软土地区基坑围护结构风险分析

刘 印

（上海建科工程咨询有限公司，上海 200032）

软土地区基坑围护结构风险分析

刘 印

（上海建科工程咨询有限公司，上海 200032）

软土地区的深基坑具有复杂性和不确定性等突出特点，不可避免地面临各种风险，确保基坑围护结构施工安全对基坑安全至关重要。对地下连续墙、SMW工法桩、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩等上海软土地区常见的基坑围护结构进行了风险分析，可为软土地区基坑的风险管控提供一定的指导作用。

深基坑；围护结构；风险分析；预控措施

0 引 言

我国正处于城市化快速发展阶段，由于城市人口的急剧膨胀与有限的土地资源、城市容量间的突出矛盾，产生了诸多“城市综合征”，严重威胁了城市的可持续发展，单纯依靠扩大城市用地规模来满足空间容量需求的发展模式已难以为继。受城市土地资源稀缺性的限制，地下空间的利用得到极大重视，基坑工程呈现出“深、大、紧、近”的特点，即开挖深、面积大、场地紧凑、靠近建(构)筑物和地下管线等设施，因此工程风险越来越大。据相关统计，很多工程事故与围护结构的施工密切相关，围护结构对确保基坑安全施工至关重要。

分析表明，围护结构的事故或险情的发生往往具有很多共性。例如，在深基坑的施工过程中，往往会发生围护结构变形失稳、围护结构渗漏、管涌、坑内土体滑坡等风险事故。因此，为了保证基坑围护结构的顺利实施，必须做好相关的风险管理工作。本文对地下连续墙、SMW 工法桩、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩等上海软土地区常见的基坑围护结构进行了风险分析。

1 地下连续墙风险分析

1.1 风险辨识

地下连续墙在施工过程中，可能遇到的风险事故如图 1所示。

图1 地下连续墙施工风险

1.2 风险分析

在识别了地下连续墙在施工过程中可能发生的事故以后，需要对事故发生的可能原因进行分析，通过事故原因分析，可以采取针对性的措施，减小类似事故的发生概率。地下连续墙在施工过程中，可能遇到的风险事故及可能原因分析如下。

(1)槽壁坍塌。其可能原因见图 2。

图2 坍塌可能原因

(2)钢筋笼难以放入槽内或上浮。其可能原因见图 3。

图3 钢筋笼难以放入槽内或上浮可能原因

(3)墙体夹泥。其可能原因见图 4。

图4 墙体夹泥可能原因

(4)锁口管拔不出。其可能原因见图 5。

图5 锁口管拔不出可能原因

(5)地下连续墙其余事故及可能原因见表 1。

表1 地下连续墙其余事故及可能原因

根据上海地区经验，基坑设计施工过程中主要应注意以下问题。

③、④、⑤1层具有含水量高、孔隙比大、强度低、渗透性差、灵敏度高的特点，基坑开挖时易产生流变现象，导致维护结构稳定性差，坑底则易产生回弹隆起，同时②3、⑤2层及③夹层可能产生流砂现象；沿线场地内微承压含水及承压含水层中的承压水在基坑开挖过程中对基坑底部会产生突涌的危险，在施工前及施工中应进行基坑底板突涌验算，对有突涌危险的应采取相应的降水、排水措施；设计施工应注意地下连续墙影响深度内②3、⑤2层中粉砂、粉土对地下连续墙成槽的不利影响。一般来说，地质状况越复杂，开挖深度越大，墙体厚度越大，地下连续墙的施工风险越大。

2 SMW工法风险评估

2.1 风险辨识

SMW 工法为水泥土搅拌桩内插 H 型钢作围护墙。该围护体系兼具挡土和抗渗作用，待内部结构施工完成后，可视情况回收 H 型钢，故工程造价较低。根据上海地区的实践经验，SMW 工法一般可用于开挖深度小于 10 m 的通道、风道等附属结构。SMW 工法在施工过程中，可能遇到的风险事故如图 6 所示。

图6 SMW工法施工风险

2.2 风险分析

在识别了 SMW 工法在施工过程中可能发生的事故以后，需要对事故发生的可能原因进行分析。通过事故原因分析，可以采取针对性的措施，减小类似事故的发生概率。SMW 工法在施工过程中，可能遇到的风险事故及原因如下。

