基坑支護(hù)安全控制要點(diǎn)

李浩波 唐興祿

浙江省地球物理地球化學(xué)勘查院 310005

摘要：在城市建設(shè)項(xiàng)目中，設(shè)有深基坑所占比例逐年增多，如何解決深基礎(chǔ)施工中的安全問(wèn)題也越來(lái)越突出，建設(shè)部近幾年的事故統(tǒng)計(jì)中，基坑、基槽及人工擴(kuò)孔樁開(kāi)挖施工，造成的坍塌占坍塌事故總數(shù)的60%，坍塌事故成了繼“四大傷害”（高處墜落、觸電、物體打擊、機(jī)械傷害）之后的第五大傷害。所以坍塌事故也已列入建設(shè)部專項(xiàng)治理內(nèi)容。

以上基坑、基槽及人工擴(kuò)孔樁三項(xiàng)施工造成的坍塌事故又以基坑施工造成的坍塌事故最為嚴(yán)重。其往往有突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大和破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；安全控制

在基坑開(kāi)挖中造成坍塌事故的主要原因是：

設(shè)計(jì)不合理。業(yè)主提供周邊環(huán)境資料不準(zhǔn)確；地質(zhì)勘察提供的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)、土層界限不準(zhǔn)確或地下水文條件不準(zhǔn)確，以至設(shè)計(jì)不合理；設(shè)計(jì)本身出差錯(cuò)，以至設(shè)計(jì)不合理。

未按設(shè)計(jì)施工。開(kāi)挖程序不對(duì)、沒(méi)按設(shè)計(jì)的開(kāi)挖放坡比例或高度進(jìn)行放坡；未按設(shè)計(jì)要求的分層高度進(jìn)行開(kāi)挖，也就是超挖，造成坍塌；未按設(shè)計(jì)要求的分塊進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖面過(guò)大，造成坍塌；開(kāi)挖面暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；支撐設(shè)置或拆除不正確，造成坍塌；

支護(hù)結(jié)構(gòu)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求而進(jìn)行開(kāi)挖。如水泥攪拌樁的水泥用量不足、攪拌不均勻或養(yǎng)護(hù)期未足；圍護(hù)樁樁長(zhǎng)不夠，強(qiáng)度不夠；支撐位置不正確，強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求；排水措施不力，止水帷幕有漏；土釘、錨桿質(zhì)量不好。

周邊環(huán)境條件變化及天災(zāi)?；舆吰峦鈧?cè)超載或由于震動(dòng)，破壞了土體的內(nèi)聚力，引起土體結(jié)構(gòu)破壞，造成的滑坡；臺(tái)風(fēng)、暴雨及洪水造成基坑坍塌。

為防止以上問(wèn)題發(fā)生，應(yīng)從以下幾方面控制。

一、設(shè)計(jì)方案

業(yè)主應(yīng)盡力提供準(zhǔn)確的周邊環(huán)境資料，不要每次專家論證提出要進(jìn)一步查明周邊環(huán)境條件，卻不知由誰(shuí)去查；設(shè)計(jì)人員要對(duì)地質(zhì)勘察提供的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)、土層界限及地下水文條件進(jìn)行復(fù)核；設(shè)計(jì)方案應(yīng)嚴(yán)格校、審。

二、施工管理

1.基坑開(kāi)挖之前，要按照土質(zhì)情況、基坑深度以及周邊環(huán)境確定支護(hù)方案，其內(nèi)容應(yīng)包括：放坡要求、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械選擇、開(kāi)挖時(shí)間、開(kāi)挖順序、分層開(kāi)挖深度、坡道位置、車(chē)輛進(jìn)出道路、降水措施及監(jiān)測(cè)要求等。

2.施工方案的制定必須針對(duì)施工工藝結(jié)合作業(yè)條件，對(duì)施工過(guò)程中可能造成坍塌因素和作業(yè)人員的安全以及防止周邊建筑、道路等產(chǎn)生不均勻沉降，設(shè)計(jì)制定具體可行措施，并在施工中付諸實(shí)施。

