基坑支護與基坑安全分析范文

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【摘要】

深基坑支護工程為建筑工程中的重點和難點，基坑工程施工過程中的安全、質量直接影響了整個工程安全、質量、工期、造價等問題。本文將結合工程實例，對基坑支護與基坑安全進行簡要分析。

【關鍵詞】

基坑工程；支護；安全

1基坑支護設計原則

基坑支護設計應規定其設計使用年限，基坑支護的設計使用年限不應超過1年。基坑支護應滿足下列功能要求：①保證基坑周邊建（構）筑物、地下管線、道路的安全和正常使用；②保證主體地下結構的施工空間。基坑支護設計時，應綜合考慮基坑周邊環境和地質條件的復雜程度、基坑深度等因素。基坑支護應按實際的基坑周邊建筑物、地下管線、道路和施工荷載等條件進行設計，設計中應提出明確的基坑周邊荷載值、地下水和地表水控制等基坑要求。

2基坑支護類型

支護結構選型時，應綜合考慮下列因素：①基坑深度；②土的性狀及地下水條件；③基坑周邊環境對基坑變形的承受能力及支護結構一旦失效可能產生的后果；④主體地下結構及其基礎形式、基坑平面尺寸及形狀；⑤支護結構施工工藝的可行性；⑥施工場地條件及施工季節；⑦經濟指標、環保性能和施工工期。基坑支護有樁、墻、撐、錨、釘五種基本方法，常見的基坑支護類型有：板樁式（鋼板樁、鋼管樁等）、柱列式（鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁等）、地下連續墻、深層攪拌樁、SMW工法、沉井（箱）法等。按結構類型可分為：支擋式結構、土釘墻、重力式水泥土墻、放坡；按作用力形式可分為：支撐型和拉錨型。

3深基坑支護工程中存在的問題及解決措施

深基坑支護工程雖然是臨時工程，但施工過程是一個動態發展的過程。由于場地復雜，地下空間未知，周圍環境變化情況無法預知，深基坑支護施工過程中，變化多樣，會遇到各種突發事件及施工變化情況，不確定因素較多，面對突發情況，需要采取相應的應對措施，才能保證基坑的安全穩定。下面將結合中國科學院地質與地球物理研究所地球物理儀器研發和油氣與金屬礦產資源綜合研究平臺項目基坑支護施工實例，簡要分析深基坑支護施工過程中會遇到的問題及解決方案，本工程主要采用排樁、錨拉式支護結構形式，基坑支護平面布置圖如圖1所示。

3.1施工安全問題城市深基坑支護施工過程中，施工場地狹小，地下土質情況復雜，施工作業時受到一定限制，若施工單位項目部管理人員未在思想上對基坑的安全問題予以重視，缺少切實可行的質量管理體系，將會使工程質量受到嚴重影響，甚至導致工程事故的發生。在施工過程中，如果管理人員管理不到位，對工人進行安全教育、技術交底不夠，工人不按原設計施工，或施工單位為趕工期，追求利益最大化，施工時偷工減料或采用不合格產品，忽略了施工過程中的安全與質量問題，最終很可能造成人員傷亡及大量經濟損失。基坑開挖時，若管理人員經驗不足，技術力量不足，對基坑開挖深度不夠重視的情況，導致超挖，并且未對基坑動態進行密切觀察與觀測，最終會引起基坑變形較大，出現安全隱患。因地質條件不同，地下水位深度也有所不同，有些基坑所處位置地下水位較淺，地下水處理不當，會造成深基坑工程頻頻發生事故。例如：地質與地球物理研究所項目基坑支護工程中考慮基坑開挖面積較大，且局部開挖較深，單純采用基坑周邊布置降水井不能解決降水的問題，因此采用基坑周邊和基坑內降水相結合的方法。基坑周邊共布置觀測井19口，A樓基坑內共布降水井20口，B樓基坑內共布降水井8口，以此來保證基坑內地下水位處于穩定狀態。

3.2施工技術問題深基坑施工期間，由于地質條件復雜，可能會遇到勘察報告未勘測到的地質現象或施工過程中基坑周圍道路負荷出現變化的現象，若還按原設計進行施工，則會影響基坑的穩定性，無法保證基坑安全。例如：地質與地球物理研究所項目基坑支護工程原設計的施工主出入口無法解決，南側邊坡坡頂道路為施工進出主要通道，最重車輛可達50噸以上，因此為保證基坑安全，A樓南側護坡樁在連梁位置增加一道錨桿。深基坑區域會出現地質復雜多樣的現象，采用一種支護方式無法滿足保證基坑安全，因此要根據安全、施工條件和經濟等各方面因素綜合考慮，需采取多種支護形式共同保證基坑安全穩定。例如：地質與地球物理研究所項目基坑支護工程基坑周圍采用排樁、錨拉式支護結構形式，馬道斜坡處兩側采用排樁、錨拉式支護結構與土釘墻、錨拉式支護結構相結合的支護形式。

深基坑施工過程中，地下空間未知，周圍環境變化多樣，可能遇到多種無法按原設計施工的情況出現，此時需要采取一定的應對措施，變更原設計方案，以此來保證基坑穩定與基坑安全。下面列舉了地質與地球物理研究所項目基坑支護工程中出現的無法按原設計施工問題及解決方案。

