明挖深基坑工程風險預防及處理措施

【摘 要】明挖深基坑工程在施工中有較大的施工風險，本文結合杭州地鐵1號線富春路站深基坑開挖施工經驗，介紹了明挖深基坑施工中的風險點預防及處理措施。

【關鍵詞】基坑開挖；施工風險；支撐失穩；圍護結構

1 工程概況

富春路站車站主體基坑長為247.4m，標準段挖深約23.6m，端頭井挖深約25.5m，主體圍護結構采用1000mm厚地下連續墻，連續墻接頭采用鎖口管接頭形式。1、4道支撐為鋼筋砼支撐，其它支撐采用φ609mm壁厚16mm的鋼管支撐，支撐水平布置以每幅連續墻設置2根支撐為原則。主體標準段設6道支撐（2道換撐），第5道為雙拼，端頭井設7道支撐（2道換撐），第6道為雙拼，對撐水平間距約3m間隔布置。

工程場地區域淺部地下水屬孔隙性潛水類型，主要賦存于上部填土及粉土、粉砂中，補給來源主要為大氣降水及地表水，并與新河塘呈互為補給關系，地下水位隨季節性變化，與錢塘江江水具有水力聯系，水位埋深1.1m～4.15m，根據區域水文地質資料，淺層地下水位年變幅為1～2m，場地年均最高地下水位為地表下0.5m左右。

2 基坑縱向滑坡

2.1 預防措施

2.1.1 嚴格控制基坑開挖坡度。

2.1.2 在開挖前和開挖中均采用具有針對性的降水措施，保證該層土中降水效果。

2.1.3 暴雨來臨之前所有邊坡應鋪設塑料膜防止暴雨沖刷，同時在坡腳設置大功率水泵抽水，防止坡腳濅水。

2.1.4 如遇到特殊情況，需要基坑停工較長時間，應在平臺、基坑邊和坡腳設置排水明溝和積水坑，并派專人抽水值班，必要時對基坑邊坡面進行噴射素砼保護。

2.1.5 在進度允許的條件下，盡量采用少開工作面的形式，避免暴露太多的基坑工作面。

2.1.6 坡頂嚴禁堆積荷載，坡頂不允許設置便道。

2.1.7 緊貼基坑四周設置磚砌或砼擋水墻，嚴禁在四周設排水溝，防止溝內積水向坑內滲透。

2.2 處理措施

2.2.1 險情現場人員疏散，同時對可能造成影響的周邊單位或住宅內的人員進行疏散。

2.2.2 通知相關管線單位，根據影響程度進行管線監護和處置。

2.2.3 會同交警部門對影響到的周邊道路進行調整和交通疏散。

2.2.4 如果縱向滑坡后基坑沒有坍塌，在具備條件和不危及人員安全的前提下補強支撐，并對坡腳處進行土方回填或沙，如果不能補強支撐，則立即對坡腳處進行回填土方或沙。

2.2.5 如果縱向滑坡后基坑發生坍塌，立即組織對基坑塌方處進行回填土方或沙。

2.2.6 進行坡頂卸載。

2.2.7 盡量減少動載。

2.2.8 杜絕任何流入基坑邊坡內的水源。

3 支撐失穩

3.1 預防措施

3.1.1 鋼支撐失穩前有拱起側彎或下沉的先兆，發現情況要迅速采取加固或補撐措施，在基坑開挖期間要加強對支撐的觀察。每班要有專人巡察。

3.1.2 認真分析監測數據，及時發現安全隱患。

3.1.3 對支撐材料要嚴格把關，杜絕使用不合格的支撐。

3.1.4 支撐施工要嚴格按要求架設、預加預應力等。對安裝軸力計的支撐，要有特殊措施進行保護。

3.1.5 要根據格構柱的沉降情況，及時調整支撐，防止支撐因格構柱的沉降或上抬而造成偏心，影響支撐受力。

3.2 處理措施

3.2.1 險情現場人員疏散，同時對可能造成影響的周邊單位或住宅內的人員進行疏散。

3.2.2 通知相關管線單位，根據影響程度進行管線監護和處置。

3.2.3 會同交警部門對影響到的周邊道路進行調整和交通疏散。

3.2.4 如果發生鋼支撐失穩，基坑未坍塌：

在失穩的鋼支撐旁加設鋼支撐，并施加預應力。同時對周圍支撐復查，查找是否有支撐松弛，如果發現有支撐松弛，應立即采取復加預應力加固措施。如果支撐松弛而發生支撐失穩，則應立即查找周邊超載、圍護結構背土是否流失等原因，防止失穩現象擴散。

3.2.5 如果發生鋼支撐失穩已經引起基坑坍塌：

立即對基坑坍塌處回填土方，并清理基坑周邊的超載，如果圍護結構背土發生土體流失，要立即填充砂或砼，同時對周圍支撐復查，查找是否有支撐松弛，如果發現有支撐松弛，應立即采取復加預應力，防止失穩現象擴散。

