深基坑施工安全控制要点2011年5月随着城市建设的迅猛发展，基坑开挖的规模不 断扩大，深度不断加深，复杂的环境条件也对基坑 变形提出了更严格的限制要求，深基坑施工所带来 的风险越来越大，稍有不慎，不仅将危及基坑本身 安全，而且会殃及临近的建（构）筑物、道路桥梁 和各种地下设施，造成巨大的经济损失和不良社会 影响，所以如何确保深基坑施工的安全，成为目前 城市建设中必须面对和需要解决的重要课题。杭州地铁湘湖站基坑坍塌事故广州海珠城广场基坑坍塌事故北京地铁熊猫环岛站基坑坍塌事故西安地铁洒金桥 站基坑塌方事故一、深入了解地质特性与周边环境 1.地质资料是深基坑设计、施工最重要的依据之 一，同样的支护方案，地质条件不同，方案的安全度 也不同。在深基坑施工前，施工单位必须深入了解建 筑场地及周边、地表至支护结构底面下一定深度范围 内地层结构、岩土性状、含水层性质、地下水位、渗 透系数等地质参数；在深基坑施工过程中，特别是土 方开挖过程中，若发现实际开挖所揭露的地质条件与 设计所参考的地质资料有异，应及时向设计反映，必要时采取适当的补强措施。 天津古河道分布图2.施工单位在基坑施工前，需要对周边环境资料 按设计图纸进行现场核实，了解建筑场地及其附近的 地下管线、地下埋设物的位置、深度、结构形式及埋 设时间等。对邻近建筑物的深基坑工程，施工前施工 单位应熟知邻近建筑物的位置、层数、高度、结构类 型、基础类型，如发现与设计图纸不符，应及时通知 设计单位进行设计核查。此外，施工单位还应掌握深 基坑施工的其他条件，如基坑周围的地面排水情况， 地面雨水、流水、上下水管线排入或漏入基坑的可能 性以及基坑附近的地面堆载及大型车辆的动、静荷载 。二、注重围护结构施工质量围护结构是深基坑支护体系的基础，围护结构的好坏，直接影响深基坑工程的安全。目前围护结构主 要有地下连续墙、钻孔灌注桩+止水帷幕、钻孔咬合桩 、SMW工法等形式,这些都是比较成熟的施工工法。在 围护结构施工期间，是否按工法要求进行施工控制， 是确保围护质量的关键，对每道工序的检验亦是围护 质量的关键。而围护结构的深度、底部沉渣厚度、防 水接头的密闭性又是控制中的关键点,故对于围护结构 必须按要求控制每个细节,确保围护在后续开挖中不沉、不漏,不发生重大变形。 1.导墙施工中应严格控制水平轴线与垂直精度。导 墙拆模后应立即在墙间架设支撑，槽壁附近避免堆载， 起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5米。2.采用优质膨润土制备泥浆，并配以增粘剂形成致 密而有韧性的泥浆止水护壁，并以重晶石适当提高泥浆 比重。严格控制泥浆的粘度，在保证槽孔不失稳的同时 ，尽量保证泥浆不吸附形成泥皮。保持好槽内泥浆水头 高度，宜高于地下水位1米以上。3.地连墙成槽施工中，要随时进行垂直度检测，避 免开叉。成槽机械操作要平稳，不能猛起猛落，防止槽 内形成负压区引起坍槽。对于“Z”、“T”、“L”型槽段易塌 的阳角部位，可视情况预先采取注浆等措施进行处理， 在槽段划分时必须避免将接缝位置放在转角位。 钢板 3.5米 4.缩短裸槽时间，抓好工序间的衔接，使成槽至 浇灌完砼时间一般控制在24小时以内。5.成槽以后，先用抓斗抓起槽底余土及沉渣，用 反循环吸取孔底沉渣，在灌注混凝土前，利用导管采 取泵吸反循环进行二次清底并不断置换泥浆，使沉渣 厚度控制在规范允许的范围以内，防止挤入接头面及 墙体中间，造成渗漏。6.清刷混凝土接头面的工作应在清槽换浆前进行 ，清刷施工时注意检查钢丝绳的垂直度并检查钢丝刷 与槽段的密贴性，清刷工作必须持续到钢丝刷不带泥 屑为止。对于“十”型钢板等异型接头，应采用专用刷壁 器清刷，保证清刷效果。7.接头管在吊装之前必须上黄油,吊放时应紧贴槽 壁确保接头管的垂直度缓慢沉放,不得碰撞槽壁和强行 入槽。接头管起拔时应保证槽段混凝土凝结时间和接 头管拔出的时机及进度一致,接头管不宜停在初凝的混 凝土内0.5小时以上,应在混凝土浇筑结束后5小时内将 接头管全部拔出。混凝土浇注时必须连续，避免出现 堵管、导管拔空等现象，及时清除绕管混凝土。