探讨建筑基坑支护工程施工安全技术实践思考

文／龚自勇 湖南金辉建设集团有限公司 湖南长沙 410000

1、建筑基坑支护工程施工的特点

建筑基坑支护工程施工的特点，主要表现在以下2方面：

1.1 质量要求高

在进行基坑支护工程施工的时候，应根据实际情况选择适宜的基坑支护方式，以提高建筑工程整体施工的安全性。基坑支护工程的质量和效果，直接影响之后不同工程的施工结果。基坑支护工程容易受天气因素的影响，若是阴雨天气进行施工，难以保证基坑的质量，会影响整体施工效果。而且实际施工过程中，也会受地质天气的影响，若想要保证建筑工程的稳定性，就必须进一步提高建筑基坑支护工程施工水平。

1.2 地质条件复杂

建筑基坑支护施工中所需要面对的地质条件较为复杂，容易受到该因素的影响。在进行施工之前，应当先实施全面的实地勘察工作，以掌握施工现场的地质条件，然后根据实际勘察结果来选择适宜的基坑支护施工方式，需要把控好地下水情况，结合土层结构特征来进行充分考虑。若在基坑支护工程施工中，碰到了过于复杂的地质，则会加大支护施工的难度。

2、建筑基坑支护设计原则和类型

2.1 建筑基坑支护安全设计原则

在进行建筑基坑支护安全设计的时候，为保障设计工作的顺利开展，应选择适宜的、具有较高资质的设计单位进行科学设计。应对设计单位进行全面考察，判断其实际专业能力，确保其所制定的设计方案具有科学性、安全性。基坑支护结构设计，需要考虑多项因素和水文地质等自然因素有着密切关联，因此在实际设计过程中必须遵循因地制宜原则，做到具体问题具体分析，不可脱离当地的实际情况。与此同时，还应结合过往经验，基于施工条件、气候因素对基坑支护结构设计进行优化，使其更加合理。基坑支护具有较强的实践性，支护结构是一项临时工程，因此要在保证基坑支护施工质量和安全的前提下，尽量减少施工成本。

2.2 建筑基坑支护设计类型

建筑基坑支护设计类型，主要有以下几种：

（1）放坡开挖。若是施工现场具有较好的土质，而且地下水位较深，有着较为开阔的施工场地，则可使用放坡方式进行基坑支护施工，其不会影响周围建筑物，也不会损伤地下管线；若是地下水位低于基坑底面，土质较为均匀，那么在进行基坑施工开挖的时候，一定要控制好垂直方向开挖的深度，黄土限值应为2.5m，坚硬黏土限值为2m，可随性黏土、碎石类土质的限值为1.5m，需将可塑粉土、粉质黏土、碎石类土质控制为1.25m，软土控制为0.75m。

在进行边坡土质开挖的时候，不可超过边坡坡度允许值，坡高的差异性会致使坡度允许值有所不同。比如说坡高不超过5m，其坡度允许值为1:0.5-1:0.75；坡高若在5m-10m范围内，那么其坡度允许值为1:0.75-1:1.5。在实际施工过程中，如果遇到碎石土，那么在确定坡度的时候，还需要充分考虑密度因素。

（2）土钉支护类型。若是在进行基坑施工的时候，其四周均无法实施放坡施工，且地下水位相对来说偏低，可使用土钉支护类型。或基坑的外部存在降水条件，周围并没有临近的建筑物、地下管线，则也可以使用土钉支护方式来加固基坑土体。可利用相关数值来进行土钉墙水平位移的计算，并结合相关经验确定最终的数值。在实际设计过程中，应采取有效措施来避免墙体发生变形，对其进行有效的把控：（1）要尽量减少分层作业，分段作业的深度、长度都要控制在一定范围内，适当地拉开开挖施工、支护施工工序间的间隔；（2）要把控好土钉的长度、密度，降低土钉倾角。开挖施工之前，要沿着基坑边缘设置竖向微型桩。

