建筑深基坑施工技術(shù)與安全管理

陳廣志

摘要：本文分析了深基坑施工四大技術(shù)體系，并結(jié)合實例介紹了土釘墻支護開挖技術(shù)的應(yīng)用，最后對深基坑安全管理進行了闡述。

關(guān)鍵詞：建筑工程；深基坑；施工技術(shù)；安全管理

隨著高層建筑的大量興建和地下工程的不斷開發(fā)，深基坑工程得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。然而深基坑工程施工復(fù)雜，技術(shù)要求高，涉及面廣而綜合性強，這些特點決定了深基坑施工具有比較高的難度和風(fēng)險。從過往的工程實踐[1]來看，深基坑工程事故率較高，雖然發(fā)生事故的原因是多方面的，設(shè)計缺陷導(dǎo)致的事故率很高，但施工質(zhì)量造成的事故率也相當高，因此應(yīng)高度重視深基坑施工技術(shù)和安全管理，本文就此進行了分析和探討。

1 深基坑施工技術(shù)體系與應(yīng)用

1.1 基坑技術(shù)體系

從施工角度看，保障深基坑安全要完善四大技術(shù)體系，它們是支護-支撐技術(shù)體系、降排水技術(shù)體系、開挖技術(shù)體系和監(jiān)測技術(shù)體系，下面對其進行分析。

1.1.1 支護-支撐技術(shù)體系

基坑開挖并非一定要支護，但大部分工程缺乏足夠的放坡條件，所以必須通過支護措施以保證基坑側(cè)壁的穩(wěn)定?；娱_挖后會產(chǎn)生多個臨空面所構(gòu)成的基坑側(cè)壁，對這些側(cè)壁采取支檔加固措施就是支護。支撐是指在基坑內(nèi)壁設(shè)置的支撐構(gòu)件，目的也是為了保證基坑側(cè)壁的穩(wěn)定，一般稱作內(nèi)支撐。支護和內(nèi)支撐構(gòu)成穩(wěn)定基坑的重要系統(tǒng)?；又ёo類型有數(shù)十種之多，不同文獻分類方法也不一樣，而且與基坑施工方法有關(guān)，比如說逆作法與順作法支護方法就不同。除了放坡這種形式以外，支護結(jié)構(gòu)主要可分為土釘墻系列、支檔結(jié)構(gòu)系列和重力水泥墻三大類。土釘墻是在基坑側(cè)壁設(shè)置土釘群與噴射混凝土面板所構(gòu)成的支護結(jié)構(gòu)，是應(yīng)用很廣泛的一種支護結(jié)構(gòu)。支檔結(jié)構(gòu)是以擋土構(gòu)件（例如支護樁、地下連續(xù)墻）及或錨桿（錨索）構(gòu)成的支護結(jié)構(gòu)。重力水泥墻是通過水泥土樁構(gòu)成的格柵或?qū)嶓w墻的支護結(jié)構(gòu)。內(nèi)支撐主要包括鋼結(jié)構(gòu)支撐體系和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐體系，其支撐方式有橫撐、角撐和斜撐等[2]。

1.1.2 降排水技術(shù)體系

為了防止地下水通過基坑側(cè)壁、坑底流入基坑，影響基坑穩(wěn)定性和坑內(nèi)施工，需要通過抽水井、滲水井、集水井、排水溝、泄水管等抽排水，以達到降低基坑內(nèi)外地下水位的目的。地下水位較深并且主要排除基坑內(nèi)雨水或地表水時，可采用集水明排系統(tǒng)，即在基坑內(nèi)設(shè)置匯水溝、集水井及坑外設(shè)置集水井與排水溝，再用水泵排除坑內(nèi)外的積水。當?shù)叵滤惠^淺需要降低基坑周圍地下水位時，可采用井點降水或管井降水方法。井點降水是在基坑周圍設(shè)置數(shù)量眾多的井點，通過群井排水來降低地下水位，常用的井點降水方法有輕型井點降水、噴射井點降水等方法。管井降水用于滲透性比較強的土層降水，例如含沙質(zhì)黏土層、砂礫層等。

1.1.3 開挖技術(shù)體系

只有經(jīng)過開挖才成為基坑，所以開挖也是深基坑施工的重要環(huán)節(jié)?；娱_挖方法包括中心島式挖土、盆式挖土、逆作法挖土和放坡挖土等[3]。放坡挖土需要一定的場地條件，當深基坑利用多級平臺開挖時，每級平臺寬度不能小于1.5m。中心島式挖土方法適于大型基坑開挖，中間的土墩可用作搭設(shè)棧橋的支點，但土墩高、寬及坡度、穩(wěn)定性需要驗算，以確保穩(wěn)定性符合要求。盆式挖土是先挖掉中部，在周圍形成盆邊形狀的土坡最后挖除，也要考慮盆邊土坡的穩(wěn)定性。逆作法挖土借助地下結(jié)構(gòu)提供支撐，由于逆作法地下結(jié)構(gòu)的施工順序從上至下，在挖除上面一層土后即可施工地下結(jié)構(gòu)，這部分地下結(jié)構(gòu)可以為下面土方開挖提供支護作用。