（一）護坡樁施工過程中出現的問題及解決方案：（1）A樓4a-4a剖面99#樁成孔后鋼筋籠有2m長不能下到底，97#樁成孔后鋼筋籠有0.6m長不能下到底，95#樁成孔后鋼筋籠有1m長不能下到底，通過查看地質勘察報告與中鐵工程設計技術負責人共同分析：護坡樁進入卵石層，混凝土澆筑到井孔中通過振動混凝土中的水分被砂層吸走，使混凝土坍落度減小無法使鋼筋籠下到底，因此不再使用塌落度小于180mm的混凝土。此部位其它樁未出現問題。對此部位進行了技術處理：95#～99#樁之間3列錨桿的第3道錨桿下移0.5m，第2、3道錨桿長度增加1m，第2道錨桿拉力增加30KN，第3道錨桿拉力增加10KN，可使基坑穩定。（2）A樓2-2剖面21#～54#樁成孔時螺旋鉆桿被纏住不能旋轉，經調查南側馬蘭大廈護坡支護形式采用的是護坡樁加預應力錨桿，螺旋鉆桿被鋼絞線纏住不能旋轉，因此改變支護方案，采用微型樁加預應力錨桿。（3）B樓1-1、7-7、8-8、9-9剖面都不程度的出現了樁成孔后鋼筋籠有不能下到底的現象，逐一進行了記錄分析，對此部位下部增加一道錨桿，可使基坑穩定，滿足支護要求。

（二）錨桿施工過程中出現問題及解決方案：（1）馬蘭大廈使用護坡樁支護，錨桿打在護坡樁上，使錨桿長度達不到原設計長度（差2～3m不等），為了保證錨桿的錨固拉力，原設計錨固段長度不變，縮短其自由鍛長度。（2）A樓5-5、6-6剖面第三層錨桿施工，土層含水率飽和屬于粉質粘土和重粉質粘土，成孔鉆成泥漿后立即停止施工，改成反壓漿施工方法，鉆孔深度達到設計深度后使用空心鉆桿高壓注入水泥漿，把泥漿全部頂出后再下錨桿。（3）A樓4a-4a剖面第三層錨桿打在砂層上，成孔后立即塌孔，使用HXY-500型號巖心鉆孔機（套管跟進的施工方法）進行成孔，保證了錨桿的施工質量，B樓1-1、7-7、8a-8a、10a-10a、10-10、12-12剖面補強錨桿都打在砂層上，同樣采用使用套管跟進的施工方法進行成孔。

4深基坑支護安全措施

4.1施工準備控制深基坑施工前，施工單位要先做好基坑所在位置的地質勘查工作，根據地質勘查報告，施工單位項目負責人組織編制深基坑支護施工方案，并邀請相關專家來審查與論證，且給出相應的書面審查建議。專家論證結束后施工單位要針對專家給出的建議，予以相應回復，同時施工單位項目經理部針對審查建議，對施工方案進行修改完善。最后由施工單位技術負責人審批，隨后上報項目監理部進行審批。基坑支護工程是一個動態工程，深基坑施工之前，還需對施工過程中可能出現的各種突發情況加以預測并采取應對措施，編制具有針對性的安全方案及安全應急預案。工程項目的安全控制，就是要擅于抓住各種危險的先兆，進而采取相應措施，及早化解危機。

4.2施工過程控制施工過程控制及合理的施工組織是保障深基坑支護工程安全的決定性因素之一。深基坑施工期間，當基坑開挖與支護工程同時進行時，土方開挖必須堅持“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”原則，當上一階段支護體系完成后，方可進行下一步開挖工序。開挖順序不同，支護結構的位移也不同，不合理的施工順序會大大增加支護結構的位移，甚至出現險情。施工單位要建立以項目經理為第一責任人的安全管理體系，將管理措施落實到各個方面、各個環節中，實施嚴格的安全管理制度，按設計要求及相關的法律法規組織進行施工，嚴格控制施工質量。

4.3施工材料控制施工進場材料質量決定了基坑支護工程的施工質量，從而決定了基坑支護工程的安全性。深基坑支護工程所使用的機械設備，以及鋼材、鋼筋、鋼絞線、混凝土等原材料必須經過嚴格控制，各參建方均需對進場材料進行嚴格把關，嚴禁在工程中使用不合格產品。施工過程中應做好材料進場送檢工作和材料報驗工作，材料報審資料中主要包括進場材料的種類、數量、使用部位、出廠合格證、復檢報告等。

4.4施工監測與信息化管理施工監測工作的有無及好壞，不僅影響到基坑自身安全，而且影響基坑周圍環境的安全，支護結構的變型、預警要靠監測來控制。基坑開挖應根據設計要求進行監測，實施動態設計和信息化管理。基坑施工過程中監測內容包括：基坑支護結構的內力和變形，地下水位變化及周邊建（構）筑物、地下管線等市政設施的沉降和位移等。基坑支護工程施工期間，要將監測信息及時反饋給各參建方，如支護結構變形情況、錨索應力變化情況等，根據監測信息及時采取應對措施，對施工方案進行科學、合理的調整，指導工程安全施工。

5結語

隨著施工技術及監測技術的進一步發展，基坑支護工程已經發展成為一門獨立的工程學科，隨著理論的完善，深基坑支護工程的安全將會更加有所保障。深基坑支護工程施工時，必須對其嚴加管控，加大監督力度，同時加強安全施工的宣傳與教育，從而最大限度的提升深基坑支護工程的施工質量，保證施工安全。

參考文獻

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作者：李宏遠 單位：北京鴻廈基建工程監理有限公司