深基坑開挖安全性措施及應用VIP

1、精選深基坑開挖安全性措施及應用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、臨邊防護工作等內容，且在深基坑施工過程中受水文地質、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，應采取相應措施。本篇章首先介紹了深基坑開挖技術的主要安全措施，并結合具體工程情況，闡述了其在新廣州站站房橋深基坑施工中的應用。采用連續(xù)墻的圍護結構形式、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，為今后類似基坑設計施工提供借鑒。2深基坑開挖技術安全措施2.1 施工前控制2.1.1 分析地質勘察報告

2、施工前應對工程的地質勘察報告認真分析研究，根據挖土深度范圍內不同土質的物理性能和地下水位情況（特別是豐水期的水位情況），選擇相應的土方開挖、支護結構及降水方案?；又ёo結構應進行承載能力極限狀態(tài)的計算及對基坑周邊環(huán)境及支護結構變形進行驗算根據基坑的實際情況，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上和經濟上進行分析比較。(1)基坑范圍內地質條件較差，地面以下有淤泥、淤泥質土、淤泥質砂土及較厚的飽水砂層時，圍護結構不宜使用人工挖孔樁。鉆孔灌注樁抗?jié)B性差，樁外需設止水帷幕，止水效果不易保證。(2)地下連續(xù)墻適用于復雜施工環(huán)境和多種地

3、質條件的基坑支護工程，其整體性、抗?jié)B性較好，主體圍護結構著重考慮采用地下連續(xù)墻的結構形式。(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加力，可以根據計算分析及監(jiān)測情況針對圍護結構不同部位施加不同的預加力有效控制圍護結構的變形，且架設方便，拆除容易。對于地質條件較差，即軟土地基及松雜填土地基，坑邊距周圍建(構)筑物較近時，宜選擇排樁或地下連續(xù)墻支護結構，不宜選擇土釘墻支護結構，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地面應做硬化處理，布置完善的排水系統(tǒng)，預防雨季大量雨水涌入基坑，或滲透到基坑周邊的土體中，破壞了邊坡土體結構，降低邊坡土體的穩(wěn)

4、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)轉變，應力狀態(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)測控制測量定位應確保工程的邊線、軸線、標高等準確，同時對周邊建(構)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周

5、邊出現(xiàn)沉降開裂，還應對邊坡及支護結構進行監(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)驗證支護結構設計，指導基坑開挖和支護結構的施工。當前基坑支護結構設計水平處于半理論半經驗的狀態(tài)，土壓力計算大多采用經典的側向土壓力公式，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)場實際的應力和變形情況，與設計時采用值進行比較，必要時對設計方案或施工過程和方法進行修正。(2)保證基坑支護結構和相鄰建筑物的安全。在深基坑開挖與支護工程中，為滿足支護結構及被支護士體的穩(wěn)定性，首先要防止破壞或極限狀態(tài)發(fā)生在破壞前，往往會在基坑側向的不同部位

6、上出現(xiàn)較大的變形，或變形速率明顯增大。支護結構和被支護士體的過大位移，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)一連串災難性的后果。如有周密的監(jiān)測控制，無疑有利于采取應急措施，在很大程度上避免或減輕破壞的后果。（3）總結工程經驗，為完善設計分析提供依據。支護結構的土壓力分布受支護方式、支護結構剛度、施工過程和被支護士類的影響，并直接與側向位移有關，往往是非常復雜的。現(xiàn)行設計分析開挖與支護監(jiān)測結果，對于總結工程經驗，完善設計分析理論都十分重要，根據基坑采用信息化施工，對圍護結構體系監(jiān)測內容包括2-3:墻體測斜、墻頂位移，墻體沉降，支撐軸力，立柱沉降，坑內土體回彈，坑外水位，土壓力（

7、設計要求），墻體彎矩（設計要求）。對周邊環(huán)境的安全進行監(jiān)控的內容主要包括：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、材料及設備，特別是有振動作用的設備，避免增加坑頂邊緣荷載作用。加大邊坡及支護結構的承載壓力，同時在坑頂設擋水設施，防止雨水流入基坑沖刷坡面。2.3 建立應急救援預案深基坑工程施工因受內部水文地質和外部周圍環(huán)境及氣候的影響較大，具有較大的危險性和不可預見性，需對工程的危險源進行評估、分析，施工單位還應建立和制定相應的應急救援預案。從公

8、司到項目部及作業(yè)班組的應急救援體制，在人、財、物上全面落實，工作責任層層落實到位，防止突發(fā)事故的發(fā)生，對緊急情況做出迅速反應。一旦發(fā)生或可能發(fā)生的危及周圍建（構）筑的安全、周邊沉降開裂、基坑支護結構的穩(wěn)定、坍塌以及雨季影響等，能快速及時起動緊急應急準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工程實例應用3.1 工程概況新廣州站主要位于魚塘水網地帶，主要為沖-洪積砂層、可塑狀殘積土層、強風化砂巖中，地下水豐富、水位高。新廣州站與地鐵站同期建設，并且同時在79軸范圍內施工，具有施工交叉作業(yè)多、施工干擾性大等特點。3.2 圍護方案圍護結構的設計，不僅關系到基坑開挖及周邊保護建（構）筑物

9、的安全，而且直接影響著土方開挖以及地下室結構施工等施工成本?；又ёo結構是個系統(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，地鐵基坑圍護結構采用如下圖1（地鐵主體圍護結構橫斷面圖）：圖1圍護結構橫斷面圖3.3 基坑開挖施工方法3.3.1 基坑開挖斷面在開挖區(qū)圍護結構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