(1)渗漏水。其可能原因如图 7 所示。

图7 渗漏水可能原因

(2)桩体偏斜、弯曲。其可能的事故原因见图 8。

图8 桩体倾斜、弯曲可能原因

图9 搅拌杆折断可能原因

(4)桩体夹泥、夹砂、断桩。其可能原因见图 10。

图10 桩体夹泥、夹砂、断桩可能原因

(5)SMW 工法其余事故及可能原因见表 2。

表2 SMW工法其余事故及可能原因

3 钻孔灌注桩风险分析

3.1 风险辨识

采用钻孔灌注桩作围护时，要在桩间加设隔水帷幕进行抗渗。钻孔灌注桩施工机具体积小，作业净高要求低，对环境适应性好，在特殊场合例如在高架桥下施工，是首选围护方案。钻孔灌注桩在施工过程中，可能遇到的风险事故如图11 所示。

图11 钻孔灌注桩风险事故

3.2 风险分析

在识别了钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事故以后，需要对事故发生的可能原因进行分析。通过事故原因分析，可以采取针对性的措施，减小类似事故的发生概率。钻孔灌注桩在施工过程中，可能遇到的风险事故及原因如下。

(1)坍孔。其可能原因如图 12 所示。

三是要保证公正性。名师评选必须在推荐、审核、评审和审批四个环节严格把关，杜绝暗箱操作和名师“不名”的情况发生，确保评选结果的公正性、权威性和示范性，确保评选出的教学名师质量。

图12 坍孔可能原因

(2)钻孔孔身倾斜、弯曲。其可能原因见图 13。

图13 钻孔孔身倾斜、弯曲可能原因

(3)扩孔和缩孔。其可能原因见图 14。

图14 扩孔和缩孔可能原因

(4)钻孔漏浆。其可能原因见图 15。

图15 钻孔漏浆可能原因

(5)卡钻。其可能原因见图 16。

图16 卡钻可能原因

(6)掉钻。其可能原因见图 17。

图17 掉钻可能原因

(7)钻杆折断。其可能原因见图 18。

图18 钻杆折断可能原因

(8)导管进水。其可能原因见图 19。

图19 导管进水可能原因

(9)桩身混凝土混进泥土。其可能原因见图 20。

图20 桩身混凝土混进泥土可能原因

(10)钢筋骨架露出、偏斜。其可能原因见图 21。

图21 钢筋骨架露出、偏斜可能原因

(11)钻孔灌注桩其余事故及可能原因见表 3。

表3 钻孔灌注桩其余事故及可能原因

4 钻孔咬合桩风险分析

4.1 风险辨识

钻孔咬合桩采用套管钻机施工，使相邻的前施工的桩与后施工的桩在初凝之前部分相嵌形成具有良好的防渗作用，成为整体切割咬合支护墙结构。钻孔咬合桩采用液压摇动式全套管灌注桩机成孔施工的方案(简称套管钻机法)，使用该工艺成孔时采用了全钢套管护壁，能有效地防止孔内流砂、涌砂现象的产生，使套管内混凝土成桩质量高，施工时土体变形小，从而保证在围护施工时周边建筑物的沉降控制和环境保护。咬合桩在施工过程中，可能遇到的风险事故见图22。

图22 钻孔咬合桩施工风险

4.2 风险分析

在识别了钻孔咬合桩在施工过程中可能发生的事故以后，需要对事故发生的可能原因进行分析，通过事故原因分析，可以采取针对性的措施，减小类似事故的发生概率。钻孔咬合桩在施工过程中，可能遇到的风险事故及原因如下。

(1)“拔桩”现象。其可能原因见图 23。

图23 “拔桩”现象可能原因

(2)钻孔咬合桩其余事故及可能原因见表 4。

表4 钻孔咬合桩其余事故及可能原因

5 结 语

基坑工程是一门复杂的系统工程，涉及内容众多。由于基坑围护结构的设计理论尚待发展、施工技术还需完善，加上施工过程中会出现众多不确定因素，基坑工程事故时有发生。每个工程事故可能都是由许多不确定风险因素组合在一起而引发的，因此，基坑围护结构的安全在深基坑施工过程中起决定作用，加强对基坑围护结构的风险分析并采取相应的对策对减少工程事故至关重要。

[1]王军. 深基坑工程的环境影响风险因素分析与预控措施[J]. 建设监理，2014(5).

[2]刘宇熙. 基坑围护工程风险分析与对策[J]. 城市道桥与防洪，2009(5).

[3]刘国彬，王卫东. 基坑工程手册(第二册)[M]. 北京：中国建筑出版社，2009.

TU712

B

1007-4104(2015)06-0045-05

2015-04-27

刘印(1982—)，男，博士，工程师，主要从事隧道及地下建筑工程的研究与咨询工作。

通信地址：上海市宛平南路75号1号楼502；E-mail：liuyin@jkec. com.cn