8.地连墙施工中发生的质量问题要详细记录，施 工结束后，在基坑开挖前对施工过程中有缺陷的槽段 接缝进行三重管旋喷加固。9.基坑开挖期间，24小时值班，按照“早发现、早 处理”的原则加强对地连墙墙缝的检查，检查可采用肉 眼观察、敲击、仪器探伤等方法，必要时可在重点部 位地连墙中埋设超声波检测管兼注浆管。 三、解决好水的问题1.降水是深基坑工程中不可缺少的技术措施，围护结构封闭后，基坑内疏干井降水可以改善土方开挖 、边坡修整的施工条件，更重要的是提高土体强度， 增强基坑整体抗滑坡和隆起能力。降水效果的好坏,直 接影响深基坑变形的大小,为保证降水效果，施工单位 可重点从抽水量和水位保持两方面加以控制。2.基坑开挖过程中，明沟排水系统要及时设置，不能下了雨再去挖，必须随挖土随修坡同时修筑,集水 坑宜设在总坡底(或层坡底)，若要设纵向排水明沟，不能沿地下墙边，要设在坑中或三分线上。 3当基坑开挖深度过大,承压含水层顶板以上土层的重量不足以抵抗承压含水层顶板处的承压水头压 力时,基坑开挖面以下的土层将发生突涌破坏,这种情 况可通过提前降低承压水水头来解决。但是当基坑周 边有重要建筑物时，减压降水会形成承压水降落漏斗, 在基坑周围引起地面变形,变形超出某一范围时，将对 相邻建(构)筑物将产生危害性影响，为避免这种危害 性影响，可视情况采取应对措施：（1）加长围护结构 以截断承压水层；（2）对基坑底部土体进行加固；（ 3）布设回灌井，补充地下水。不管采用何种方法，解 决承压水风险最重要的原则是快速施工。 四、基坑开挖与支撑1. 土方开挖应遵循“分段分层、分块开挖、先中间后两 边、随挖随撑、限时完成”的原则，以缩短开挖时间,减少累 积变形为主要控制目标。另外为防止基坑土体纵向滑移,可 采取以下措施:（1）严格控制基坑开挖坡度，采取有针对性的降水措施， 紧贴基坑四周设置挡水墙，防止积水向坑内渗透。 （2）暴雨来临之前所有边坡应铺设塑料膜防止暴雨冲刷， 同时在坡脚设置大功率水泵抽水，防止坡脚浸水。（3）基坑需要停工较长时间，应在平台、基坑边和坡脚设 置排水明沟和积水坑，并派专人抽水值班，必要时对基坑边 坡面进行喷射素砼保护。（4）坡顶严禁堆积荷载，坡顶不允许设置便道。纵向土体坡度过陡，下雨后易发生纵向土体滑移 3.加快施工进度，降低无支撑暴露时间是控制基坑变形，保障基坑安全最重要的环节。解决上撑不及 时的问题，从技术方案上可尽量选择钢筋混凝土支撑 方式，特别是第一道撑采用钢筋混凝土撑有很多优势 。解决上撑不及时的问题，从施工组织上关键在于编 制好施工程序和操作细则，做到有条不紊，分工明确 、落实岗位、责任到人。施工准备要有超前的意识“做 一、备二、想三”(根据能力、环境、天气)，事前要向全体施工人员进行施工方案的技术交底，只有施工人 员都明白了做什么，怎么做，为何要这样做，才能真 正“快”起来。4.及时上撑不仅对控制基坑变形有利，也对防止围护结构接缝漏水又很大帮助。有施工单位反映，在 基坑开挖中，地连墙接缝已经进行了旋喷处理，但仍 然会漏水，后来分析原因，问题原来出在支撑环节上 。在基坑开挖过程中，做不到随挖随撑，围护结构就 有可能出现较大变形，地连墙与加固接缝的旋喷桩之 间即产生了渗漏通道,造成地墙接缝渗漏。5.基坑施工期间，要及时对支撑施加预应力,及时并有效地施加预应力是控制基坑变形的重要环节。 随着基坑开挖深度的加深，应做好支撑预应力的复加 工作。6.基坑开挖期间需加强对支撑的观察，钢支撑失稳前一般有拱起侧弯或下沉的先兆，如发现失稳迹象 应迅速采取加固或补撑措施。钢支撑背后空隙大，与地连墙不密贴 钢支撑施工要点钢管或型钢组件制作水平腰梁要连续斜撑要考虑水平剪力设置端头板施加预应力大跨度时设置临时立柱防坠落措施现浇钢筋混凝土支撑五、回筑要快基坑开挖结束并不意味着土体变形的结束，在基坑开挖结束后，垫层和底板的迅速施工将对基坑坑底 土体的隆起起到极大的限制作用，有助于围护结构以 及周围建筑物变形的控制。深基坑开挖到底,进行垫层 、底板施工前,一般为风险最高阶段,此阶段必须调集 全部力量,昼夜施工。