图1 土钉支护类型

（3）排桩支护类型。指的是采取人工挖空灌注桩、沉管灌注桩、冲孔灌注桩的方式来实施支护作业，可根据实际情况来进行支护类型的选择。常见的有悬臂式支护、锚拉式支护。

图2 双排灌注桩

3、现阶段建筑基坑支护工程施工中存在的问题

3.1 物理力学参数选择问题

在建筑基坑支护施工过程中，承担土压力的大小，将直接影响着深基坑支护工程的安全。建筑基坑支护工程本身就具有一定的复杂性，要确保其计量数量的准确性，应重视土体物理参数的选择。这并不是一项简单的工作，具有一定的复杂性。在实施基坑支护开挖施工后，需要关注3方面数字的可变值：（1）内摩擦角参数，（2）含水率参数，（3）粘聚力参数。这3个参数具有可变性，可以此来计算基坑支护结构的实际受力。实际施工过程中，若是未实施有效的土体物理学参数值取值工作，则会影响最终的设计结果。相关实验数据表明若是内摩擦角的相差度达到一定值以上，土压力会随之而变化，若物理力学参数未进行科学的选择，则会影响基坑支护工程质量。

3.2 基坑取样不完全

在进行深基坑支护结构设计之前，应对地基土层进行取样分析，以全面了解其物理力学指标，据此来科学设计支护结构，使之更加合理。在进行深基坑开挖的时候，要按照我国相关标准来实施取样工作。在实际施工过程中，需要有效把控钻孔工序，旨在不影响施工质量的前提下，降低施工工作量，减少施工成本。基于此，所采取的基坑土样具有一定的不完全性。面对多变而复杂的地质构造，在获取土样之后，并不能真实反映出目标土层的实际情况，与实际设计存在一定的偏差。

3.3 空间效应考虑不充分

根据大量的数据资料，可发现基坑周边向基坑内位移，会呈现出中间大、两边晓得特征。针对边坡失稳的状况来看，一般情况下都出现于长边的中间位置，则说明基坑开挖作业有着鲜明的空间特征。传统的基坑支护设计，采用平面应变方式，当基坑属于细长类型的时候，平面应变假设与实际相符合；但若采取的是长方形基坑，则存在较大差异。基于此，若未能有效处理空间问题，基于假设条件进行基坑支护结构设计，则需要进行有效调整，需满足空间开挖效应。

3.4 受力计算差异

在进行建筑基坑支护工程设计的时候，主要以极限平衡理论为主。其并不是单纯受力，具有一定的复杂性。从极限平衡理论方面来说，支护结构采用的是静态设计方式，但由于开挖土体后，土体呈现出动态平衡状态。随着时间的发展，土地强度可能发生变化，也可能产生变形状况，若未充分考虑这一点，那么在进行受力计算的时候会出现偏差。

4、建筑基坑支护工程施工安全技术的有效应用

4.1 加强机械安全管理，重视围护设置

在进行建筑基坑支护工程施工的时候，需要在实施开挖作业后，于边坡周围设置围护，围护设施的立杆高度为1.5m，围护和围护之间要保持一定的间隔距离，一般在2m左右。上、下都要设置护手，可用色标来进行警示，还应设置登高护梯，为开挖施工提供重要的安全保障。应进行日常监督和管理工作，需要严格检查支撑是否稳定，尤其在雨天，必须检查每一个细节。确定安全之后继续进行施工。挖出的土、或是其他砌件不可堆在支撑上，施工人员也不可在支撑下方通行，以免出现坍塌，导致人员受伤。与此同时，在启动机械设备来进行挖土，要做好设备检查工作，确定离合器无障碍，进行空车试运转并且正常之后，才能进行施工作业。操作机械设备的时候，挖掘的深度不可过深，在提升的时候要控制好速度，不可太猛。机械停车后，需停放至地基上，若地基基础较为薄弱，那么可以利用走道板来加固地基，使之更加稳定。在使用运土车辆的时候，不可使之靠近基坑周边，以免出现坍方，导致运土车辆翻车。

