復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑安全管理研究

馮 斌

(南京重大路橋建設(shè)指揮部，江蘇 南京 210019)

復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑安全管理研究

馮 斌

(南京重大路橋建設(shè)指揮部，江蘇 南京 210019)

針對深基坑工程區(qū)域性、臨時性、復(fù)雜性、施工周期長、事故多發(fā)的特點，探討了深基坑安全管理中存在的問題，對支擋式結(jié)構(gòu)支護(hù)、基坑開挖過程、工程后續(xù)安全管理等復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑安全管理方案作了闡述，以保證工程順利進(jìn)行。

復(fù)雜地質(zhì)條件，深基坑，支護(hù)，安全，管理

復(fù)雜地質(zhì)條件的深基坑工程施工不僅要注意深基坑工程本身存在的穩(wěn)定與安全問題，同時要考慮到地下工程施工所引起的地層和地面的運(yùn)動對相鄰道路、建筑以及地下管網(wǎng)所造成的影響，因此在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行深基坑工程的施工是一項復(fù)雜、風(fēng)險較大的系統(tǒng)工程，如果在工程施工過程中出現(xiàn)問題，輕則造成相鄰建筑、管道以及道路的錯位、開裂以及沉陷，嚴(yán)重的會引起地面、建筑物的坍塌，不僅會大大增加工程成本，同時還會延緩工期，甚至?xí)斐扇藛T的傷亡，因此，對復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑的安全管理的研究和探討很有必要。本文主要介紹了深基坑工程安全的特點，同時對復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑安全管理工作中可能存在的一些問題進(jìn)行了簡單的分析，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施。

1 深基坑工程的特點

在國外深基坑工程也稱之為“深開挖工程”，深基坑工程既是結(jié)構(gòu)型的工程也是巖土工程，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下實施深基坑工程將會在一定的程度上增加工程的施工難度。深基坑工程雖然在整體的建筑施工中是一個臨時性的工程，但是由于工程施工的周期相對較長并且影響因素較多，因此復(fù)雜地質(zhì)條件下的深基坑施工的難度與復(fù)雜度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于永久性的上部結(jié)構(gòu)或者是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。深基坑工程不僅具有影響因素多、施工難度大等特點，除此之外還具有以下特點：

1)區(qū)域性：深基坑工程在不同的地質(zhì)環(huán)境中，存在著較大的差異性，即使在同一個城市，不同的區(qū)域進(jìn)行深基坑工程施工，也會存在較大的區(qū)域性差異，因此進(jìn)行深基坑工程施工時必須因地制宜，根據(jù)地質(zhì)環(huán)境和周邊環(huán)境確定施工方案。

2)臨時性：深基坑工程大多都是臨時性的工程，因此其與永久性的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較其設(shè)計的安全儲備要低很多，同時多數(shù)業(yè)主想要盡可能的降低投資的成本，進(jìn)而會增加深基坑工程的事故的發(fā)生率。

3)復(fù)雜性：深基坑的支護(hù)工程是深基坑工程中受外界影響因素較多的一項工程，其中水、土因素是深基坑設(shè)計與施工的兩個關(guān)鍵因素，但是由于區(qū)域的土質(zhì)與水文地質(zhì)條件存在著不均勻性和復(fù)雜性，因此會在一定程度上增加勘查的難度，進(jìn)而會給支護(hù)工程的設(shè)計與施工帶來一定的難度。

4)施工周期長：深基坑工程雖然是一項臨時工程，但是深基坑工程從實施圍護(hù)結(jié)構(gòu)，開挖支護(hù)再到全部的隱蔽工程，由于會受到施工環(huán)境、周邊環(huán)境以及降雨等多種因素的影響，不僅會增加深基坑工程施工的安全隱患，也會延緩深基坑工程的施工進(jìn)度。

5)事故多發(fā)：深基坑工程的施工不僅會受到地質(zhì)環(huán)境、水質(zhì)環(huán)境以及周圍建筑構(gòu)造的影響，同時管理水平和施工人員的素質(zhì)也會對深基坑的施工效率與施工質(zhì)量造成一定的影響，正是由于深基坑工程施工的影響因素較多，因此在一定程度上大大增加了工程施工的安全隱患，進(jìn)而導(dǎo)致深基坑工程施工事故多發(fā)。

2 深基坑安全管理中存在的問題

1)勘查設(shè)計的局限性。

勘查設(shè)計人員的經(jīng)驗與專業(yè)水平對深基坑工程的質(zhì)量與安全有著非常重要的影響。研究表明，目前深基坑工程的設(shè)計大多是一半靠經(jīng)驗、一半依據(jù)理論的形式，目前我國已有關(guān)于深基坑支護(hù)技術(shù)的規(guī)程，這只是給深基坑工程的設(shè)計與施工提供了良好的指導(dǎo)意見。但是復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，土的性質(zhì)以及水文地質(zhì)的情況存在著嚴(yán)重的區(qū)別，同時由于對基坑穩(wěn)定的驗算、土體變形的計算以及擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計算等等方法很多，存在著很大的差別，因此目前我國的深基坑工程的勘查設(shè)計的準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步的提高。

