珠三角地区深基坑安全管理研究

2020-06-23杨永桥

中国新技术新产品 2020年7期

杨永桥

（中交四航局珠海工程有限公司，广东中山 528400）

珠三角地区土质以沉积软土为主，导致建筑物普遍存在不均匀沉降的现象。为此，在珠三角地区采用深基坑技术施工成为该地区建筑施工的重要手段。复杂地质条件的深基坑在施工过程中要特别注意基坑工程自身存在的安全隐患，要对工程进行整体考虑和预防，例如地下管网、地层和周围建筑等安全防护。为了保证深基坑施工的质量与施工过程的安全，该文从珠三角地区深基坑工程特点入手，分析工程施工过程中可能存在的风险，并相应地提出安全管理策略，为珠三角地区深基坑安全管理提供参考。

1 珠三角地区深基坑工程分析

1.1 深基坑工程定义

深基坑是一种复杂条件下的管线基础工程，它需要在地下深挖5 m 以上或者是地下室三层以上的深度，并建立安全支护体系，由岩土工程和结构工程两个部门紧密的合作才能够保证深基坑工程的施工安全[1]。2015 年，我国住房和城乡建设部发布了《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，其中将深基坑工程定义为底面积为27 m2内，底长边小于3 倍短边，开挖深度5 m 及以上的基坑（槽）土方开挖、支护、降水工程和虽然深度不足5 m，但是工程周围环境和地下管线复杂的基坑（槽）工程确定为深基坑工程。

1.2 珠三角地区深基坑工程特点

深基坑工程的施工复杂难度非常大，它的主要特征包括2 个方面。1）深基坑工程是建筑工程整体项目中的临时性工程，它结合工程施工处的地质特点而决定是否实施深基坑工程。例如，我国珠三角地区很多土地由海沙沉积而成，必须加入深基坑工程[2]。深基坑工程的施工具有较大的差异性，其支护体系要根据具体情况进行布置，并且存在诸多的不确定性，不仅在设计上要全方位地考虑施工状况，而且要在施工过程中加强安全管理监测，并建立完善的应急处置预案[3]。2）深基坑工程具有很强的关联性，不仅与建筑的整体结构有密切的关系，而且与周围设施也有关联性。例如，基坑的施工安全会对建筑的主体结构产生影响，如果深基坑支撑体系失稳或者是引起了地下水位的变化产生沉降，都会导致建筑物的使用安全风险[4]。深基坑施工过程中，还会对原有的工程产生间接的影响，如市政管道、基础设施等会受到深基坑的施工导致原有的地基发生位移而减少使用寿命。

2 珠三角地区深基坑工程风险分析

2.1 珠三角地区深基坑工程质量风险

珠三角地区土质属软黏土地基，并且地下水量非常丰富，在深基坑工程施工中不仅外部变化因素众多，而且施工单位之间如果存在沟通障碍和管理疏漏会给工程质量带来安全风险。珠三角地区深基坑工程安全支护体系中的施工方案可变性较高，一方面是由于珠三角地区地质条件造成的，另一方面施工过程中对于质量的标准需要综合评判，这就需要深基坑安全管理不仅具备严格的管理程序，而且需要根据实际情况及时调整管理标准，如果管理存在疏漏，则对施工安全和后期的建筑使用质量都会造成不良的影响[5]。

2.2 珠三角地区深基坑工程安全风险

珠三角地区深基坑工程普遍存在开挖深度大的情况，施工方案需要施工单位召集专家、项目负责人、技术负责人、监理工程师、安全负责人以及设计负责人等进行论证，以便于制定较为完整的施工方案。但是受到环境的多变性影响，施工过程中潜藏着各种各样的风险，如：施工期间突然降雨会产生积水，施工方案无法做到一次定稿[6]。安全负责人在深基坑工程施工中具有非常重要的作用，如果存在监管不到位的情况，不仅存在给施工人员造成伤害的风险，还会对周边的设施造成安全隐患。

2.3 珠三角地区深基坑工程病害风险

近些年珠三角地区经济的发展带动了基建项目的快速增长，深基坑工程施工的难度不断加大，一些建筑出现了下沉、开裂等问题，这主要是由于深基坑结构无法支撑地上建筑的载荷。由此分析，深基坑的病害风险一方面来自于自身的结构问题，另一方面来自于地面建筑荷载超标。深基坑结构面临着多个方面的作用力，如果存在设计缺陷或者施工问题，则工程结束后会给建筑带来工程病害风险。珠三角地区地面建筑规模不断扩大，这给深基坑工程造成了极大的压力，当建筑物压力过大超过深基坑工程的承受力则会导致建筑物的损坏。

