深基坑支护工程施工安全技术分析

符昭宁

（雷州市第二建筑工程公司，广东 雷州 524200）

深基坑支护工程施工安全技术分析

符昭宁

（雷州市第二建筑工程公司，广东 雷州 524200）

基坑支护是一项风险性较高的工程，支护工程成功与否，直接影响到现场施工人员及周边人们的生命财产安全。因此，在建筑基坑施工时，要做到合理设计、精心施工、经济安全。

问题；基坑支护；工程施工工艺；安全施工

随着经济的快速发展，近年来高层建筑的迅速兴起，促进了深基坑支护技术的发展。大开挖深基坑工程越来越普遍，已成为建设工程中所占投资较大、施工难度与风险较高的工程。另外，深基坑施工一般具有以下特点：基坑面积普遍较大，开挖深度较深：工程地质条件和水文地质条件比较复杂；地处城市的工程项目施工场地狭小，基坑周边紧靠相邻建筑物；基坑支护施工中采用的施工工艺种类较多等。这些问题容易导致一些基坑工程出现事故，给工程建设带来巨大的经济损失。

1 深基坑支护存在的问题

1.1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当

深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和黏聚力3个参数是可变值，很难准确计算出支护结构的实际受力。

在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明：内摩擦角φ值相差5 °，其产生的主动土压力就会不同，而原土体的黏聚力C与开挖后土体的黏聚力C则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。

1.2 基坑土体的取样具有不完全性

在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是极其复杂、多变的，取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。

1.3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周

深基坑开挖中大量的实测资料表明，基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生，这足以说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。

1.4 支护结构设计计算与实际受力不符

目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明：有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但有时却发生破坏；有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。

2 基坑支护施工的安全技术

保证基坑支护结构安全工作，除必须有合理的设计外，还需施工的密切配合，严格按设计要求精心施工。任何超挖都会使支护结构超载工作，从而导致严重后果，因此，施工前应严密组织，编制施工组织设计。

（1）基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施，避免地表水渗入基坑周围土体和流入坑内。坑内应设置排水沟和集水井，及时抽除积水。

（2）基坑开挖应连续施工，尽量减少无支护暴露时间，开挖必须遵循“自上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时，应按设计要求，及时进行锚杆施工，而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。

（3）坑边不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免时，一般应距基坑上部边缘不小于2 m，弃土堆高不超过1.5 m，并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大。软土地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机构在坑边作业时，应设置专门的平台或深基础等。同时，应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。

（4）基坑挖土时，要做好挖土机械、车辆的通道布置，安排好挖土顺序等，不得在挖土过程中碰撞围护结构并做好机械上下基坑坡道部位的支护。

（5）采用机械开挖时，为保证基坑土体的原状结构，应预留150～300 mm原土层，由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后，应及时清底验槽并铺设垫层，以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖，应用素混凝土回填或夯实回填，使基底土承载性能达到设计要求。

（6）基坑周边设围护栏杆和安全标志，严禁从坑顶扔抛物体；坑内应设安全出口便于人员撤离。所有机械行驶、停放要平稳，坡道应牢固可靠，必要时进行加固。

（7）配合机械作业的清底、平整场地、修坡等施工人员，应在机械回转半径以外工作，当必须在回转半径以内工作时，应停止机械回转并制动好后方可作业。

（8）土方机械严禁在离电缆1 m距离以内作业。机械运行中，严禁接触转动部位和进行检修，在修理工作装置时，应使其降到最底位置，并应在悬空部位垫上垫木。

（9）挖掘机正铲作业时，其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时，履带距工作面边缘距离应大于1.5 m。

3 工程实例

某工程位于湛江雷州，分为A1、A2幢15层，A3幢8～12层，A4幢10～12层，B幢5层的框架结构住宅楼，设有一层地下室。建筑总面积35 759.58 m2，其中地下室面积7 895.04 m2。桩基础为φ800 mm及φ1 000 mm钻（冲）孔灌注桩，地下室层高4.3 m，底板面及承台面标高为－4.7 m。基坑面积约8 000 m2，周长约为400 m，基坑大开挖深度为5.10～5.50 m。本工程设计的基坑安全等级为二级，重要系数为1.0。根据现场实际情况、建筑物概况以及工程地质情况，设计院方案采用拉森Ⅲ型钢板桩支护，并设置一道锚杆的支护形式。基坑周边严禁超堆荷载，坑边2.0 m范围内不得堆载。

4 施工工艺

4.1 基坑支护结构变形超过允许值或有失稳前兆

当支护结构或土体严重变形，且变形速率持续增加时，应视为基坑整体滑移失稳的前兆，坑内停止挖土作业，大型机械设备和材料撤离现场，并立即采用土方、砂包或其他材料回填基坑，待基坑稳定后再作妥善处理。

支护结构桩墙嵌固深度不足，使支护桩墙内倾或踢脚失稳，应立即停止土方开挖，在桩墙前回土和堆砂包反压或在挡土桩被动区打入短桩加固。必要时加设预应力锚杆加固支护结构。也可以采用坡顶卸载的方法

4.2 支护结构内倾变位

采用坡顶卸载，桩后适当挖土、坑内桩前堆筑砂石袋或增设撑等方法处理。为了减少桩后的地面荷载，基坑上部不得堆放建筑材料和弃土，不得停放大型施工机具和车辆。施工机具不得反向挖土，不得向基坑周边倾倒生活及生产用水。坑周边地面须进行防水处理。

4.3 基坑发生整体或局部土体滑塌失稳

在有可能的条件下降低土中水位和进行坡顶卸载，加强未滑塌区段的监测和保护，严防事故继续扩大。如止水墙漏水、流土，坑内降水开挖造成坑周边地面或路面下陷和周边建筑物倾斜、地下管线断裂等，应立刻停止坑内降水和施工开挖，迅速用堵漏材料处理止水墙的渗漏。

5 深基坑支护设计中的要点

5.1 彻底转变传统的设计理念对于深基坑支护结构的设计

国内外至今尚没有一种精确的计算方法，多数是处于摸索和探讨阶段，我国也没有统一的支护结构设计规范。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。由此可见，深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。

5.2 建立变形控制的新的工程设计方法

目前，设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果有重要的参考价值。但是，将这种设计方法用于深基坑支护结构，只能单纯满足支护结构的强度要求，而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的。鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计方法时，应着重研究支护结构变形控制的标准，空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。

6 结束语

综上所述，深基坑的支护与开挖是目前施工中责任较大、协调量多、风险较高、任务较重的工程，建筑基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑类型、基坑开挖掘深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求，基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。

1 李锋锐.建筑基坑支护工程施工安全技术［J］.建筑安全，2005（02）

2 魏常利、魏晓会.建筑基坑支护工程施工安全技术分析［J］.黑龙江科技信息，2010（18）

Deep Hole Excavated for Building Foundation Supports and Protections Project Construction Safety Work Analysis

Fu Zhaoning

The hole excavated for building foundation supports and protections are a risk high project, the supports and protections project success or not, immediate influence to the scene constructors and nearby week people's personal safety and property project, therefore in construction hole excavated for building foundation construction time must achieve the reasonable design, the careful construction, the economic security.

question; hole excavated for building foundation supports and protections; project construction craft; safe construction

TU753

A

1000－8136（2011）06－0081－02