深基坑工程施工風險及控制分析

李全有

河南國龍礦業(yè)建設(shè)有限公司（476600）

深基坑工程施工風險及控制分析

李全有

河南國龍礦業(yè)建設(shè)有限公司（476600）

近年來，隨著我國城市化發(fā)展進程的加快，為了緩解城市中面臨的人地矛盾，各種高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)雨后春筍般涌現(xiàn)了出來。與此同時，基坑作為地下建筑空間施工與開發(fā)的主要手段，對其施工技術(shù)和方法進行優(yōu)化與完善已成為目前建筑業(yè)關(guān)注的重點。這里分析了深基坑工程的風險源，并針對深基坑工程的風險提出了相應(yīng)的措施，降低了深基坑工程建設(shè)的施工風險。

深基坑；工程；風險；控制

0 引言

隨著城市高層建筑的增多，中心城區(qū)的深基坑工程呈現(xiàn)出深、大、近等特點。由于深基坑工程具有隱蔽性、復(fù)雜性以及地質(zhì)水文條件和周圍環(huán)境的不確定性,深基坑工程的建設(shè)面臨著巨大的風險。因此，在深基坑工程建設(shè)過程中，應(yīng)充分識別可能遇到的風險，并進行有效地預(yù)防，防止安全事故的發(fā)生。

1 深基坑工程風險來源

深基坑工程的風險由多方面引起,主要包括：工程的地質(zhì)水文條件；基坑周邊的環(huán)境；基坑的勘察、設(shè)計水平；施工工藝的局限；施工組織管理水平。

1.1 地質(zhì)水文條件

當基坑開挖面積較大時，基坑支護結(jié)構(gòu)受地層分布情況影響較大，基坑的降水措施及降水效果與地下水的水位及其補給來源息息相關(guān)。若對基坑地下水處置不當，基坑可能會出現(xiàn)流砂、管涌以及坑底大面積隆起等事故。同時，巖土體的材料力學(xué)性能離散性大，具有較高的空間變異性，而且該地區(qū)分布著大量的深厚軟土層，這種軟土層主要為含水量高、孔隙比大、滲透系數(shù)低、壓縮性大、靈敏度高、抗剪強度低、蠕變大的淤泥及淤泥質(zhì)土。在深厚軟土層中進行深基坑工程的施工面臨著以下問題：

1）由于軟土層中清孔不徹底，孔壁易坍塌，(沖)鉆孔灌注樁施工過程中可能出現(xiàn)縮徑、斷樁以及鋼筋的保護層不足等問題。

2）由于錨桿(索)在軟土中的錨固力小，軟土的力學(xué)性能過低，導(dǎo)致錨桿(索)施工過程中面臨著錨桿長度過長，注漿體不密實，錨桿易拔出，達不到設(shè)計承載力等問題。

1.2 基坑的勘察、設(shè)計水平

勘察、設(shè)計人員的理論水平和工程經(jīng)驗在深基坑工程勘察、設(shè)計中影響較大。由于地質(zhì)的不均勻性以及目前的土壓力理論仍然是半經(jīng)驗理論，所以深基坑工程的設(shè)計仍然是理論和經(jīng)驗相結(jié)合。隨著設(shè)計、施工技術(shù)的不斷改進和成熟，還相繼出臺了土釘墻、錨桿、型鋼水泥土攪拌墻、地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐等工法的設(shè)計施工規(guī)程或指南。我們也知道，即使是同一地區(qū)，土的性質(zhì)也千變?nèi)f化，水文條件更是錯綜復(fù)雜。工程進行地質(zhì)勘查時，土體的取樣、實驗以及計算工程都存在誤差，使得土質(zhì)的物理力學(xué)參數(shù)指標帶有很大的不確定性。在進行基坑支護設(shè)計時，土壓力的計算、擋土結(jié)構(gòu)強度的計算、土體變形計算和基坑穩(wěn)定驗算公式等還不完善，都還是半經(jīng)驗公式。

1.3 基坑施工工藝的局限

深基坑常用的支護形式有放坡、土釘墻、水泥土攪拌墻、排樁、樁錨、地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐等幾種及其組合。各種支護形式都有其局限性：放坡開挖對坡高以及土體的土質(zhì)情況均有限制;土釘墻施工時，要求坡面無滲水流出，若錨桿注漿不及時或注漿效果差、超挖或者土體長期浸泡在地下水中，容易引起變形過大甚至滑塌破壞;水泥土攪拌墻在填石層、卵石層以及含有大塊孤石的地層中施工困難，在硬質(zhì)黏土層中不易攪拌均勻，易產(chǎn)生抱鉆現(xiàn)象；錨索在砂層中施工時，鉆孔易出現(xiàn)涌水、涌砂等問題；地下連續(xù)墻在淤泥質(zhì)土、含漂石的沖擊層以及超硬巖石中施工難度較大,相鄰墻段易出現(xiàn)漏水等現(xiàn)象；鋼支撐整體剛度較差，節(jié)點安裝較多，支撐間距較小，若節(jié)點破壞，會造成支撐整體破壞，基坑的水平位移過大；混凝土支撐施工工期較長，不能重復(fù)利用，爆破拆除時會造成噪聲、振動及飛石，若控制不好，容易引發(fā)安全事故。

1.4 施工組織管理水平

深基坑工程支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計是基于若干假設(shè)條件的。但在實際施工過程中，會受到比如基坑土層不均勻、存在未勘察到的地質(zhì)條件、基坑周邊施工荷載的動態(tài)變化、地下滲流場的改變、施工工況未完全參照設(shè)計要求等不確定因素的影響。