10、進行基坑土石方開挖，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 基坑降排水圍護結構基本上進入到中風化、微風化巖層，滲流量不大，基坑挖土施工期內降水考慮雨水、土層中的原有地下水及少量的坑底滲流水，以地面挖溝設集水井抽水方式抽出坑內積水為主，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置50X50cm的排水溝，4個角設1.5X1.5cm的集水坑，將基坑內地表水引入其中，采用大泥漿泵把基坑內的水排至7軸止水帷幕外經卸載后（深1.5m）的基坑內，此基坑可以作為大開挖的明排水溝（

11、截水溝）。3.3.3 土石方開挖施工方法根據基坑開挖區(qū)域的工程地質、水文地質、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推進，先施工西區(qū)，再施工東區(qū)，每區(qū)設置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標高；開挖一級基坑，一級基坑國鐵承臺范圍內底面標高為-4.214,地鐵結構范圍內底面標高為-5.214;開挖二級基坑，二級基坑國鐵承臺范圍內底面標高為-9.214(-7.912),地鐵結構范圍內底面標高為-10.884。挖出的土方甩

12、至一級基坑后運走。3.4 基坑開挖安全技術保證措施本地鐵淤泥層較厚，地質較差，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，層間設臺階，每層開挖邊坡坡率根據地質情況按規(guī)定放坡，保證邊坡穩(wěn)定。(2)在基坑四周及基坑內設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，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

13、，則須回填部分土方，然后在該處對應的圍護結構外側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，基坑邊上設截水溝，及時排走水流。(4)、及時將地面及坑內積水排走，保持基坑底干爽。3.5 監(jiān)測控制與應急預案3.5.1 監(jiān)測基坑外圍土體裂縫基坑開挖時應重視對周邊的巡視，如發(fā)現(xiàn)地面有裂縫出現(xiàn)，應立即用水泥砂漿填實，并組織各方分析出現(xiàn)

14、裂縫的原因。3.5.2 監(jiān)測樁裂縫由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 應急預案本基坑開挖場地的水文地質條件相對較差，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)圍護結構樁與樁之間涌水涌砂現(xiàn)象，其預案為：準備一定數(shù)量的沙包；預備高壓旋噴設備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再施作三根小600旋噴樁堵截滲漏視具體情況

15、而定（見圖3）。圖3樁間防滲堵漏示意圖4結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量。因此，深基坑工程施工要根據其特點，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，采取相應的預防措施，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防控制措施，能保證深基坑工程施工的安全?？删庉嬌罨影踩雷o措施項目部在項目經理的領導下

16、，安全員具體全負責安全技術措施的制定和監(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，項目經理負責人，安全員任安全生產技術負責人。1、建立交通安全、施工安全和文明安全的綜合性管理小組，項目經理任負責人，安全工程師任安全生產技術負責人。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置安全封閉安全護欄，設紅燈示警，并派專人監(jiān)護和指揮過往車輛。5、根據土質情況做好溝槽放坡、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

17、起土壁坍塌，施工人員不得擅自更改施工設計。6、機械挖運土方，應有專人指揮運行，溝槽內修坡清底人員與鏟斗保持一定距離。7、施工工期間，所有工作人員應佩帶標牌，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，所有電器均設漏電保護器。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置滅火器材。安全作業(yè)注意事項：1、起重指揮應由技術熟練，懂得起重機機械性能的人員擔任。指揮時應站在能夠照顧到全面工作的地點，所發(fā)信號應事先統(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，嚴禁在扒桿回轉半徑內停留。4、吊裝過程中，不得站在管道兩側操作，以防發(fā)生傷人事故。5、開挖基

18、坑的泥土應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，下端應采取防滑措施。如需接長使用，應綁扎牢固。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）土質異常、局部土質松軟、古墓、古井、局部障礙物;8）施工進度;9）有無超挖（工程量超預算）等待;10）施工安全（如下層掏洞開挖、挖土機下作業(yè)等）。深基坑支護

19、深基坑支護是指為保證地下結構施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對深基坑側壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護的措施。I檢查要點根據目前的形勢深基坑工程施工事故頻發(fā)，而且事故一旦發(fā)生，極易造成群死群傷，后果相當嚴重，究其原因，主要是施工方案及施工過程中各種安全預控措施不到位。根據國家有關規(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要求和施工現(xiàn)場的檢查要點。1、深基坑圍護必須根據設計要求，深度及現(xiàn)場環(huán)境工程進度來確定施工方案，紡制后經單位總工程師審批，并報總監(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地下水位，一般采用經型井點抽水，使地下水位降到基坑底1.0米以下

20、，須有專人負責24小時，值班抽水，并應做好抽水記錄，當采取明溝排水時，施工期間不得間斷排水，當構筑物未具備抗浮條件時，嚴禁停止排水。3、深基坑土方開挖時，多臺挖土機之間間距應大于10m,挖土由上而下，逐層進行,不得深挖。4、深基坑上下應挖好階梯或支撐靠梯，禁止踩踏支撐上下作業(yè)，坑四周應設置安全欄桿。5、人工吊運土方時應檢查起吊工具，工具是否牢靠，吊斗下面不得站人。6、在深基坑邊上側堆放材料及移動施工機械時，應與挖土邊緣保持一定距離，當質良好時，應離開0.8米以外，高度不得超過1.5米。7、雨季施工，坑四周地面水必須設排水措施，防止雨水及地面水流入深基坑，雨季開挖土方應在基坑標高以上留1530cm泥土，待天晴后再開挖。8、深基坑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)場工程技術人員要堅持跟班作業(yè)，及時解決施工中出現(xiàn)的安全、質量問題，確保每道工序在安全保證的前提下才能抓質量、進度