垫层应分块进行控制施工,不可为图方便,扩大单次混凝土浇筑范围。端头井面积较大，垫层可分为几 块，结构施工段的垫层也可分成几小段，200平方米以 上的基底不能置留一天以上。施工期间如果恰逢雨季 ，垫层可挖一块浇筑一块，底板混凝土应在垫层完工 后7天内浇筑。为加快施工进度,垫层混凝土可适当掺 入早强剂或适当提高混凝土标号。要使全体施工管理 人员形成“浇筑垫层和底板要抢，回筑速度关系基坑安 全”的风险意识，自觉地去“快干”，这是深基坑施工的管理重点之一。 六、充分重视监控量测工作深基坑的理论研究和工程实践告诉我们，理论、经验和监测相结合是指导深基坑工程的设计和施工的 正确途径。对于复杂的大中型工程或环境要求严格的 项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理 论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于 施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测提供动态 信息反馈来指导施工全过程，并可通过监测数据来了 解基坑的设计强度。第二，可及时了解施工环境地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过 程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预 报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补 救措施充当耳目。所以在深基坑施工过程中,监测工作极其重要。深基坑监测点布置必须满足对深基坑整体情况的反映,且 有代表性。在实际开挖中以计算量为控制目标,一旦突 破,及时报警, 分析原因,及时制定措施方案。监测的 内容主要包括支撑轴力、围护结构的位移及沉降变形 、地表沉降、管线的位移及沉降、周边构建物的位移 及沉降、地下水位变化等。在基坑开挖施工中，当一 些监控数据接近或超过警戒值时，通过对监测数据的 分析，就能及时准确地发现施工中存在的问题，从而 调整施工步骤，采取相应对策，以达到有效控制基坑变形，确保基坑施工安全的目的。 七、抢险措施深基坑施工具有一定的危险性，针对深基坑施工的特点，施工单位应当根据工种、工序，有针对性地 建立和完善应急救援预案，防止突发事故的发生，做 到有所防备，有所准备。有所准备不仅要有应急预案 ，还应有专门的抢险队伍、设备与材料准备。常备不 懈是事故应急救援工作的基础,一旦有险情应在最短的 时间内将设备、人员、材料运抵现场。险情发生后， 施工单位应立即向相关建设管理部门报告，加强对周 边建筑物及地下管线的监测，会同交警部门对周边道 路进行交通疏解，必要时疏散现场及周边建筑物内的 人员，另外提供几点意见供施工单位在抢险时参考。 1.当基坑位移突然急剧增大，坡顶开裂，产生滑动破坏的征兆时，最快也是最有效的方法是对支护结 构进行回填反压，然后再考虑加固方案，这样可避免 重大事故的发生。在条件允许的前提下将坡顶一定范 围内的土体挖除，减少坡顶荷载，也是较有效的办法 。2.基坑开挖期间，如果支撑失稳但基坑未坍塌，可在失稳的钢支撑旁加设钢支撑，并施加预应力，同 时对周围支撑复查，查找支撑失稳原因，防止失稳现 象扩散；如果基坑已坍塌，立即对基坑坍塌处回填土 方，并清理基坑周边的超载，如果围护结构背后发生 土体流失，要立即填充砂或砼，同时对周围支撑复查 ，防止失稳现象扩散。3.基坑发生渗漏时,可采取“先堵漏,再注浆”的抢险措施。如接头缝小股漏水，根据水量大小用短钢管或 胶管引流，周围用砂浆封住，然后在背面用水泥或化 学灌浆，最后堵引流管；如漏水量很大，用棉被、土 袋等封堵漏点，然后用水泥或化学浆液灌浆封闭，阻 水后尽快用钢板将漏水点焊死，防止再次漏水；当漏 水漏砂严重，封堵无效，有可能导致周围环境破坏时 ，用土方、砂或混凝土等材料回填基坑。 4.基坑底部承压水突涌时,可立即回填土（尽量采用粘性土），如没有土