探析海灘地質深基坑PC工法施工安全管理控制措施

賴朝暉

摘要：本文簡要闡述了PC工法在海灘地質條件下深基坑施工中的應用，辨識與分析了深基坑施工過程中存在的危險因素及安全控制措施，并通過沉降位移觀測對深基坑的穩定性進行實時監測。

關鍵詞：海灘地質；深基坑；PC工法；安全管理；控制措施

1 工程概況

本工程位于舟山市大小魚山，項目用地大致呈長方形，基坑南北向長度約50m，東西向寬約26.33m，開挖深度為5.5m～10.9m。本基坑開挖面積約1300㎡，總土方量約1萬m?。本工程周邊地面標高2.00m（85高程），設計基坑開挖標高為-3.5～-8.9m，開挖深度為5.5m～10.9m，周圍環境復雜，屬于海灘地質深基坑施工，而且施工過程中受潮水漲落影響較大。根據《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012劃分，本基坑屬于二級基坑，基坑工程安全等級的重要性系數γ0為1.0。

2 工程難、特點：

（1）基坑開挖范圍大，開挖面積約1300㎡，土方總量約1萬m?；開挖深度大，挖深為5.5m～10.9m。

（2）根據地質勘察資料，本基坑開挖范圍內主要以粉質粘土和淤泥質粉質粘土為主，淤泥層厚度最深處達30m，土質一般，基礎承載力較差。

（3）工程地處孤島，地區雨量充沛，春季有海霧及東南風影響，夏季受臺風影響，冬季受冷空氣影響頻繁。7～9月施工高峰期恰巧處于臺風高峰季節，將給工程的順利推進造成不利影響。

（4）基坑地質土層承載力低，海灘地環境特殊，而且圍堰支護受潮水漲落產生的水壓力影響較大，因此控制基坑變形是本工程的難點，施工中定期進行基坑沉降與位移觀測。

綜合考慮工程場地地質條件、基坑開挖深度、周邊環境及其他類似工程經驗，本工程采用PC工法組合鋼管樁結合二道型鋼支撐的圍護方案，同時基坑內外側采用明溝排水措施。

3 基坑圍護設計方案

3.1 PC工法結合鋼管樁施工：

（1）PC工法組合鋼管樁采用直徑630mm，壁厚為14mm的無縫鋼管，鋼管采用Q345鋼，長度為20m。

（2）PC工法組合鋼管樁空隙采用拉森鋼板樁連接。

3.2 壓頂梁、砼支撐：

（1）壓頂梁、砼支撐均采用C30現澆砼結構。

（2）砼支撐混凝土均應一次性澆筑完成，不得留有施工縫。

3.3 鋼管支撐：

（1）鋼支撐采用φ609×16鋼管支撐，圍檁均采用H400×400×13×21型鋼圍檁，鋼材均采用Q235B，材料采用無變形、無裂紋的結構專用材料。

（2）鋼管支撐在圍檁安裝后進變形量監測，監測頻率至少每天一次。

（3）鋼管支撐與壓頂梁體系的設置與安裝容許偏差：a）支撐中心標高偏差不大于30mm；b）支撐構件兩端的標高差不大于20mm；c）支撐水平軸線偏差不大于30mm。

（4）鋼支撐應分組施工，每組支撐組合完成后方可進行下土方開挖。

3.4 豎向立柱樁：

（1）立柱為H400×400×13×21型鋼。

（2）型鋼的止水片施工安排在土方開挖結束后與底板混凝土澆筑之前實施，止水片設置在底板厚度的中間位置。

（3）土方開挖與吊裝作業施工時四周拉設警戒線，安排專人進行指揮，并采取防護和警示措施，以防止挖機或吊機等大型設備對立柱產生碰撞影響。

3.5 基坑降排水

（1）在基坑頂部四周做尺寸為300×400mm的明溝以防地表水流入基坑而影響施工，基坑排水溝應離基坑邊1m以上。

（2）如在基坑開挖期間遇暴雨等天氣應采用水泵及時排出坑內積水，防止基坑被雨水浸泡。

（3）排水溝由于地面變形導致發生開裂現象時應及時采取修補措施，以防止地面水滲漏到深基坑中，從而影響深基坑的穩定性。

3.6 安全防護設施

在基坑邊坡頂四周做明溝防止地表水流入基坑。基坑四周臨空面設置1.2m防護欄桿并在欄桿內側加擋板。上下基坑必須由鋼管腳手架制作的爬梯上下。爬梯側邊必須加設欄桿?；A施工時，每隔50m搭設上下施工通道，并做應急疏散通道的作用。通道采用鋼管搭設，寬度1.2m，扶手欄桿高度1.15m，與地面成45度角。