在施工期間，可能會包括土體加固施工、支護結(jié)構(gòu)施工、降水施工、土方開挖以及地下室施工等多家專業(yè)承包結(jié)構(gòu)并行立體交叉施工。若無合理的施工組織設(shè)計、合理的施工流程以及專業(yè)的現(xiàn)場實時控制，深基坑工程將很難按計劃有序進行。

由于深基坑支護工程大多數(shù)為臨時性工程，大部分業(yè)主希望能夠在基坑支護上投入較少的費用和較少的時間，從而造成在基坑施工中業(yè)主想盡辦法減少工程費用、壓縮施工工期的現(xiàn)象。由于建筑市場的混亂，部分深基坑工程被轉(zhuǎn)包給施工經(jīng)驗匱乏的施工單位或班組進行施工；施工過程中不按設(shè)計工況施工、野蠻施工、偷工減料等現(xiàn)象時有發(fā)生，加劇了不穩(wěn)定因素的影響，嚴重時將導(dǎo)致基坑安全事故的發(fā)生。

2 深基坑工程風險控制

在深基坑工程建設(shè)過程中，需要采取必要的措施和手段，對可能出現(xiàn)的風險進行預(yù)控，以保證基坑施工安全以及基坑周邊環(huán)境的安全。

2.1 基坑勘察、設(shè)計風險控制

當基坑開挖面積較大且基坑周邊有需要保護的對象時，基坑外勘探點的布置范圍應(yīng)該比現(xiàn)行基坑設(shè)計規(guī)范規(guī)定的范圍大。在施工過程中，需查明基坑周邊需要保護對象的基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)類型、運營狀況以及保護對象周邊土體變形的允許值。當場地存在軟弱土層、溶巖層等復(fù)雜地層時，應(yīng)加密勘探點并查明其分布和工程特性。對軟弱土層除采用常規(guī)原位測試方法和常規(guī)實驗方法取得土的力學(xué)參數(shù)外，還可采用三軸實驗以及大型直剪實驗等非常規(guī)高級實驗取得更精確的巖土參數(shù)。在進行支護結(jié)構(gòu)選型時，要注意各種支護結(jié)構(gòu)的適用范圍，應(yīng)嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進行選型。在深基坑設(shè)計階段，要對基坑支護結(jié)構(gòu)及其周邊環(huán)境進行安全評估，安全評估的內(nèi)容應(yīng)包括：各類穩(wěn)定性驗算、支護結(jié)構(gòu)受力變形與承載安全驗算；對影響范圍內(nèi)的所有各類地下管線、地鐵隧道等構(gòu)筑物以及地面建筑物的現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)形式等進行詳細調(diào)查,分析得出其運行變形指標，通過變形計算分析判斷其安全狀態(tài),提出保護措施。

2.2 基坑施工、監(jiān)測風險控制

在基坑施工時，應(yīng)嚴格遵守施工規(guī)程。鋼筋籠、鋼支撐等鋼構(gòu)件制作時，要特別注意焊縫質(zhì)量。支護樁、墻混凝土澆筑時盡量減少蜂窩、縮徑、泥砂夾層等情況出現(xiàn)。對錨索、鋼支撐要施加足夠的預(yù)應(yīng)力，防止結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。對樁頂卸載、被動區(qū)加固、樁前反壓等措施應(yīng)認真執(zhí)行。土方開挖順序和方法要和設(shè)計工況一致，并遵循“開槽督支撐、先撐后挖、分層開挖、均衡對稱、嚴禁超挖”的原則，和分層、分段、均衡、對稱的原則。當基坑周邊環(huán)境保護要求異常嚴格時，土方宜采用抽條間隔開挖的方法。挖土機械要按照設(shè)計路線行走，不得隨意碰撞圍護樁墻、支錨系統(tǒng)。嚴禁在挖土平臺或基坑周邊大量堆土，挖出的土方應(yīng)及時外用。采用混凝土結(jié)構(gòu)體系進行支護的結(jié)構(gòu)一定要等到支護結(jié)構(gòu)達到設(shè)計強度后才能開挖，嚴禁超挖、搶挖?；娱_挖到設(shè)計標高后，要及時清底并封閉底板，避免坑底土體擾動或隆起過大。

基坑施工前要對可能出現(xiàn)的緊急情況作出預(yù)判，并制定應(yīng)急方案，預(yù)備好砂袋、抽水機、應(yīng)急錨索等應(yīng)急物質(zhì)。重視信息化施工，施工監(jiān)測要與基坑施工同步進行，監(jiān)測項目要全面，對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析要及時、全面。對危險情況要及時報警，保證施工安全，并為搶險、補強提供時間，防止基坑安全事故的發(fā)生。

2.3 項目管理風險控制

業(yè)主在對深基坑工程進行勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測等項目進行招標時,應(yīng)嚴格審查投標單位的資質(zhì)，盡量采用設(shè)計、施工總承包方式進行發(fā)包，并對深基坑項目建設(shè)的全過程進行監(jiān)控，協(xié)調(diào)好工程建設(shè)參與各方的關(guān)系。

監(jiān)理單位要加強對設(shè)計、施工方案的審查,對施工所用材料的核驗和抽查，對深基坑工程的重點部位及重要工序?qū)嵭信哉颈O(jiān)理，對施工單位的不合理施工及時制止。建設(shè)工程主管部門通過建立基坑工程勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理、監(jiān)測備案及評審制度，規(guī)范建筑市場。建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)理部門應(yīng)加強對基坑工程施工質(zhì)量、安全文明施工的檢查，對不規(guī)范作業(yè)的施工單位及工地提出整改意見，對有嚴重質(zhì)量和安全隱患的要求停工整改，控制深基坑工程的風險。

3 結(jié)語