深基坑開挖安全性措施及應(yīng)用

1、 深基坑開挖安全性措施及應(yīng)用1引言深基坑工程是一個危險性較大的分部工程,它包括:土方開挖、降水排水、基坑支護、止水帷幕、臨邊防護工作等內(nèi)容，且在深基坑施工過程中受水文地質(zhì)、地下水情況、周邊環(huán)境、支護方案及施工方法的影響，很容易發(fā)生一些安全事故，應(yīng)采取相應(yīng)措施。本篇章首先介紹了深基坑開挖技術(shù)的主要安全措施，并結(jié)合具體工程情況,闡述了其在新廣州站站房橋深基坑施工中的應(yīng)用。采用連續(xù)墻的圍護結(jié)構(gòu)形式、部分淤泥基底提前加固、分段開挖等多種方式，保證了深基坑開挖的安全,并減少了對附近居民正常生活的影響，為今后類似基坑設(shè)計施工提供借鑒.2深基坑開挖技術(shù)安全措施2。1施工前控制2.1.1分析地質(zhì)勘察報告施工前

2、應(yīng)對工程的地質(zhì)勘察報告認真分析研究,根據(jù)挖土深度范圍內(nèi)不同土質(zhì)的物理性能和地下水位情況(特別是豐水期的水位情況) ,選擇相應(yīng)的土方開挖、支護結(jié)構(gòu)及降水方案?；又ёo結(jié)構(gòu)應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)的計算及對基坑周邊環(huán)境及支護結(jié)構(gòu)變形進行驗算根據(jù)基坑的實際情況，選擇確定安全、可靠的施工方案, 并組織專家組對方案進行論證評審。針對具體工程有可能采用的幾種支護形式并從技術(shù)上和經(jīng)濟上進行分析比較。(1)基坑范圍內(nèi)地質(zhì)條件較差,地面以下有淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)砂土及較厚的飽水砂層時，圍護結(jié)構(gòu)不宜使用人工挖孔樁。鉆孔灌注樁抗?jié)B性差,樁外需設(shè)止水帷幕,止水效果不易保證。(2)地下連續(xù)墻適用于復(fù)雜施工環(huán)境和多種地質(zhì)

3、條件的基坑支護工程，其整體性、抗?jié)B性較好,主體圍護結(jié)構(gòu)著重考慮采用地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式。(3)鋼管支撐和鋼筋混凝土支撐具有整體性好的優(yōu)點。而鋼管支撐可以施加預(yù)加力，可以根據(jù)計算分析及監(jiān)測情況針對圍護結(jié)構(gòu)不同部位施加不同的預(yù)加力,有效控制圍護結(jié)構(gòu)的變形,且架設(shè)方便，拆除容易。對于地質(zhì)條件較差，即軟土地基及松雜填土地基，坑邊距周圍建(構(gòu))筑物較近時，宜選擇排樁或地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，不宜選擇土釘墻支護結(jié)構(gòu)，并制定安全措施方案。2。1.2硬化處理基坑周圍場地基坑周圍場地范圍內(nèi)地面應(yīng)做硬化處理, 布置完善的排水系統(tǒng), 預(yù)防雨季大量雨水涌入基坑， 或滲透到基坑周邊的土體中, 破壞了邊坡土體結(jié)構(gòu)， 降低邊坡

4、土體的穩(wěn)定性。2.1.3建立系統(tǒng)的監(jiān)控方案在深基坑開挖的施工過程中，基坑內(nèi)外的土體將由原來的靜止土壓力狀態(tài)向被動和主動土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變，應(yīng)力狀態(tài)的改變引起土體的變形，即使采取了支護措施,一定數(shù)量的變形總是難以避免的1，所以基坑施工前應(yīng)做出系統(tǒng)的監(jiān)控方案。監(jiān)控方案包括監(jiān)控目的、監(jiān)控項目、監(jiān)控報警值、監(jiān)控方法及精度要求、監(jiān)測點的布置、監(jiān)測周期、工序管理和記錄制度以及信息反饋系統(tǒng)等。2。2施工過程中的控制措施2.2。1測量定位與監(jiān)測控制測量定位應(yīng)確保工程的邊線、軸線、標(biāo)高等準(zhǔn)確,同時對周邊建（構(gòu))筑物做好監(jiān)測記錄,特別是地下水位高、需采取降水方案的基坑施工,對基坑周邊進行沉降觀測，以防過量降水造成基坑