2.5 珠三角地区深基坑工程返工风险

由于深基坑工程的特殊性，施工方案与实际施工存在差距的问题导致其返工率非常高，这就导致整体工程项目会出现竣工延期的风险，导致施工成本的增加，给施工单位造成重大的经济损失。珠三角地区深基坑工程施工难度不断加大，其工程返工的风险也越来越高，如果存在施工现场信息上报不及时的问题，就很容易造成返工的风险。

3 珠三角地区深基坑工程安全管理策略

3.1 规范施工工艺

深基坑工程施工工艺是项目质量安全的重要保障，针对珠三角地区的地质环境、季节环境和施工项目周围的设施环境，科学地制定施工工艺规范，并且能够在施工过程过程中对施工质量的严格把控，才是降低深基坑工程质量风险的关键。

深基坑施工工艺的可靠性一方面来自施工单位的施工工艺水平，另一方面来自安全管理部门的规范化检测。在珠三角地区深基坑施工工艺中，基坑结构的稳固和锚杆及土钉墙支护质量尤为关键。对于所有土层的参数要严格把控，规范深基坑支护土层参数标准，见表1[7]。

表1 深基坑支护土层参数标准

锚杆及土钉墙支护质量标准见表2[8]。

检查项目标准锚杆土钉长度±30 mm锚杆锁定力深基坑设计要求锚杆土钉位置±100 mm转孔倾斜度±1°浆体强度深基坑设计要求注浆量大于理论计算量土钉墙面厚度±10 mm墙体厚度深基坑设计要求

安全管理人员必须严格按照深基坑设计要求和施工标准进行检查，每项指标都必须保证达到规范标准，保证深基坑工程质量安全。

3.2 利用BIM技术进行深基坑碰撞检测

利用BIM 创建珠三角地区深基坑3D 模型，建立连续墙、立柱桩、水平支撑体系的BIM 模型，进行全面检查，通过仿真把安全隐患提前排除掉，减少返工，节约了施工成本。例如：在施工过程中的维护结构接缝处渗漏问题普遍在珠三角地区深基坑工程中出现，作为安全管理人员需要第一时间做出相应暂停深基坑继续施工，对出现的问题及时上报技术部门对具体问题进行分析，做出相应的施工技术创新解决出现的问题。技术部门对于渗漏问题可以在支撑轴改进，接缝口修补，渗漏处填补等技术上进行创新，大胆尝试、谨慎论证，因地制宜做出准确的问题解决方案，并明确技术参数。此外，在新材料、新结构安装技术和加固技术上也需要不断创新，满足深基坑工程施工安全的要求。安全管理部门要对新技术进行理解和消化，组织施工人员进行学习，并将安全教育和应急演练纳入新技术学习中，使施工人员掌握新技术安全施工的知识，杜绝深基坑工程病害风险。

3.3 加强施工监督

深基坑工程施工监督是安全管理工作的重中之重。在深基坑施工过程中，面临的病害问题不仅多而且复杂，而安全管理人员人手有限，难免存在疏忽引发施工安全风险。为此加强施工监督要从根本上解决当前面对的问题。在自动化、信息化技术不断发展的背景下，将其引入到深基坑安全管理中，构建自动化监测系统和远程可视化监督平台，利用自动化监测系统对技术施工技术指标进行监控，通过物联网技术设置监测点，布置传感器和传感网络，全面、综合地对深基坑工程施工技术指标进行监测。对施工现场安装360°无死角可视化监督平台，一方面监督深基坑工程整个施工过程，另一方面对于现场的突发状况可以实时动态地掌握最新情况，便于方案专家组做出论证，指导现场施工人员控制风险的扩大。

3.4 优化基坑方案

深基坑施工过程中的现场风险具有突发性，要保证深基坑施工的顺利进行，必须要尽可能地减少返工，所以在施工方案上要对珠三角地区地质特点、项目周围环境特点等进行全面分析，从源头做出方案的优化，在施工过程中起到指导施工的前瞻性。为了防止突发事故的发生，在支护体系施工方法、结构组合形式等方案上必须要不断地优化方案，动态的掌握现场情况，从局部到整体全面保障每一个环节施工方案的可行性，保证项目的顺利完成。