4 基坑圍護結構涌砂

4.1 預防措施

4.1.1 嚴格控制地下連續墻等圍護結構的垂直度，避免開叉。

4.1.2 地下連續墻施工中，增加刷壁次數，保證刷壁效果。

4.1.3 混凝土澆注時必須連續，避免出現堵管、導管拔空等現象，及時清除繞流混凝土。

4.1.4 地下連續墻施工中發生的質量問題都詳細記錄，在基坑開挖前或過程中采取專項措施進行處理。

4.1.5 基坑開挖中，隨挖隨撐，防止圍護結構出現大的變形，造成地墻接縫滲漏。

4.1.6 根據管線及周邊地面狀況，在管線與基坑之間或管線底部基礎，采取水泥土攪拌樁及注漿加固等形式，隔斷或減輕施工對其的影響。

4.1.7 加強施工監測，實施動態信息化施工管理。

4.1.8 基坑開挖期間，24小時值班，及時對地墻質量和滲漏情況進行檢查，發現問題及時處理。

4.2 處理措施

4.2.1 險情現場人員疏散，同時對可能造成影響的周邊單位或住宅內的人員進行疏散。

4.2.2 通知相關管線單位，根據影響程度進行管線監護和處置。

4.2.3 會同交警部門對影響到的周邊道路進行調整和交通疏散。

4.2.4 查清漏點后，先用棉紗封堵，用基坑土方回填覆實，在基坑漏點附近增設臨時支撐并復加軸力。

4.2.5 在圍護結構漏點外側打孔，壓注聚氨酯溶液進行封堵。當漏點被徹底封堵、不再涌砂后，再壓注雙液注漿，對地基進行加固。

4.2.6 當漏砂嚴重，封堵無效有可能導致周圍環境破壞時，用土方、砂或水泥等材料回填基坑。對周圍建筑物、管線和道路進行監控，當變形較大時，采取雙液跟蹤注漿措施，調整變形速率，對流失的土體填充。

5 周邊建筑物變形過大

5.1 預防措施

根據本工程實際情況，取基坑保護等級為特級，要求圍護結構最大水平位移小于29mm，地面最大沉降小于29mm。

本車站明挖結構周邊有建蘭中學和近江小區住房，靠東側沿4號線車站方向有一條新塘河，針對本站施工場區的地質情況，在施工過程中，將采取以下措施控制變形：

5.1.1 施工前先對建筑物進行調查，并根據需要采取必要的結構加固措施。

5.1.2 在開挖過程中，優化施工方案，合理安排施工工序，控制地面沉降，滿足環境保護要求。

5.1.3 地面沉降變化值較大時，加密觀測和主要人員現場值班，確保及時發現問題。

5.1.4 建立嚴格的沉降量測控制網絡，在開挖前取得初始數據，并將所有的監測點清晰地標在總平面圖上，施工中及時定期進行監測，以掌握車站施工時和建成后對周圍環境及對結構本身的影響，必要時采取措施來確保車站的安全施工和減少對周圍建筑物的影響。

5.2 處理措施

5.2.1 變形可控狀態

（1）根據變形情況，對建筑物進行加固處理。

（2）根據監測情況，調整施工方案，采取合理的施工措施，防止變形進一步擴大。

（3）加強監測頻率和監測要求，成立現場施工指導小組，進行現場管理。

5.2.2 變形非可控狀態

（1）停止施工， 立即對建筑物進行加固處理，防止變形擴大。

（2）組織所有應急人員到場，根據指令迅速調集足夠的應急物資到場。

（3）緊急向上級部門匯報，緊急聯系說有相關單位（街道、道路、管線、交警等），并及時撤離建筑物內人員，疏散周邊人員。

（4）協助相關部門建立安全隔離區，并參與巡邏和警戒工作。

（5）加強施工監測，實施動態信息化管理。

（6）配合相關部門進行搶救工作。

6 臺風、汛情應急措施

根據杭州地區每年的降水規律，6～9月份為雨季，雨量比較集中，排水不暢易導致基坑內積水嚴重，如汛期突遇暴雨，很可能造成雨水回灌到基坑內，造成災害性事故。

6.1 預防措施

6.1.1 做好放臺風、防汛情物資儲備，并對所有人員進行相關知識培訓。

6.1.2 在基坑冠梁四周設排水溝，少量雨水和基坑內排水由排水溝排至基坑內防汛用的蓄水池內集中抽排至市政管道。

6.1.3 在基坑四周低洼處及進水處修筑攔水壩，防止地面雨水流入基坑內，將基坑施工面浸泡；基坑四周排水溝及時清理，保證排水順暢

6.1.4 加強對天氣預報資料的收集，掌握天氣變化信息，并及時反饋，以便根據天氣變化調整施工。在暴雨來臨前，停止受暴雨影響較大的土方開挖。

6.2 處理措施

6.2.1 現場負責人必須載第一時間趕赴現場，施工現場的搶險救援小組必須接受統一指揮，投入搶險救援工作。

6.2.2 組織應急搶險小組成員將裝滿土的編制袋倒運至基坑四周；沿基坑四周碼放編制袋，施做圍堰，特別注意堵截基坑頂地勢較低處的洪水。

6.2.3 在車站基坑底部將已灌入的洪水疏導進積水坑，啟動坑內已安放的水泵向外抽水。

6.2.4 及時搶救基坑周邊的堆積物資，以防被洪水沖入基坑內部，同時檢查基坑周邊水溝是否暢通，盡量保證大部分積水通過下水道流走。

7 結語

深基坑開挖工程施工風險較大，尤其是工程場地內地下水位較高或基坑距離周邊建筑物或地下管線較近時，將進一步加大基坑開挖的施工風險。為確保施工安全，首先要確保基坑圍護結構的施工質量，并在開挖施工前針對工程特點，認真分析各類風險點，制定相應的控制措施及切實可行的應急預案，在施工過程中以預防為主，做好過程控制，如一旦發生風險事故，應立即啟動應急預案及時處理，可將損失減至最低。