5、周邊出現(xiàn)沉降開裂,還應(yīng)對邊坡及支護結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測。對深基坑施工過程進行綜合監(jiān)測的重要性可綜述如下：（1)驗證支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，指導(dǎo)基坑開挖和支護結(jié)構(gòu)的施工。當(dāng)前基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計水平處于半理論半經(jīng)驗的狀態(tài)，土壓力計算大多采用經(jīng)典的側(cè)向土壓力公式,與現(xiàn)場實測值相比較有一定的差異,還沒有成熟的方法計算基坑周圍土體的變形情況因此，在施工過程中迫切需要知道現(xiàn)場實際的應(yīng)力和變形情況,與設(shè)計時采用值進行比較，必要時對設(shè)計方案或施工過程和方法進行修正。(2）保證基坑支護結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全。在深基坑開挖與支護工程中,為滿足支護結(jié)構(gòu)及被支護土體的穩(wěn)定性，首先要防止破壞或極限狀態(tài)發(fā)生在破壞前,往往會在基坑側(cè)向的不同部

6、位上出現(xiàn)較大的變形，或變形速率明顯增大.支護結(jié)構(gòu)和被支護土體的過大位移，將引起鄰近建筑物的傾斜或開裂，鄰近管道的滲漏，有時會引發(fā)一連串災(zāi)難性的后果。如有周密的監(jiān)測控制,無疑有利于采取應(yīng)急措施，在很大程度上避免或減輕破壞的后果。(3）總結(jié)工程經(jīng)驗，為完善設(shè)計分析提供依據(jù).支護結(jié)構(gòu)的土壓力分布受支護方式、支護結(jié)構(gòu)剛度、施工過程和被支護土類的影響，并直接與側(cè)向位移有關(guān),往往是非常復(fù)雜的.現(xiàn)行設(shè)計分析開挖與支護監(jiān)測結(jié)果，對于總結(jié)工程經(jīng)驗,完善設(shè)計分析理論都十分重要，根據(jù)基坑采用信息化施工，對圍護結(jié)構(gòu)體系監(jiān)測內(nèi)容包括23：墻體測斜、墻頂位移,墻體沉降，支撐軸力,立柱沉降，坑內(nèi)土體回彈，坑外水位，土壓力（

7、設(shè)計要求）,墻體彎矩(設(shè)計要求）。對周邊環(huán)境的安全進行監(jiān)控的內(nèi)容主要包括：地表沉降，建筑物沉降，地下管線監(jiān)測等。2.2。2施工方案的控制必須嚴格按照批準(zhǔn)的施工方案進行組織施工，不得隨意變更。需修改變更方案時,應(yīng)按審批后的方案進行施工.基坑坑頂邊緣不得任意堆放土方、材料及設(shè)備,特別是有振動作用的設(shè)備，避免增加坑頂邊緣荷載作用.加大邊坡及支護結(jié)構(gòu)的承載壓力，同時在坑頂設(shè)擋水設(shè)施，防止雨水流入基坑沖刷坡面。2。3建立應(yīng)急救援預(yù)案深基坑工程施工因受內(nèi)部水文地質(zhì)和外部周圍環(huán)境及氣候的影響較大，具有較大的危險性和不可預(yù)見性,需對工程的危險源進行評估、分析,施工單位還應(yīng)建立和制定相應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案。從公司到

8、項目部及作業(yè)班組的應(yīng)急救援體制,在人、財、物上全面落實，工作責(zé)任層層落實到位，防止突發(fā)事故的發(fā)生,對緊急情況做出迅速反應(yīng)。一旦發(fā)生或可能發(fā)生的危及周圍建(構(gòu)）筑的安全、周邊沉降開裂、基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、坍塌以及雨季影響等，能快速及時起動緊急應(yīng)急準(zhǔn)備方案實施搶險救援,防止事故進一步發(fā)展并得到有效控制.3工程實例應(yīng)用3.1工程概況新廣州站主要位于魚塘水網(wǎng)地帶，主要為沖洪積砂層、可塑狀殘積土層、強風(fēng)化砂巖中，地下水豐富、水位高。新廣州站與地鐵站同期建設(shè)，并且同時在79軸范圍內(nèi)施工,具有施工交叉作業(yè)多、施工干擾性大等特點.3。2圍護方案圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計,不僅關(guān)系到基坑開挖及周邊保護建(構(gòu)) 筑物的安全，