3.當(dāng)?shù)叵率颐娣e較大時(shí)，給基礎(chǔ)工程施工帶來(lái)很大困難和危險(xiǎn)，必須認(rèn)真制定安全措施防止發(fā)生事故。如：

（1）工程場(chǎng)地狹窄，鄰近建筑物多，大面積基坑的開(kāi)挖，常使這些舊建筑物發(fā)生裂縫或不均勻沉降；

（2）基坑的深度不同，主樓較深，群房較淺，因而需仔細(xì)進(jìn)行施工程序安排，有時(shí)先挖一部分淺坑，再加支撐或采用懸臂板樁；

（3）合理采用降水措施，以減少板樁上的土壓力；

（4）當(dāng)采用鋼板樁時(shí)，合理解決位移和彎曲；

（5）除降低地下水位外，基坑內(nèi)還需設(shè)置明溝和集水井，以排除暴雨突然而來(lái)的明水；

（6）大面積基坑應(yīng)考慮配兩路電源，當(dāng)一路電源發(fā)生故障時(shí)，可以及時(shí)采取另一路電源，防止停止降水而發(fā)生事故?？傊捎诨蛹由?，土側(cè)壓力下再加上地下水的出現(xiàn)，所以必須做專項(xiàng)支護(hù)設(shè)計(jì)以確保施工安全。

4.支護(hù)設(shè)計(jì)方案的合理與否，不但直接影響施工的工期、造價(jià)，更主要還對(duì)施工過(guò)程中的安全與否有直接關(guān)系，所以必須經(jīng)上級(jí)審批。屬深基坑時(shí)，必須經(jīng)建委專家審批。

三、施工控制措施

1.臨邊保護(hù)

（1）當(dāng)基坑施工深度達(dá)到2m及以上時(shí)，對(duì)坑邊作業(yè)已構(gòu)成危險(xiǎn)，按照高處作業(yè)和臨邊作業(yè)的規(guī)定，應(yīng)搭設(shè)臨邊防護(hù)設(shè)施。

（2）基坑周邊搭的防護(hù)欄桿，從選材、搭設(shè)方式及牢固程度都應(yīng)符合《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。

2.坑壁支護(hù)

不同深度的基坑和作業(yè)條件，所采取的支護(hù)方式也不同。

（1）原狀土放坡

一般基坑深度小于3m時(shí)，可采用一次性放坡。當(dāng)深度達(dá)到4～5m時(shí)，也可采用分級(jí)放坡。明挖放坡必須保證邊坡的穩(wěn)定，根據(jù)土的類別進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算確定安全系數(shù)。原狀土放坡適用于較淺的基坑，對(duì)于深基坑可采用打樁、土釘墻或地下連續(xù)墻方法來(lái)確保邊坡的穩(wěn)定。

（2）排樁（護(hù)坡樁）

當(dāng)周邊無(wú)條件放坡時(shí)，可設(shè)計(jì)成擋土墻結(jié)構(gòu)?？梢圆捎妙A(yù)制樁或灌注樁，預(yù)制樁有鋼筋混凝土樁和鋼樁，當(dāng)采用間隔排樁時(shí)，將樁與樁之間的土體固化形成成樁墻擋土結(jié)構(gòu)。土體的固化方法可采用高壓旋噴或深層攪拌法進(jìn)行。固化后的土體不僅具有整體性好，同時(shí)可以阻止地下滲入基坑形成隔滲結(jié)構(gòu)。樁墻結(jié)構(gòu)實(shí)際上利用樁的入土深度形成懸臂結(jié)構(gòu)，當(dāng)基礎(chǔ)較深時(shí)，可采用坑外拉錨或坑內(nèi)支撐來(lái)保持護(hù)樁的穩(wěn)定。

當(dāng)用深層攪拌法進(jìn)行土體的固化止水，不應(yīng)先施工灌注樁，應(yīng)先施工深層攪拌樁，確保灌注樁與攪拌樁完全搭接。護(hù)坡樁檢驗(yàn)合格后方可土方開(kāi)挖。

