深沟槽钢板桩支护施工安全

罗艳明

随着城市建设的发展，市政工程的深沟槽越来越多，施工难度也越来越大。在市政工程建设发生的各类事故中，深沟槽施工事故占90％左右。这一施工项目中的重大事故隐患已经成为施工技术人员亟需重视的问题。

住房和城乡建设部在《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号文)中规定：开挖深度超过3 m(含3 m)，或虽未超过3m但地质条件和周边环境复杂的基坑(槽)支护、降水工程，确定为危险性较大的分部分项工程范围，需编制安全专项施工方案。目前市政工程深沟槽的施工采用最普遍的开挖方式是槽钢钢板桩支护开挖。笔者根据多年来的工作实践，就深沟槽钢板桩支护施工过程中的钢板桩支护及开挖、排水和监测等工作中应采取的安全措施，提出几点建议和意见。

钢板桩支护及土方开挖的安全措施

现在的深沟槽钢板桩支护开挖一般采取二次开挖，即上层放坡、下层钢板桩支护的形式。开挖之前应该先在开挖范围内挖出横向和纵向的探槽(深约1.5 m左右)。探出地下管网的具体位置并做好标识，以免受到破坏。第一层开挖的深度一般为1.5 m－3 m，开挖过程中要根据土质情况放好边坡。为保护行人和操作人员的安全，沟槽的周围应设置不低于1.2 m的硬质防护栏杆并设置安全标识。

第一层开挖后，依设定的钢板桩线压人钢板桩，压入的深度依据土质情况应不得小于沟槽第二次开挖深度的1 m。钢板桩在压入的过程中，由于摩阻力的增加，很难打人。施工过程中若是压人一定的深度后就不再压人，这就必然存在一定的事故隐患。一种情况是，在开挖过程中还没有挖到槽底钢板桩就已悬空，钢板桩下面的土颗粒容易随着地下水渗入沟槽造成塌方；另一种情况是，在软土地区钢板桩没有压人槽底以下一定的深度，这时的事故隐患显得更为突出。由于软土具有流体的特性，下卧软土层会在自重及外荷载作用下产生较大的流变、蠕动等，并随着开挖深度的增加更加明显，这就极易造成支护失稳或坑底大幅度隆起。

有些项目也会采取边开挖边压人钢板桩的方式，这种方法容易造成钢板桩和钢板桩之间、钢板桩和边坡土壁之间有一定的空隙，导致支护结构没有受力，这就需要及时用草袋装土填实，以免槽壁的土颗粒随着地下水的渗入致使沟槽上面两边开裂。

一般钢板桩都是一次性压人设定的深度，第二次边开挖边支护的方式。钢板桩在压入的过程中，应与压入装置连成一体，防止失稳，沟槽在开挖的过程中，在钢板桩脚处应该留有适当的被动土区域。与钢板桩同时抵抗主动土压力荷载，待支护完毕后，由人工挖除。此时应注意边开挖边支横撑，横撑应与钢板桩垂直并与钢板桩连成一体，避免受力或机械碰撞时产生滑落，导致事故。由于沟槽自开挖始就处于不稳定状态，随着沟槽暴露时间越久，变形就越大。所以基础、垫层应该随沟槽的开挖同时进行，以免造成沟槽的失稳。

此外，在实际操作中，还需注意以下几点安全措施。

首先，在沟槽两侧不应留置过多的回填土，不宜大型车辆的通行，以免增加荷载。距槽边1 m范围内严禁堆土，1～3 m范围内堆土高度不超过1.5 m，3～5 m范围内堆土高度不超过2.5 m。大型车辆通过时，离槽边距离应不小于4 m。

其次，施工的动力和照明线路应设置专用的防水导线，水泵的负荷线必须采用防水橡皮护套铜芯软电缆，严禁有任何陂损和接头，并不得承受任何外力，配电线路应设置漏电保护器。

对施工人员要做好充分的保护措施，如必须设置平稳、踏步式的上下人行扶梯；作业人员严禁酒后或疲劳操作；必须做好预防基坑坍塌的各项应急预案；准备好各类应急救援物资，一旦发生事故，可以及时响应，减少损失。

沟槽排水安全

在进行深沟槽作业时，沟槽排水相当重要。当沟槽有支护结构围护时，一般在沟槽内进行排降水，(沿沟槽四周挖明沟并每隔30 m左右设置集水井抽排水)。有流沙的地质情况要实施井点降水。

在沟槽的开挖过程，支护钢板桩内外形成水头差，地下水会在动水压力的作用下向沟槽内流动。当槽壁上的土颗粒随水一起流动时，就要引起高度的重视，注意避免管涌和流沙现象。若有此类现象，可用麻袋或其他的滤水材料将渗水处堵住，防止泥砂随着水涌入沟槽，导致坑外地面塌陷。

对于由于沟槽变形过大而产生的地面裂隙，应及时采用沙浆回填堵缝，下雨天应采用塑料薄膜覆盖沟槽。最好事先在沟槽坡顶两边一定范围内做好硬化处理，并以1.5°坡度外倾斜，设置好截水沟，防止雨水渗入或流入沟槽。

沟槽施工安全监测

由于沟槽自开挖时就处于不稳定状态，支护结构的受力状态、大小、位移变形，都随着开挖深度的增加而增加。对于软土质，沟槽暴露时间越久，沟槽支护体系的位移变形越大，会随时发生事先估计不到的事故。这就需要依据沟槽级别对沟槽进行监测，为沟槽施工和周边环境的安全提供保证。保证沟槽施工监测安全的项目和方法有以下几种。

支护结构(钢板桩)顶部变形(位移、沉降)，一般在钢板桩顶部用水准仪器测出其高程，并用钢尺测出其与沟槽外的某固定点的距离。通过距离的变化来监测它的变形。

对于支护结构测倾，一般可用锤线来测定。

进行周围道路的沉降观测，一般在道路靠近沟槽的边上用经纬仪合理地布点，并用水准仪测出其高程值，观测其空间位置的变化来确定它的变形。

对于管线的水平位移、沉降，可在管线上用油漆做好标识，测出标识标高及平面的位置来进行观测。

在进行周围建筑物的沉降观测时，同管线观测一样，可先在建筑物上合理地布点，根据其变化进行观测，并按规范要求进行控制。

另外，对于有淤泥质土层的沟槽，对沟槽内土体隆起(反弹)也应该进行观测。

编辑林静