建筑深基坑施工技術與安全管理

陳廣志

摘要：本文分析了深基坑施工四大技術體系，并結合實例介紹了土釘墻支護開挖技術的應用，最后對深基坑安全管理進行了闡述。

關鍵詞：建筑工程；深基坑；施工技術；安全管理

隨著高層建筑的大量興建和地下工程的不斷開發，深基坑工程得到快速發展和廣泛應用。然而深基坑工程施工復雜，技術要求高，涉及面廣而綜合性強，這些特點決定了深基坑施工具有比較高的難度和風險。從過往的工程實踐[1]來看，深基坑工程事故率較高，雖然發生事故的原因是多方面的，設計缺陷導致的事故率很高，但施工質量造成的事故率也相當高，因此應高度重視深基坑施工技術和安全管理，本文就此進行了分析和探討。

1 深基坑施工技術體系與應用

1.1 基坑技術體系

從施工角度看，保障深基坑安全要完善四大技術體系，它們是支護-支撐技術體系、降排水技術體系、開挖技術體系和監測技術體系，下面對其進行分析。

1.1.1 支護-支撐技術體系

基坑開挖并非一定要支護，但大部分工程缺乏足夠的放坡條件，所以必須通過支護措施以保證基坑側壁的穩定。基坑開挖后會產生多個臨空面所構成的基坑側壁，對這些側壁采取支檔加固措施就是支護。支撐是指在基坑內壁設置的支撐構件，目的也是為了保證基坑側壁的穩定，一般稱作內支撐。支護和內支撐構成穩定基坑的重要系統?；又ёo類型有數十種之多，不同文獻分類方法也不一樣，而且與基坑施工方法有關，比如說逆作法與順作法支護方法就不同。除了放坡這種形式以外，支護結構主要可分為土釘墻系列、支檔結構系列和重力水泥墻三大類。土釘墻是在基坑側壁設置土釘群與噴射混凝土面板所構成的支護結構，是應用很廣泛的一種支護結構。支檔結構是以擋土構件（例如支護樁、地下連續墻）及或錨桿（錨索）構成的支護結構。重力水泥墻是通過水泥土樁構成的格柵或實體墻的支護結構。內支撐主要包括鋼結構支撐體系和鋼筋混凝土結構支撐體系，其支撐方式有橫撐、角撐和斜撐等[2]。

1.1.2 降排水技術體系

為了防止地下水通過基坑側壁、坑底流入基坑，影響基坑穩定性和坑內施工，需要通過抽水井、滲水井、集水井、排水溝、泄水管等抽排水，以達到降低基坑內外地下水位的目的。地下水位較深并且主要排除基坑內雨水或地表水時，可采用集水明排系統，即在基坑內設置匯水溝、集水井及坑外設置集水井與排水溝，再用水泵排除坑內外的積水。當地下水位較淺需要降低基坑周圍地下水位時，可采用井點降水或管井降水方法。井點降水是在基坑周圍設置數量眾多的井點，通過群井排水來降低地下水位，常用的井點降水方法有輕型井點降水、噴射井點降水等方法。管井降水用于滲透性比較強的土層降水，例如含沙質黏土層、砂礫層等。

1.1.3 開挖技術體系

只有經過開挖才成為基坑，所以開挖也是深基坑施工的重要環節?；娱_挖方法包括中心島式挖土、盆式挖土、逆作法挖土和放坡挖土等[3]。放坡挖土需要一定的場地條件，當深基坑利用多級平臺開挖時，每級平臺寬度不能小于1.5m。中心島式挖土方法適于大型基坑開挖，中間的土墩可用作搭設棧橋的支點，但土墩高、寬及坡度、穩定性需要驗算，以確保穩定性符合要求。盆式挖土是先挖掉中部，在周圍形成盆邊形狀的土坡最后挖除，也要考慮盆邊土坡的穩定性。逆作法挖土借助地下結構提供支撐，由于逆作法地下結構的施工順序從上至下，在挖除上面一層土后即可施工地下結構，這部分地下結構可以為下面土方開挖提供支護作用。