3.坑外拉錨與坑內(nèi)支撐

（1）坑外拉錨：

用錨具將錨桿固定在樁的懸臂部分，將錨桿的另一端伸向基坑邊坡穩(wěn)定土層內(nèi)錨固，以增加樁的穩(wěn)定。土錨桿由錨頭、自由段和錨固段三部分組成，錨桿必須有足夠長(zhǎng)度，錨固段不能設(shè)置在土層的滑動(dòng)面之內(nèi)。錨桿應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定抗拔力。錨桿可以設(shè)計(jì)成一層或多層，采用坑外拉錨較采用坑內(nèi)支撐法能有較好的機(jī)械開(kāi)挖環(huán)境。

（2）坑內(nèi)支撐：

為提高樁墻的穩(wěn)定性，也常采用在坑內(nèi)加設(shè)支撐的方法。坑內(nèi)支撐可采用單層平面或多層支撐，支撐材料可采用型鋼或鋼筋混凝土。對(duì)多層支撐要加強(qiáng)管理，混凝土支撐必須在上道支撐強(qiáng)度達(dá)80%時(shí)才可挖下層；對(duì)鋼支撐嚴(yán)禁在負(fù)荷狀態(tài)下焊接。

4.地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻就是在深層地下澆注一道鋼筋混凝土墻，既可起擋土護(hù)壁又可起隔滲作用，還可以成為工程主體結(jié)構(gòu)的一部分，也可以代替地下室墻的外模板。地連墻施工是利用成槽機(jī)械、按照建筑平面挖出一條長(zhǎng)槽，用膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，在槽內(nèi)放入鋼筋籠，然后澆注混凝土。施工時(shí)，可以分成若干單元（5～8m一段），最后將各段進(jìn)行接頭連接，形成一道地下連續(xù)墻。地連墻單幅之間的連接是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

5.降、排水措施

基坑施工常遇地下水，尤其深度施工處理不好不但影響基坑施工，還會(huì)給周邊建筑造成沉降不均的危險(xiǎn)。對(duì)地下水的控制方法一般有：排水、降水、隔滲。

（1）排水：開(kāi)挖深度較淺時(shí)，可采用明排。沿槽底挖出兩道水溝，每隔30～40m設(shè)置一集水井，用抽水設(shè)備將水抽走。有時(shí)深基坑施工，為排除雨季的暴雨突然而來(lái)的明水，也采用明排。

（2）降水：開(kāi)挖深度大于3m時(shí)，土層透水性好，需要時(shí)，可采用井點(diǎn)降水。在基坑外設(shè)置降水管，管壁有孔并有過(guò)濾網(wǎng)，可以防止在抽水過(guò)程中將土粒帶走，保持土體結(jié)構(gòu)不被破壞。井點(diǎn)降水每級(jí)可降低水位4.5m，再深時(shí)，可采用多級(jí)降水，水量大時(shí)，也可采用深井降水。

當(dāng)降水可能造成周?chē)ㄖ锊痪鶆虺两禃r(shí)，應(yīng)在降水的同時(shí)采取回灌措施?；毓嗑且粋€(gè)較長(zhǎng)的穿孔井管，和井點(diǎn)的過(guò)濾管一樣，井外填以適當(dāng)級(jí)配的濾料，井口用粘土封口，防止空氣進(jìn)入?；毓嗯c降水同時(shí)進(jìn)行，并隨時(shí)觀測(cè)地下水位的變化，以保持原有的地下水位不變。

坑內(nèi)抽水：止水帷幕采用落底式，向下延伸到不透水層以內(nèi)對(duì)坑內(nèi)封閉時(shí)，不會(huì)造成周邊建筑物、道路等沉降問(wèn)題，可以坑外高水位坑內(nèi)低水位干燥條件下作業(yè)。但最后封井技術(shù)上應(yīng)注意防漏。

坑外抽水：含水層較厚，帷幕懸吊在透水層中。由于采用了坑外抽水，