管平面布置图测放井位，使基坑内的降水量低于8.4m。二是进行集中降水，在基坑坡顶(坡度0.2%)排水结合场地四周砌筑排水沟渠，并将其与市场排水系统连接，然后将临时沉井及排水沟设置在基坑内，进行集中排水，以促进土体的抗剪强度达到最大。在实际开挖的过程中，还需将排水沟设置在基坑边界四周地面，以防止渗水、漏水进入深基坑内。

3.2 遵循时空效应原则进行深基坑开挖

处理好基坑土体含水量后，为保证基坑开挖施工的安全实施，还需详细的调查和了解基坑周围建筑物、道路以及地下管线情况，以避免其对基坑开挖造成不利的影响，另外，还需对基坑各侧边的安全等级进行核实，检查与核实无误后，便可进行基坑开挖，在开挖过程中需根据基坑地质条件合理对开挖方式进行选择，先撑后挖，分层开挖是最常用的开挖方式之一，即先做好锚杆、支撑，再进行下层挖土，切勿超挖，为保证基坑支护结构的稳定以及其周围建筑物结构的安全，在基坑开挖过程中还需尽量降低初始位移，可以分段、分块、分区和分层进行抽槽开挖，开挖时需留土护壁，以形成中间支撑，为减少无支撑暴露时间，还需在后续的开挖过程中使限时对称平衡形成端头支撑，只有对支护墙体开挖部分及每个分布开挖的空间几何的无支撑暴露时间进行掌握，才能对土体自身控制地层位移的潜力进行科学的利用，进而能够帮助施工人员良好的解决基坑开挖变形和稳定性不足等问题。

3.3 合理控制基坑边堆放荷载

基坑边荷载是促进土体内剪应力增大和形成堆坑失稳不利荷载的重要危险因素，若其堆放荷载过大或控制不当，则极易导致基坑发生突发坍塌，因此，为降低基坑坍塌事件的发生几率，在进行深基坑开挖的过程中，只可将建筑材料和土方堆置在基坑边缘，施工机械和运输工具只可沿挖方边缘移动，挖方边缘距基坑上部边缘的距离需控制在2m以上，且其上面堆置的弃土高度不可超过15m以及重量不可超过设计荷载值。若因施工需要将混搅拌机等机械设备设置在坑边时，由于混搅拌机会产生振动，使得粉砂土等土质发生液化，从而导致土体的抗剪强度降低，此时，施工人员需根据基坑实际支护、土质情况以及机械设备的实际重量，重新计算和确认基坑边堆放的荷载。

3.4 基坑监测

在进行开挖基坑过程中，要采取措施，对基坑进行监控，对支护体和附近的环境，按设不同的监测器，检测各种指标。

变形监测从土方开挖开始至基坑回填后结束，变形点及沉降点沿基坑边线每隔约25m设一点，施工前所有沉降点应做检测记录，施工过程中在场地20m范围内的沉降点每2日检测一次，其余每周检测一次。其当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测，当有事故征兆或遇暴雨时，应连续观测。

3.5 建立有效的基坑开挖事故预防措施和紧急救援预案

当深基坑开挖深度超过2m时，便会对临边建筑施工作业造成高空坠落的危险，为了保障周围作业人员的安全，需按照临床作业和高空作业要求，及时将双道防护栏杆设置在基坑开挖工程周围，并挂设安全立网，另外，还需设置专用的安全通道供作业人员上下基坑，严禁其对基坑支撑系统或模板进行上下攀爬。除了上述控制措施，在实际的基坑开挖施工中还存在暴雨、台风等气象环境对基坑围护结构的影响，这些因素具有可变性，并不能按照特点的参数对基坑开挖工程施工的安全性进行判断，为此，也易导致基坑支护发生变形或失效，轻则是导致基坑自身支护结构发生变形，重则将会导致基坑支护发生坍塌，进而酿成严重的基坑开挖安全事故。基于深基坑开挖作业施工具有一定的特殊性，作业人员还需重视基坑工程施工中的实际动态变化，对开挖施工过程中易发生事故的部位和可能存在隐患的施工点制定有效的安全防控措施，首先，需认真辨识基坑开挖施工中的重大危险源和对潜在的危险因素进行确定，然后再根据探寻到的危险源或因素制定相应的预防措施以及建立专业的基坑事故应急救援预案，预案中需针对基坑开挖施工过程中存在的重大危险源及基坑事故发生的特点，建立项目部和指挥部等应急救援体系，以便在基坑事故发生时，能快速组织应急救援队伍抵达事故发生现场对基坑事故进行有效的抵御和安全救援，不仅能有效控制基坑事故灾害的蔓延，同时还能降低基坑事故带来的环境破坏、财产损失和人员伤亡等不良后果。

4.结语

深基坑支护系统在建筑物建设施工中具有重要的作用，只有保证基坑自身的结构稳定性和安全性，才能为建筑物提供更好的支撑，然而，由于深基坑施工开挖自身具有一定的特殊性，再加之其施工易受到多种内部和外部因素的影响，为此，在实际施工过程中，施工人员需做好有效的安全控制措施，如合理控制土体内含水量、遵循时空效应原则进行深基坑开挖、合理控制基坑边堆放荷载以及建立有效的基坑开挖事故预防措施和紧急救援预案，这样不仅能保证深基坑的土体中剪应力增大和基坑支护能力提高，同时还能有效防范基坑坍塌安全事故的发生，进而保证基坑施工的健康、良好运行。