9、而且直接影響著土方開挖以及地下室結(jié)構(gòu)施工等施工成本。基坑支護結(jié)構(gòu)是個系統(tǒng)工程,不僅要保證受力合理，而且要施工方便、工期節(jié)省。首先要保證安全,存在重大安全隱患的方案實際上是沒有任何現(xiàn)實意義，而且可能帶來巨大的經(jīng)濟損失,然后盡量節(jié)省造價，過于安全但太浪費的方案也不符合市場需求，最后考慮施工的方便性，施工的方便性可以在施工中節(jié)省工期、降低施工造價。為保證地鐵周邊安全及取得較好的止水效果，地鐵基坑圍護結(jié)構(gòu)采用如下圖1（地鐵主體圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖 ）：圖1 圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖3。3基坑開挖施工方法3。3。1基坑開挖斷面在開挖區(qū)圍護結(jié)構(gòu)以及兩端攪拌樁止水帷幕完成后,地鐵首先開挖4.5m以上土方,然后進行基坑土

10、石方開挖，從中間往東、西兩端分段分層開挖,每一段從上到下分2層開挖，縱向分為4段，基坑開挖1/2橫斷面圖如圖2所示.圖2 基坑開挖1/2橫斷面圖3.3。2基坑降排水圍護結(jié)構(gòu)基本上進入到中風(fēng)化、微風(fēng)化巖層，滲流量不大，基坑挖土施工期內(nèi)降水考慮雨水、土層中的原有地下水及少量的坑底滲流水，以地面挖溝設(shè)集水井抽水方式抽出坑內(nèi)積水為主，控制開挖土方的含水量不致過大，影響開挖效率和環(huán)保。開挖好后的基坑四周設(shè)置5050cm的排水溝，4個角設(shè)1.51.5cm的集水坑，將基坑內(nèi)地表水引入其中，采用大泥漿泵把基坑內(nèi)的水排至7軸止水帷幕外經(jīng)卸載后（深1.5m）的基坑內(nèi)，此基坑可以作為大開挖的明排水溝（截水溝）.3.

11、3。3土石方開挖施工方法根據(jù)基坑開挖區(qū)域的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工場地情況,綜合考慮工期要求、施工總體安排等各種因素，確定施工方法，基坑開挖方法采用臺階法,臺階寬10m。開挖方向為從開挖區(qū)中部（國鐵7、9軸之間）開始沿地鐵線路橫向向兩側(cè)推進,先施工西區(qū)，再施工東區(qū)，每區(qū)設(shè)置4個開挖工作面。開挖步驟分三步進行：清除地表泥漿、流泥、表層土到-0。914m標(biāo)高；開挖一級基坑，一級基坑國鐵承臺范圍內(nèi)底面標(biāo)高為-4。214，地鐵結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)底面標(biāo)高為-5。214；開挖二級基坑，二級基坑國鐵承臺范圍內(nèi)底面標(biāo)高為9.214（7。912），地鐵結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)底面標(biāo)高為10.884。挖出的土方甩至一級基坑后運走.3。

12、4基坑開挖安全技術(shù)保證措施本地鐵淤泥層較厚，地質(zhì)較差,且地下地層易液化，對基坑開挖施工極為不利，在施工中須采取有效的措施確保施工過程中的安全。3.4.1防邊坡失穩(wěn)措施（1)分層開挖,層間設(shè)臺階，每層開挖邊坡坡率根據(jù)地質(zhì)情況按規(guī)定放坡,保證邊坡穩(wěn)定。（2）在基坑四周及基坑內(nèi)設(shè)置完善通暢的排水系統(tǒng)，保證雨季施工時地表水的及時抽排。(3）暴雨或大雨來臨前，停止開挖，立即對邊坡進行覆蓋防護.3.4。2防涌水涌砂措施(1）、及時反饋的監(jiān)測信息嚴格控制水泥攪拌樁擋墻變形在允許范圍內(nèi)，遇接縫等薄弱環(huán)節(jié)錯位開裂，出現(xiàn)滲水通道時,及時處理。（2)、在開挖過程中，如出現(xiàn)較大的滲漏水現(xiàn)象，則須回填部分土方,然后在該

13、處對應(yīng)的圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)旋噴樁處理堵漏后開挖。(3）、開挖過程對圍護接縫等薄弱部位加強巡視，若出現(xiàn)少量滲漏，及時處理,先堵漏后開挖,防止?jié)B漏點擴大。3.4。3防止可能液化的措施（1）、基坑降水是基坑開挖的基本保證，降低開挖土層的含水量.(2)、基坑邊上不設(shè)過重堆載,大型吊機須距基本邊線一定安全距離外作業(yè)。（3）、雨季施工注意防止水流入基坑，基坑邊上設(shè)截水溝，及時排走水流。（4）、及時將地面及坑內(nèi)積水排走，保持基坑底干爽。3。5監(jiān)測控制與應(yīng)急預(yù)案3。5。1監(jiān)測基坑外圍土體裂縫基坑開挖時應(yīng)重視對周邊的巡視，如發(fā)現(xiàn)地面有裂縫出現(xiàn),應(yīng)立即用水泥砂漿填實，并組織各方分析出現(xiàn)裂縫的原因.3。5。2監(jiān)測樁裂縫由

