深基坑施工难点及技术安全控制研究

王庆波 朱燕

（东营永兴建设工程有限责任公司，山东 东营 257000）

一、深基坑施工难点研究

（一）工程场地条件复杂

根据《危险性较大的分布分项工程安全管理办法》附属文件规定，深基坑工程的判定标准为开挖深度不小于5m或是地质条件与为周围环境较为复杂的工程。因此，多数深基坑工程的场地条件极为复杂，普遍存在软土地基等不良地质问题，或是存在特殊的水文地质条件，如周边地层中富集地下水，地表径流与地下水位频繁变动。在这一工程背景下，如果没有采取相应的安全控制措施，在施工期间容易出现地基不均匀沉降、基坑边坡滑塌、坑底突涌水等工程事故，破坏施工成果，在问题严重时造成人员伤亡。

（二）地下障碍物多

在深基坑工程建设场地中，地下分布着大量的障碍物，如坚硬石块、供电管线、燃气管道、市政给排水管道等，如果直接开展基坑施工活动，容易破坏地下设施与出现机械碰撞事故。例如，在基坑土方开挖环节，未在施工图纸上标注燃气管道的具体部分位置与标高，或是没有划定作业范围与采取保护措施，导致燃气管道受外力碰撞出现断裂，从管道中泄露大量的有毒燃气，引发燃气中毒与爆炸安全事故的出现。针对于此，在施工准备阶段，应提前做好地质勘察工作，全面掌握水文地质条件与地下障碍物分布位置等信息，在施工图纸上标注地下障碍物的类别与分布位置，在方案中采取保护措施，或是提前挖除土层中分布的坚硬碎石等障碍物。

（三）施工场地狭小

部分深基坑工程分布在中心城区，周边密集分布建筑物与市政道路等设施构筑物，在现有施工条件下，深基坑施工场地较为狭小，不利于开展基坑开挖与边坡支护等施工活动。例如，从机械器具运输角度来看，由于施工场地狭小，无法在现场直接开展脚手架与钢板槽钢等材料的切割加工作业，难以直接操控塔吊将钢格构柱与混凝土承台等构件入坑布置。为解决这一问题，可选择采取垂直运输措施来克服场地局限性。例如，在某深基坑工程中，在现场布置8台塔吊，将预制好的混凝土承台、钢筋混凝土预制桩、钢格构柱等构件垂直运输至基坑底部，以剪刀撑形式对钢格构柱进行焊接连接。

二、深基坑施工技术的安全控制措施

（一）土方开挖控制

在深基坑土方开挖环节，为保证施工安全，首先，严格遵循“从上至下、先撑后挖”施工原则，提前在施工现场搭设支撑结构，对基坑边坡进行支护加固处理，避免在开挖期间出现基坑塌陷与边坡滑塌安全事故。其次，为控制基坑开挖深度，避免出现超挖欠挖问题，及时发现与处理突发状况，需要采取分层开挖工法，结合工程情况合理设定各开挖层厚度。在上层土层开挖完毕后，测量土层开挖厚度，对坑底场地情况进行调查核实，如果分布着未在施工图纸标注的障碍物，或是障碍物分布位置和标高与图纸不符时，对基坑施工方案进行变更调整。再次，做好基坑边缘安全防护工作，禁止将所挖掘土料堆置在基坑边缘，禁止深基坑开挖面与周边区域中滞留无关人员与堆置重物，以此来控制基坑边缘载荷。最后，定期对坑底标高与支护结构受力情况进行观察，对基坑超挖部位进行回填处理，对支护结构进行加固，在必要情况下组织人员设备退场。

（二）基坑支护

在深基坑支护环节，首先，严格遵循相关施工规范，参考国内外成熟的施工案例，结合工程现场水文地质条件与基坑开挖深度，合理选择深基坑支护技术种类。例如，在现场土层中富集地下水的深基坑工程中，为避免出现基坑底部突涌水与渗水问题，可选择采取地下连续墙，沿深基坑周边轴线挖设狭长深槽，在槽内安装钢筋笼与浇筑混凝土构筑成若干数量的单元槽段，采取锁口管工艺将相邻单元槽段联接成整体性的墙体结构，发挥截水、防渗、承重与支护作用。其次，考虑到深基坑现场环境较为复杂，且多数支护结构为临时性结构，随着时间推移，支护作用力持续衰减，在施工后期有可能出现支护失效与变形失稳问题。因此，在正式施工前，组织开展基坑支护的数值模拟试验，对基坑支护结构的搭设步骤、不同工况条件下的受力情况、基坑开挖后引起的垂直沉降值、水平应力与最大主应力分布情况等进行分析，在模拟结果基础上对基坑支护方案进行优化调整。最后，在深基坑支护期间，持续对基坑支护结构进行监测，监测项目包括水平位移量、竖向位移量、倾斜量、裂缝监测等，必要情况下对支护结构进行加固处理。