2)基坑工程支護(hù)工程的臨時性。

深基坑的工程造價在整個工程和結(jié)構(gòu)工程中占很大比重，但是由于深基坑工程屬于臨時性的工程，因此大多數(shù)的業(yè)主在深基坑項目中投入的資金與管理都比較少，一般業(yè)主會將深基坑工程的施工按固定總價的方式承包給施工單位，在利益的驅(qū)使下，施工單位經(jīng)常會以減少投入為目的，常常會忽略了深基坑工程的施工安全。

3)環(huán)境的敏感性和社會的危害性。

一般深基坑工程都處于城市中心地段，用地稀缺或環(huán)境要求高，常處于繁華地段或者是老城區(qū)，因此深基坑工程的周邊通常會存在著較多的建筑以及道路等等，在這種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，深基坑工程的施工不僅會影響土體的靜力平衡，同時還會對周圍的建筑、地下水位以及徑流路徑造成一定的影響，從而引發(fā)各種環(huán)境問題。

4)管理者的盲目性。

深基坑工程是一項復(fù)雜、施工難度大的系統(tǒng)工程，因此對項目管理的專業(yè)水平和素質(zhì)都有著較高的要求。但是研究表明，很多深基坑工程的項目管理單位都沒有足夠的專業(yè)水平，同時還不重視基坑的安全管理，這在一定程度上會大大的增加深基坑工程的安全隱患。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑安全管理的具體方案

3.1 支擋式結(jié)構(gòu)支護(hù)的管理

支擋式結(jié)構(gòu)包含了懸臂式支擋結(jié)構(gòu)、支撐式支擋結(jié)構(gòu)以及錨拉式支擋結(jié)構(gòu)，同時支擋式結(jié)構(gòu)又是由支撐桿件、錨索、地下連續(xù)墻、排樁、SMW工法樁、鋼板樁等中的一種或者是幾種組成。

1)地下連續(xù)墻和排樁的安全管理。

對于機(jī)械成糙的地下連續(xù)墻施工，施工的過程中機(jī)械傷害的事故發(fā)生的頻率較高，因此在進(jìn)行連續(xù)墻施工的安全管理中，應(yīng)該注意以下幾個方面的問題：應(yīng)該確保施工機(jī)械的質(zhì)量安全，確保機(jī)械的質(zhì)量合格，同時施工中注意定期對鋼絲繩進(jìn)行檢查和更換；在進(jìn)行機(jī)械施工時，應(yīng)該確保機(jī)械施工區(qū)域的平整度和夯實度，特別是鋼筋籠吊放的路徑必須硬化，盡可能的減少因為施工場地的原因引發(fā)的機(jī)械事故；當(dāng)施工的周圍存在地下管道、建筑物或桿線時，應(yīng)該采取保護(hù)措施防止破壞。

支擋式結(jié)構(gòu)的排樁有鋼板樁、SMW工法樁、鋼管樁以及灌注樁等，要注意吊裝時的安全防護(hù)措施；當(dāng)進(jìn)行人工挖孔作業(yè)時，應(yīng)該注意：對人工挖孔樁應(yīng)該制定相應(yīng)的專項方案，當(dāng)樁高在16 m以上時應(yīng)該請專業(yè)人士進(jìn)行論證；孔壁支護(hù)高度盡量縮短，一般不大于1 m；孔內(nèi)送風(fēng)，防止中毒；排水時防止觸電事故的發(fā)生。SMW工法樁和鋼管樁施工時，尤其要注意鋼材的等強(qiáng)對接，加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制。

2)錨桿施工的安全管理。

深基坑的錨桿施工由于會受到操作平臺、錨桿抗拔承受力等因素的影響，因此在進(jìn)行錨桿施工時容易發(fā)生施工人員高處墜落、基坑坍塌等安全事故，錨桿施工的安全管理可以從以下幾個方面進(jìn)行：錨桿施工應(yīng)該嚴(yán)格的按照工程施工的規(guī)范和設(shè)計要求進(jìn)行；當(dāng)錨桿的固結(jié)體的強(qiáng)度大于15 MPa并且達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的 75%時，應(yīng)該及時的進(jìn)行張拉鎖定，并對錨桿的抗拔力進(jìn)行檢測；應(yīng)該搭建安全穩(wěn)定的錨桿施工平臺。