1.1.4 監測技術體系

在基坑開挖過程中，基坑內外土體結構應力狀態改變，導致危險的變形發生?；颖O測就是為了監測基坑本體和相鄰環境變形有沒有達到危險的程度，從而提前采取措施避免事故發生?；颖倔w監測內容包括圍護結構、坑內土層、地下水等；基坑相鄰環境監測內容包括周圍的地層、建筑物、管線、道路。監測應從基坑施工開始直至地下工程完工，按規范要求的項目、網點、頻次進行監測。監測要確定警戒值，目前主要結合設計計算、相關規范和同類工程經驗比較確定。

1.2 深基坑施工技術應用

某工程建筑面積近5萬m2，基坑深度逾10m，采用筏板基礎，周圍有相鄰建筑和道路。根據水文地質勘察資料、建筑結構、現場情況和工期要求，確定了基坑開挖支護方案，支護體系采用土釘墻技術。土方開挖采取分層分段方法，每層開挖深度小于2m。完成土釘墻支護，并且混凝土面板強度達到設計強度70%以后，再進行下一層開挖。機械開挖后，先由人工對壁面進行修整，隨即噴射5cm厚的C20混凝土保護層。混凝土終凝后灑水養護。初層混凝土達到強度要求后鉆取 10cm孔，孔位間距1.5m×2m；鉆孔深度頭排9m，下面三排6m，與水平面傾角5°～15°。然后插入 25鋼筋，鋼筋上每隔2m焊接一個支撐環，以確保鋼筋處于孔位中心，孔內注入純水泥漿（水灰比0.5～0.55），再布鋼筋網（網格20cm×20cm），并與土釘鋼筋焊牢連成整體。檢驗合格再復噴5cm的C20混凝土。經現場抗拔試驗及混凝土面層強度試塊檢驗，施工質量達到了設計要求。

2 深基坑施工安全管理

2.1 堅持“安全第一，預防為主”原則

深基坑工程施工技術復雜，不確定性因素多，安全管理重在預防，除了傳統安全管理手段的運用，更應重視現代管理方法應用。通過建立深基坑風險評估機制，找到引起深基坑事故的主要風險因素，采取有針對性的防范措施，建立事故預警系統，從而減少事故損失，并為施工方案的制定提供科學有效的依據。

2.2 建立并健全安全生產責任制

我國的安全生產責任制實施多年，對安全施工發揮了重要作用。目前，需要做的不是削弱它，而是要加強和完善。根據施工單位安全管理目標，應從上至下落實安全生產責任制。安全目標要分解細化到各個崗位上，并通過完善各項安全管理制度保證安全責任的落實。

2.3 制定科學嚴謹的施工方案

深基坑工程平面形狀、深度、水文地質條件和建筑結構形式等多種多樣，這決定了深基坑施工支護、施工流程、機械設備選型、土方開挖方式的不同特點，從而影響施工組織和技術實施。每一個深基坑工程支護形式、土方開挖方法及其組合的不同，決定了施工工藝、機械設備和施工組織的差異。施工方案應具有安全性、合理性、經濟性、可操作性和可預見性。

2.4 制定完善的應急預案

針對深基坑工程特點和事故分析，必須制定完善的應急預案，并根據預案進行反事故演習。應急預案應堅持統一指揮、分級負責的原則，建立應急救援機制，全面落實救援所需的各項物質和人員保障。

2.5 加強日常安全管理和監督檢查

應堅持常備不懈的原則，抓好日常安全管理和監督檢查工作。具體內容包括施工前項目技術負責人對班組進行安全技術交底，各級安全員進行跟蹤檢查。施工過程中注意安全防控，例如觀察土壁變動情況，嚴禁邊坡3m范圍內行駛大型車輛等。

3 結語

隨著深基坑工程實踐經驗積累，施工技術也得到發展和完善，但施工中不確定因素仍然較多，應貫徹“以人為本”思想，重視安全管理工作，杜絕事故隱患，那么施工安全就有了保障。按施工規律辦事，遵守施工程序，堅持“開槽支撐，先撐后挖；分層開挖，嚴禁超挖”和“限時限量，對稱均衡”時空控制原則，確保圓滿完成施工任務。

參考文獻：

[1] 王曙光. 深基坑事故處理經驗錄[M]. 北京：機械工業出版社，2005.

[2] 林國浮. 建筑深基坑支護方案選擇施工技術概述[J]. 西部探礦工程，2014（4）：17-18，20.

[3] 徐春雷. 深基坑土方開挖施工技術[J]. 中華建設，2012（09）：322-323.