14、于混凝土的抗拉強度較低，樁一般都是帶裂縫工作的，這屬于正常的現(xiàn)象。但須加強觀測，隨著樁變形加大，裂縫不斷開展，如出現(xiàn)橫向的滲漬，此時須引起高度的警惕，并及時分析原因，及時采取措施。3。5。3應(yīng)急預(yù)案本基坑開挖場地的水文地質(zhì)條件相對較差,開挖面積大，深度深挖，開挖時周圍的動水壓力和土壓力會相對增大，可能引發(fā)基坑涌水、涌砂事故?；娱_挖的過程中,出現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)樁與樁之間涌水涌砂現(xiàn)象，其預(yù)案為：準(zhǔn)備一定數(shù)量的沙包；預(yù)備高壓旋噴設(shè)備1套；萬一出現(xiàn)較大滲漏，首先停止開挖，采用沙包反壓滲漏點，防止?jié)B漏擴大.然后在圍護樁滲漏點外側(cè)再施作三根600旋噴樁堵截滲漏視具體情況而定(見圖3）。圖3樁間防滲堵漏示意圖4

15、結(jié)語基坑工程是一個大的系統(tǒng)工程,它的施工過程包括圍護施工、加固、降水、開挖、支撐等眾多的施工工藝,而基坑變形伴隨著基坑施工的全過程深基坑工程施工因受各種因素影響較大, 較容易出現(xiàn)安全事故隱患， 嚴重的還會影響到工程質(zhì)量。因此， 深基坑工程施工要根據(jù)其特點， 了解和掌握一切不利因素， 重視容易發(fā)生安全事故的管涌、坍塌、開裂沉降、滑移、大暴雨等因素, 采取相應(yīng)的預(yù)防措施, 制定切實可行、安全、合理施工方案和方法， 嚴格按照規(guī)范要求施工。如在施工過程中對各個環(huán)節(jié)加強監(jiān)測、檢查并采取有效的預(yù)防控制措施， 能保證深基坑工程施工的安全。深基坑安全防護措施項目部在項目經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，安全員具體全負責(zé)安全技術(shù)措

16、施的制定和監(jiān)督管理。建立交通安全、施工安全和文明安全的綜合性管理小組，項目經(jīng)理負責(zé)人，安全員任安全生產(chǎn)技術(shù)負責(zé)人.1、 建立交通安全、施工安全和文明安全的綜合性管理小組，項目經(jīng)理任負責(zé)人，安全工程師任安全生產(chǎn)技術(shù)負責(zé)人。2、 做好掛牌施工，將工程名稱、工程規(guī)模、施工期限、各級負責(zé)人及工程示意圖公布于眾，接受社會監(jiān)督.3、 在溝槽開挖前，探明地下管線走向標(biāo)高，并開挖樣洞，插上紅旗，施工中隨時監(jiān)測，并加以保護4、 在道口和溝槽周圍設(shè)置安全封閉安全護欄，設(shè)紅燈示警，并派專人監(jiān)護和指揮過往車輛。5、 根據(jù)土質(zhì)情況做好溝槽放坡、降水和支護工作，溝槽旁邊不得堆放建筑材料,并防止車輛振動引起土壁坍塌,施工人

17、員不得擅自更改施工設(shè)計。6、 機械挖運土方,應(yīng)有專人指揮運行，溝槽內(nèi)修坡清底人員與鏟斗保持一定距離。7、 施工工期間，所有工作人員應(yīng)佩帶標(biāo)牌,戴安全帽進入現(xiàn)場。8、 加強現(xiàn)場電器安全管理，所有線路按規(guī)定架設(shè),所有電器均設(shè)漏電保護器。9、 加強現(xiàn)場防火安全管理，在堆放易燃材料和重點倉庫設(shè)置滅火器材。安全作業(yè)注意事項:1、 起重指揮應(yīng)由技術(shù)熟練,懂得起重機機械性能的人員擔(dān)任。指揮時應(yīng)站在能夠照顧到全面工作的地點，所發(fā)信號應(yīng)事先統(tǒng)一。2、 所有人員嚴禁在起重臂和吊起的重物下面停留或行走。3、 吊裝管道時，嚴禁在扒桿回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)停留。4、 吊裝過程中,不得站在管道兩側(cè)操作，以防發(fā)生傷人事故。5、 開挖基