3)土釘墻支護(hù)的安全管理。

土釘墻一般是由噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼管土釘?shù)瘸煞謽?gòu)成，研究表明，在進(jìn)行土釘墻的支護(hù)施工時很容易發(fā)生坍塌事故，因此在進(jìn)行土釘墻支護(hù)的安全管理時，應(yīng)該注意以下幾點：設(shè)置足夠的觀測點，對邊坡的變形情況進(jìn)行實時的檢測；完善應(yīng)急措施和搶險措施，確保施工的安全；在進(jìn)行鋼筋網(wǎng)焊接時，應(yīng)該確保電焊機(jī)處于絕緣、穩(wěn)定的平臺上，漏電保護(hù)要設(shè)置到位。

4)重力式水泥土墻的安全管理。

重力式的水泥墻多采用的是實體狀或者是格柵狀的結(jié)構(gòu)，因此具有質(zhì)量、體積大等特征。應(yīng)該多注意施工設(shè)備的安全和規(guī)范施工的流程，從而減少事故的發(fā)生概率。

3.2 基坑開挖過程的管理

基坑土石方開挖過程總的來說需要明確挖土順序，保證先支撐后開挖，落實沉降、水位檢測，內(nèi)力檢測和變形檢測，發(fā)現(xiàn)情況及時處理，即可實現(xiàn)安全完成開挖。

3.3 工程的后續(xù)安全管理

深基坑施工的后續(xù)安全管理也很重要，由于基坑形成后到完成結(jié)構(gòu)施工還有很長一段時間，良好的工程后續(xù)安全管理能夠有效的保障工程安全、正常的進(jìn)行。進(jìn)行工程的后續(xù)安全管理，可以從以下三個方面進(jìn)行：1)加強(qiáng)對基坑的相鄰建筑以及基坑周邊的變形觀測和水位觀測。2)定期檢查深基坑工程的日常工作，對施工中可能會出現(xiàn)的事故進(jìn)行應(yīng)急演練，有效的提高事故發(fā)生的救援效率。3)當(dāng)深基坑工程完成后，設(shè)計單位應(yīng)該對深基坑工程進(jìn)行再次審查和驗收，對于工程中存在的問題，應(yīng)該立即采取措施加以改進(jìn)。

4 結(jié)語

復(fù)雜地質(zhì)條件下的深基坑的安全管理問題，直接關(guān)系到一個工程的工期、形象和投資效率，安全管理到位，則施工風(fēng)險可控，質(zhì)量得以保證，工程總體則處于可控狀態(tài)，反之則會對整個工程造成巨大影響。因此，落實整個施工過程的安全管理是工程順利進(jìn)行的有效保證。

[1] 蔣建祥，金小榮，魏國文，等.復(fù)雜地質(zhì)條件下嘉興某深基坑實踐[J].低溫建筑技術(shù),2012,34(8):129-131.

[2] 尹成虎.樁錨結(jié)構(gòu)在復(fù)雜地質(zhì)深基坑中的研究和應(yīng)用[A].中國土木工程學(xué)會第十五屆年會暨隧道及地下工程分會第十七屆年會論文集[C].2012:544-552.

[3] 尉勝偉.復(fù)雜地質(zhì)條件下超深基坑地連墻成槽施工技術(shù)研究[J].鐵道建筑,2010(12):51-54.

[4] 李 虎.復(fù)雜地質(zhì)深基坑復(fù)合支護(hù)體系施工及監(jiān)測[J].山西建筑,2013,39(30):77-78.

[5] 復(fù)雜地質(zhì)越江隧道深基坑減壓降水設(shè)計與試驗[J].山西建筑,2009,35(33):105-107.

[6] 林海棠.探討復(fù)雜地質(zhì)情況下深基坑內(nèi)支撐支護(hù)施工方法[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2011(15)：51-53.

[7] 陳志華，施 昆，鄧德標(biāo)，等.復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域深基坑自動變形監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[J].測繪科學(xué),2014,39(2):69-72.

[8] 韓寧為.復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)在深基坑工程復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用[A].第十一次全國巖土錨固學(xué)術(shù)研討會論文集[C].2002:407-411.

Study on deep foundation safety management under complicated geological conditions

Feng Bin

(NanjingImportantBridgeConstructionHeadquarter,Nanjing210019,China)

In light of deep foundation engineering features including rationality, contemporary, complication, long construction duration and accident-prone sections, the thesis explores deep foundation safety management problems, and describes deep foundation safety management scheme under complicated geological conditions, such as retaining-style structure support, foundation excavation process and post engineering safety management and so on, with a view to guarantee the engineering development smooth.

complicated geological conditions, deep foundation, support, safety, management

2015-02-26

馮 斌(1969- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)13-0236-03

TU714

A