4.2 建立健全的安全监测体系

为保障建筑基坑支护工程施工质量，应建立健全的安全监测体系，可从以下几个方面着手：

（1）观测深层土体位移状况。一般是利用深埋管来监测深层土体位移，测量每一个深度位置的倾斜角度，然后输出相应的电压信号，通过分析电压信号，来获取倾斜角度函数。可利用适宜型号的位移计仪器设备，在测斜管中伸入侧头，将其缓慢下放至孔底的位置，可以先测量出可能存在的最大位移方向。再由孔底开始进行测量，自下而上再次测读，若存在问题，则要加以补充和改进。

（2）要监测水位。在实施基坑支护工程施工的时候，要做好地下水位监测工作，其作用在于掌握基坑周围地下水的实际情况，以免基坑降水，致使四周地下水位下降幅度增大。可充分发挥水计的作用，实施有效的监测。利用钻孔使水计深入到地下，将水阻接触点安装在探头内部。当接触点和水面相接触后，系统便会接通。实际测量中，可通过移动水位计探头、电缆在导管中的位置，来明确水位的刻度。

4.3 优化安全管理组织架构

在建筑基坑支护工程施工过程中，想要提高其技术的安全性，保障最终的施工成效，应当优化安全管理组织架构，为建筑基坑支护工程施工的安全开展奠定扎实基础。在施工之前，项目经理应当发挥自身主观能动性，履行自己的职责和义务，带领各相关人员成立专门的施工安全管理小组，由项目经理担任组长，定期对施工现场实施全面检查，可以“季”为单位。检查人员应当涵盖各方面的专业人员，如技术部人员、质安部人员等，小组成员要严格按照相关规定执行安全管理工作。对于建筑基坑支护施工中的重点环节要予以重点监控，做好检查工作，如检查脚手架是否稳定，检查施工用电是否安全，检查井字架、塔吊等机械设备是否正常等。在全面贯彻落实检查工作之后，便可以开始进行施工，各个检查项目都要签字确认。

4.4 做好基坑失稳倾斜预防工作

在进行建筑深基坑支护工程施工的时候，应当做好基坑失稳、倾斜预防工作，需做到以下几点：

（1）实施锚杆支护措施。实施土层锚杆支护，有利于提高建筑的安全性，而且也可增强支护主体强度。实际施工过程中，相关人员应加强对土层锚杆安装作业的管理，需要先对锚杆进行测量，确定好钻孔的位置，减少钻孔过程中的误差，以保障后续工作的顺利开展，取得较好地支护效果。

（2）实施支护桩支护措施。在建筑深基坑支护工程施工过程中，需要根据实际土质特征来科学规划灌注桩，需保证施工的可行性。在进行支护桩灌注的时候，要严格按照施工要求来执行作业，应当满足施工现场的实际要求，提高支护作业的合理性。

（3）应做好排水工作。对于大部分的基坑来说，都会存在地下水问题，若不对其进行有效的处理，很容易出现渗水状况。一旦渗水便会影响基坑的整体稳定性，若是渗水严重，还可能导致基坑失稳，出现坍塌。基于此，在实际施工之前，应先做好实地勘察工作，了解实际的水文、地质情况，然后设置相应的排水系统来处理地下水问题。

（4）要做好排桩支护工作。排桩支护是主要的支护结构，需要充分发挥钢筋混凝土的作用，有效应用钻孔灌注桩。施工人员需要合理把控桩和桩之间的间隔距离，间距过大，会削弱挡土的实际效果；间距过小，则会造成钢筋混凝土的浪费，增加施工成本。可利用连梁的方式来处理桩和桩之间过于稀疏的问题，也可采用高压注浆法、搅拌桩来加固，避免出现渗水现象。

（5）使用地下连续墙技术。地下连续墙技术刚度较大，有着不错的支护能力，而且能够起到较好的渗漏效果。将其应用于地下水位中，可取得不错的成效，尤其适用于一些含水量较高的土层中，也能够在沙土层中取得较好的支护效果。