18、坑的泥土應(yīng)堆放在坑邊一米以外,并且高度不得超過1。5米。6、 梯子不得缺檔，不得墊高使用.梯子橫檔間距30厘米為宜。使用時上端扎牢，下端應(yīng)采取防滑措施。如需接長使用，應(yīng)綁扎牢固。7、 下雨之前對邊坡上口做好地面水收集阻擋措施,以免地表水沖刷導(dǎo)致基坑邊坡垮塌。土方開挖注意哪些問題 1）軸線樁、龍門板或水平樁有無位移； 2）坑邊堆土高度、位置與范圍、以及建材堆放； 3）土壁、坑底滲水現(xiàn)象； 4)地表水、雨水沖刷情況； 5）周邊地面有無裂縫； 6)有無塌方; 7）土質(zhì)異常、局部土質(zhì)松軟、古墓、古井、局部障礙物； 8)施工進度； 9）有無超挖(工程量超預(yù)算）等待； 10）施工安全（如下層掏洞開挖、挖土

19、機下作業(yè)等）。 深基坑支護深基坑支護是指為保證地下 HYPERLINK ”https：/doc/6031544-6244545。html t ”/doc/_blank” 結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的 HYPERLINK ”/doc/50277455253886.html t ”/doc/_blank” 安全，對深基坑 HYPERLINK /doc/4134815.html” t ”https：/doc/_blank 側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護的 HYPERLINK /doc/6295908.html” t ”/doc/_blank 措施。檢查要點根據(jù)目前的形勢深基坑工程施工事故頻發(fā),而且

20、事故一旦發(fā)生，極易造成群死群傷，后果相當(dāng) HYPERLINK ”/doc/6688125。html t ”/doc/_blank 嚴重,究其原因，主要是 HYPERLINK ”/doc/818275.html t ”https：/doc/_blank 施工方案及施工過程中各種安全預(yù)控措施不到位。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定要求，深基坑工程施工必須編制監(jiān)理細則,明確深基坑工程的技術(shù)要求和 HYPERLINK https：/doc/6296759.html” t ”https：/doc/_blank” 施工現(xiàn)場的檢查要點。1、深基坑圍護必須根據(jù)設(shè)計要求,深度及現(xiàn)場環(huán)境工程進度來確定施工方案，紡制后經(jīng)單位總工程

21、師審批，并報 HYPERLINK /doc/6119726。html” t ”https：/doc/_blank” 總監(jiān)理工程師審批，符合規(guī)范及法律法規(guī)要求才能施工。2、深基坑施工必須解決 HYPERLINK https：/doc/372804.html t ”/doc/_blank” 地下水位，一般采用經(jīng)型井點抽水，使地下水位降到基坑底10米以下,須有專人負責(zé)24小時，值班抽水，并應(yīng)做好抽水記錄，當(dāng)采取明溝排水時，施工期間不得間斷排水,當(dāng)構(gòu)筑物未具備抗浮條件時，嚴禁停止排水。3、深基坑 HYPERLINK ”https：/doc/6314666.html” t ”https：/doc/_bl

22、ank” 土方開挖時，多臺挖土機之間間距應(yīng)大于10m,挖土由上而下，逐層進行，不得深挖。4、深基坑上下應(yīng)挖好階梯或支撐靠梯,禁止踩踏支撐上下作業(yè)，坑四周應(yīng)設(shè)置安全欄桿.5、人工吊運土方時應(yīng)檢查起吊工具，工具是否牢靠，吊斗下面不得站人。6、在深基坑邊上側(cè)堆放材料及移動施工機械時，應(yīng)與挖土邊緣保持一定距離,當(dāng)質(zhì)良好時，應(yīng)離開0。8米以外，高度不得超過1.5米。7、 HYPERLINK ”/doc/4102301.html” t ”https：/doc/_blank 雨季施工，坑四周地面水必須設(shè)排水措施，防止雨水及地面水流入深基坑，雨季開挖土方應(yīng)在基坑標(biāo)高以上留1530cm泥土,待天晴后再開挖。8、深基坑 HYPERLINK /doc/6337373。html” t /doc/_blank 回填土要四周對稱回填,不能一邊填滿后延伸，并做好分層夯實。9、深基坑施工中，現(xiàn)場 HYPERLINK https：/doc/6119633。html t https：/doc/_blank 工程技術(shù)人員要堅持跟班作業(yè),及時解決施工中出現(xiàn)的安全、質(zhì)量問題，確保每道工序在安全保證的前提下才能抓質(zhì)量、進度。10、對深基坑施工中的關(guān)鍵部位，必須嚴格控制, HYPERLINK https：