4 危險因素分析與控制措施

深基坑施工過程中由于工序繁多，作業環境也較為復雜，存在眾多的危險因素。而且基坑圍堰受潮水漲落水壓力變化影響較大，而且施工期間正好是臺風多發季節。再者作業人員安全意識參差不齊，如果不能很好加以控制，極有可能會導致安全事故發生。根據本工程施工內容和作業環境，進行了危險因素辨識和分析，并制定了相應措施，詳見表4-1。

5 安全監測措施

本工程基坑開挖土質差，施工過程中應加強監測，做到信息化施工；由于基坑周邊環境復雜除了日常監測外，還應委托有資質的第三方單位進行基坑監測。

（1）土方開挖前應對周邊作業環境進行一次全面的觀測，并記錄各個觀測點的初始數據值?；舆M行土方開挖時由測量人員每天觀測一次，如沉降位移數據變化較大時，則每天相應增加觀測次數。

（2）整理每天的監測數據，形成有關數據表格并繪制成相關曲線圖，如位移隨深度的變化曲線圖，位移及沉降隨時間的變化曲線圖等。

（3）監測報警值

水平位移：連續3天日位移3mm，單日水平位移大于7mm，或累計位移達65mm。

地表沉降：連續3天沉降達到3mm，或累計沉降達50mm。

地下水位：每天變化幅度大于500mm，或累計水位變化大于3m。

支撐軸力：砼支撐7000KN，鋼支撐2000KN。

立柱沉降：連續3天沉降達到3mm，或累計沉降達20mm。

坡頂位移：連續3天位移達到3mm，或累計位移達40mm。

地表裂縫寬度：累計20mm或持續發展。

6 安全應急管理措施

（1）如基坑地下水量比較豐富，可采用增設簡易深井等方法處理。

（2）如坡頂土層或壓頂梁出現裂縫，或沉降位移觀測數據偏大或超出報警值時，必須立即停止基坑土方開挖施工作業，采取水泥漿灌縫的措施，視情況具體采取坑外卸載，增加土釘，坑底增加一排豎向超前錨桿等措施，情況緊急時還應進行土方回填。

（3）如周邊構筑物沉降位移數據較大時，可采取注漿的方法對構筑物地基進行加固處理。

（4）現場應配備一定數量的發電機、抽水泵、鋼管、鐵鍬、沙包袋、砂子、水泥、手電等各類應急搶險物資。

（5）在基坑開挖過程中，應保證有兩臺挖機可以隨時調用，便于采取應急措施。

（6）土方運輸車輛應按指定線路行駛，嚴禁在基坑邊停留。挖出的土方應及時外運，嚴禁在基坑邊堆載，土方運輸時應有專人進行交通指揮，并對基坑周邊情況進行巡查。

（7）土方開挖必須遵循“大基坑、小開挖”以及“先支撐后開挖”的原則，支撐上嚴禁堆載，嚴禁挖土機械碰壓支撐系統。

（8）項目部成立應急救援組織機構，如出現突發事件，立即啟動相關應急救援預案開展救援工作。

7 PC工法安全驗算

本基坑圍堰PC工法組合鋼管樁采用直徑630mm，壁厚為14mm的無縫鋼管，鋼管采用Q345鋼，長度為20m；鋼板樁采用德國Larssen型鋼板樁（IV），選用鋼板樁長度19m。驗算時選取最不利條件進行，鋼管樁性能優于鋼板樁，因此驗算時選取開挖最深處的鋼板樁進行驗算。

7.1 技術參數

參考文獻

[1]建筑基坑支護技術規程.JGJ120-2012.

[2]建筑深基坑工程施工安全技術規范. JGJ311-2013.

[3]浙江大學建筑設計研究院有限公司.PC工法樁在德清某項目基坑工程中的應用[J]山西建筑，2016.33

（作者單位：中交第三航務工程局有限公司寧波分公司）