4.5 强化安全信息化管理

在建筑基坑支护工程施工过程中，应充分发挥现代信息技术的作用，实施高效的安全信息化管理工作。可利用信息反馈技术推动建筑工程的发展。信息反馈是指在实际施工过程中，获取有关于土体开挖、地质等信息，反馈其实际情况。有效应用信息技术，了解边坡位移的实际情况。技术人员必须熟悉施工流程，对土方力学有一定的了解，还需要掌握施工现场地质构造的实际情况，掌握与地质信息相关的内容，并根据所得到的信息数据做出相应的反馈。需准确判别建筑工程是否可以开展基坑支护施工。基坑支护工程本身就较为复杂，属于系统化工程，为保障其施工安全，不可只是依赖于经营预测，还需要利用现代信息技术来采集和分析实时信息数据，做出科学的监测，以得出科学的结论，了解整个变化态势，从而及时发现险情，进行预警，以便于实施针对性措施来加以解决，从而提高基坑支护工程施工安全。

4.6 增强安全防范意识

为保障建筑基坑支护工程施工的顺利开展，保障其稳定性，施工人员应具备强烈的安全防范意识，要严格遵守施工规章制度，按照相应的流程执行作业，约束自己的操作行为，不可只凭借经验进行施工，从而以降低安全事故的发生概率。实际施工过程中，若发现基坑护壁失效，那么要即刻停止开挖作业，并进行回填，以免引发更多问题。

5、建筑基坑支护工程施工实例

以某建筑工程为例，在对其进行基坑支护工程施工设计的时候，应当先实施立桩作业。在完成该项工序之后，则要针对压顶冠梁实施浇筑施工，其支撑系统设计达到80%之后，需要通过上下分区、分块处理方式。当开挖作业完成到一定标高的时候，需要浇筑钢筋混凝土支撑系统，其强度要求达到80%后，再来实施分层、分区开挖，直至达到新的深度标高。之后再进行第二道钢筋混凝土支撑系统浇筑作业，循环上述施工工序，直至完成第三道钢筋混凝土支撑系统浇筑施工。当第三道钢筋混凝土支撑系统的强度达到设计要求的80%之后，则需要继续开挖，直至达到规定的开挖深度，再浇筑基础底板和底下4层水平结构。等到第4层水平结构强度达标之后，则要逐步拆除水平支撑系统，直至全部拆除顶冠梁水平支撑系统。

在实际施工过程中，需要严格按照施工顺序执行作业。先要开展围护桩施工，然后做好土方开挖作业，对边坡坡面进行有效处理，实施锚杆钻孔灌浆技术，检验围护桩，实施冠梁施工，之后要锁定锚杆预应力张拉，实施基坑土方开挖，进行基地混凝土垫层封底施工。与此同时，还需要做好防水工作。实际施工的时候一定要清理干净积水部分，并且要在开挖土方的时候进行有效的防水。可于基坑内部设置集水井或排水沟，以排除积水，避免积水过深渗透到底层中，这会大大影响基坑支护施工的质量，带来较大的危害。若基坑内部容易积水，那么完成排水施工后还要重新复核设计规定，确定无误后再来进行土方开挖作业。施工中应遵循先设置支撑系统，再进行土方开挖的原则。做到分区、分块、分层。不可进行大面积开挖，针对不同的区域，要根据实际情况进行相应调整，开挖至支撑标高后，需要再次浇筑支撑系统。除此之外，应做好基坑边缘施工，合理布置车辆、挖土机的行驶通道，以免出现坍塌导致翻车。可先采用人工方式来处理预留的土层，对其进行修整，严格按照土方开挖的要求清除坑底异物。需加强安全管理工作，制定完善的安全管理制度，从而保障施工的顺利开展。

结语：

在建筑基坑支护施工过程中，应将安全放在第一位，运用科学的安全技术，严格按照相关施工要求来执行作业，从而保障建筑基坑支护施工质量。