（三）基坑降排水施工控制

在深基坑施工期间，为预防和减少坑底突涌水与坑壁渗水松软问题的出现，需要开展基坑降排水施工活动，对施工过程进行观测控制，以此来取得理想的降排水效果。为实现这一目的，分析工程地质勘察结果来掌握现场水文条件，了解地下水位、水流量、水质成分、地层孔隙率等情况，科学制定基坑降排水技术方案。随后，在现场设置若干数量的排水设施，以及观测井，根据地下水位变化规律来确定降压井与观测井等设施的埋深值，并在深基坑降排水施工前后重复开展抽水试验，根据试验结果判断水位降幅，如果未达到预期排水效果，则对技术方案进行调整，采取盲沟排水与明沟排水等其他排水措施。例如，在某深基坑工程中，在基坑降排水施工完毕后重复开展多次抽水试验，根据各观测井获取的观测结果得知，局部落深坑水位的降深值为1.54-5.83m，没有达到预期降深值，且地下水位的回涨幅度超过50cm，存在较大风险，没有满足工程的基坑抗突涌稳定性要求。随后，对深基坑减压降水方案进行优化调整，在基坑内新设7口降压井，调整后的地下水位平均降深值超过8.0m，达到基坑降水要求。

（四）基坑爆破控制

在部分深基坑工程中，由于地层中分布大量的坚硬石块，如果采取机械开挖与人工开挖方式，无法在预定时间内完成基坑开挖作业。因此，为提高基坑开挖效率，追赶工期进度，选择采取深孔爆破或是浅孔爆破技术。然而，在基坑爆破施工环节中，由于爆破技术水准要求较高，容易出现盲炮、飞石溅射等安全事故，存在极大的施工风险。因此，在基坑爆破环节，应采取以下技术安全控制措施：第一，装药检查。在装药完毕后，检查各炮孔内是否存在发升堵塞、药包埋入深度不足、装药量超标等问题，确定装药质量达标后，再将炮孔堵塞，连接起爆网络，将人员设备转移至安全区域，开展起爆作业。第二，爆后处理。在炸药起爆15min后，爆破员前往爆区检查起爆情况，重点检查是否存在盲炮等质量问题，待问题得到妥善解决后，拉响解除警报信号。同时，采取相应技术措施来预防盲炮问题的出现，如提前检查火工品质量是否达标，对爆破网络进行优化设计，要求施工人员严格遵循《爆破安全规程》（GB 6722-2014）开展操作。第三，爆破飞石控制。在基坑土方爆破前，做好爆破参数验算工作，确定最小抵抗线，在现场设定安全区域，在起爆前开展清场作业，禁止人员设备在爆区域周边区域停留。同时，在现场地层中分布软弱层时，对软弱层区域中的炮孔装药量进行调整，或是避开软弱夹层。

（五）基坑监测

在深基坑工程，受到外部环境与自身因素影响，基坑维护体系的支护性能将出现一定幅度的下滑，在问题严重时出现维护体系破坏失效现象，进而出现基坑坑壁坍塌与边坡滑塌等一系列安全事故。因此，在基坑施工期间，需要同步开展基坑监测作业，实时掌握基坑现场与维护体系情况，根据监测结果来调整施工组织计划。在应用基坑监测技术时，根据监测项目与任务要求来选择监测技术，如应用视准线法与投点法监测基坑水平位移量，采取几何水准法与液体静力水准法监测基坑竖向位移量，在支护结构中安装应变计来监测内力情况。同时，构建基坑监测报警制度，设定预警值，在监测值超过预警值时，及时发送报警信号，组织人员设备退场。

结语：综上所述，为保护深基坑施工现场与周边环境的安全，避免受复杂场地条件影响而出现土体滑移、坑底隆起、支档结构漏水、支护失效等安全事故。因此，施工企业需要深入研究深基坑施工期间存在的主要难点，综合采取深基坑技术安全控制措施，将安全科学理论与工程实际相结合，以此来消除不良因素对工程质量与施工安全造成的负面影响。