1.1.4 監(jiān)測技術(shù)體系

在基坑開挖過程中，基坑內(nèi)外土體結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)改變，導(dǎo)致危險的變形發(fā)生。基坑監(jiān)測就是為了監(jiān)測基坑本體和相鄰環(huán)境變形有沒有達到危險的程度，從而提前采取措施避免事故發(fā)生?；颖倔w監(jiān)測內(nèi)容包括圍護結(jié)構(gòu)、坑內(nèi)土層、地下水等；基坑相鄰環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容包括周圍的地層、建筑物、管線、道路。監(jiān)測應(yīng)從基坑施工開始直至地下工程完工，按規(guī)范要求的項目、網(wǎng)點、頻次進行監(jiān)測。監(jiān)測要確定警戒值，目前主要結(jié)合設(shè)計計算、相關(guān)規(guī)范和同類工程經(jīng)驗比較確定。

1.2 深基坑施工技術(shù)應(yīng)用

某工程建筑面積近5萬m2，基坑深度逾10m，采用筏板基礎(chǔ)，周圍有相鄰建筑和道路。根據(jù)水文地質(zhì)勘察資料、建筑結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場情況和工期要求，確定了基坑開挖支護方案，支護體系采用土釘墻技術(shù)。土方開挖采取分層分段方法，每層開挖深度小于2m。完成土釘墻支護，并且混凝土面板強度達到設(shè)計強度70%以后，再進行下一層開挖。機械開挖后，先由人工對壁面進行修整，隨即噴射5cm厚的C20混凝土保護層?；炷两K凝后灑水養(yǎng)護。初層混凝土達到強度要求后鉆取 10cm孔，孔位間距1.5m×2m；鉆孔深度頭排9m，下面三排6m，與水平面傾角5°～15°。然后插入 25鋼筋，鋼筋上每隔2m焊接一個支撐環(huán)，以確保鋼筋處于孔位中心，孔內(nèi)注入純水泥漿（水灰比0.5～0.55），再布鋼筋網(wǎng)（網(wǎng)格20cm×20cm），并與土釘鋼筋焊牢連成整體。檢驗合格再復(fù)噴5cm的C20混凝土。經(jīng)現(xiàn)場抗拔試驗及混凝土面層強度試塊檢驗，施工質(zhì)量達到了設(shè)計要求。

2 深基坑施工安全管理

2.1 堅持“安全第一，預(yù)防為主”原則

深基坑工程施工技術(shù)復(fù)雜，不確定性因素多，安全管理重在預(yù)防，除了傳統(tǒng)安全管理手段的運用，更應(yīng)重視現(xiàn)代管理方法應(yīng)用。通過建立深基坑風(fēng)險評估機制，找到引起深基坑事故的主要風(fēng)險因素，采取有針對性的防范措施，建立事故預(yù)警系統(tǒng)，從而減少事故損失，并為施工方案的制定提供科學(xué)有效的依據(jù)。

2.2 建立并健全安全生產(chǎn)責(zé)任制

我國的安全生產(chǎn)責(zé)任制實施多年，對安全施工發(fā)揮了重要作用。目前，需要做的不是削弱它，而是要加強和完善。根據(jù)施工單位安全管理目標，應(yīng)從上至下落實安全生產(chǎn)責(zé)任制。安全目標要分解細化到各個崗位上，并通過完善各項安全管理制度保證安全責(zé)任的落實。

2.3 制定科學(xué)嚴謹?shù)氖┕し桨?/p>

深基坑工程平面形狀、深度、水文地質(zhì)條件和建筑結(jié)構(gòu)形式等多種多樣，這決定了深基坑施工支護、施工流程、機械設(shè)備選型、土方開挖方式的不同特點，從而影響施工組織和技術(shù)實施。每一個深基坑工程支護形式、土方開挖方法及其組合的不同，決定了施工工藝、機械設(shè)備和施工組織的差異。施工方案應(yīng)具有安全性、合理性、經(jīng)濟性、可操作性和可預(yù)見性。

2.4 制定完善的應(yīng)急預(yù)案

針對深基坑工程特點和事故分析，必須制定完善的應(yīng)急預(yù)案，并根據(jù)預(yù)案進行反事故演習(xí)。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)堅持統(tǒng)一指揮、分級負責(zé)的原則，建立應(yīng)急救援機制，全面落實救援所需的各項物質(zhì)和人員保障。

2.5 加強日常安全管理和監(jiān)督檢查

應(yīng)堅持常備不懈的原則，抓好日常安全管理和監(jiān)督檢查工作。具體內(nèi)容包括施工前項目技術(shù)負責(zé)人對班組進行安全技術(shù)交底，各級安全員進行跟蹤檢查。施工過程中注意安全防控，例如觀察土壁變動情況，嚴禁邊坡3m范圍內(nèi)行駛大型車輛等。

3 結(jié)語

隨著深基坑工程實踐經(jīng)驗積累，施工技術(shù)也得到發(fā)展和完善，但施工中不確定因素仍然較多，應(yīng)貫徹“以人為本”思想，重視安全管理工作，杜絕事故隱患，那么施工安全就有了保障。按施工規(guī)律辦事，遵守施工程序，堅持“開槽支撐，先撐后挖；分層開挖，嚴禁超挖”和“限時限量，對稱均衡”時空控制原則，確保圓滿完成施工任務(wù)。

參考文獻：

[1] 王曙光. 深基坑事故處理經(jīng)驗錄[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2] 林國浮. 建筑深基坑支護方案選擇施工技術(shù)概述[J]. 西部探礦工程，2014（4）：17-18，20.

[3] 徐春雷. 深基坑土方開挖施工技術(shù)[J]. 中華建設(shè)，2012（09）：322-323.