深基坑工程施工风险及控制分析

李全有

河南国龙矿业建设有限公司（476600）

深基坑工程施工风险及控制分析

李全有

河南国龙矿业建设有限公司（476600）

近年来，随着我国城市化发展进程的加快，为了缓解城市中面临的人地矛盾，各种高层、超高层建筑结构雨后春笋般涌现了出来。与此同时，基坑作为地下建筑空间施工与开发的主要手段，对其施工技术和方法进行优化与完善已成为目前建筑业关注的重点。这里分析了深基坑工程的风险源，并针对深基坑工程的风险提出了相应的措施，降低了深基坑工程建设的施工风险。

深基坑；工程；风险；控制

0 引言

随着城市高层建筑的增多，中心城区的深基坑工程呈现出深、大、近等特点。由于深基坑工程具有隐蔽性、复杂性以及地质水文条件和周围环境的不确定性,深基坑工程的建设面临着巨大的风险。因此，在深基坑工程建设过程中，应充分识别可能遇到的风险，并进行有效地预防，防止安全事故的发生。

1 深基坑工程风险来源

深基坑工程的风险由多方面引起,主要包括：工程的地质水文条件；基坑周边的环境；基坑的勘察、设计水平；施工工艺的局限；施工组织管理水平。

1.1 地质水文条件

当基坑开挖面积较大时，基坑支护结构受地层分布情况影响较大，基坑的降水措施及降水效果与地下水的水位及其补给来源息息相关。若对基坑地下水处置不当，基坑可能会出现流砂、管涌以及坑底大面积隆起等事故。同时，岩土体的材料力学性能离散性大，具有较高的空间变异性，而且该地区分布着大量的深厚软土层，这种软土层主要为含水量高、孔隙比大、渗透系数低、压缩性大、灵敏度高、抗剪强度低、蠕变大的淤泥及淤泥质土。在深厚软土层中进行深基坑工程的施工面临着以下问题：

1）由于软土层中清孔不彻底，孔壁易坍塌，(冲)钻孔灌注桩施工过程中可能出现缩径、断桩以及钢筋的保护层不足等问题。

2）由于锚杆(索)在软土中的锚固力小，软土的力学性能过低，导致锚杆(索)施工过程中面临着锚杆长度过长，注浆体不密实，锚杆易拔出，达不到设计承载力等问题。

1.2 基坑的勘察、设计水平

勘察、设计人员的理论水平和工程经验在深基坑工程勘察、设计中影响较大。由于地质的不均匀性以及目前的土压力理论仍然是半经验理论，所以深基坑工程的设计仍然是理论和经验相结合。随着设计、施工技术的不断改进和成熟，还相继出台了土钉墙、锚杆、型钢水泥土搅拌墙、地下连续墙、内支撑等工法的设计施工规程或指南。我们也知道，即使是同一地区，土的性质也千变万化，水文条件更是错综复杂。工程进行地质勘查时，土体的取样、实验以及计算工程都存在误差，使得土质的物理力学参数指标带有很大的不确定性。在进行基坑支护设计时，土压力的计算、挡土结构强度的计算、土体变形计算和基坑稳定验算公式等还不完善，都还是半经验公式。

1.3 基坑施工工艺的局限

深基坑常用的支护形式有放坡、土钉墙、水泥土搅拌墙、排桩、桩锚、地下连续墙、内支撑等几种及其组合。各种支护形式都有其局限性：放坡开挖对坡高以及土体的土质情况均有限制;土钉墙施工时，要求坡面无渗水流出，若锚杆注浆不及时或注浆效果差、超挖或者土体长期浸泡在地下水中，容易引起变形过大甚至滑塌破坏;水泥土搅拌墙在填石层、卵石层以及含有大块孤石的地层中施工困难，在硬质黏土层中不易搅拌均匀，易产生抱钻现象；锚索在砂层中施工时，钻孔易出现涌水、涌砂等问题；地下连续墙在淤泥质土、含漂石的冲击层以及超硬岩石中施工难度较大,相邻墙段易出现漏水等现象；钢支撑整体刚度较差，节点安装较多，支撑间距较小，若节点破坏，会造成支撑整体破坏，基坑的水平位移过大；混凝土支撑施工工期较长，不能重复利用，爆破拆除时会造成噪声、振动及飞石，若控制不好，容易引发安全事故。

1.4 施工组织管理水平

深基坑工程支护结构的设计是基于若干假设条件的。但在实际施工过程中，会受到比如基坑土层不均匀、存在未勘察到的地质条件、基坑周边施工荷载的动态变化、地下渗流场的改变、施工工况未完全参照设计要求等不确定因素的影响。

在施工期间，可能会包括土体加固施工、支护结构施工、降水施工、土方开挖以及地下室施工等多家专业承包结构并行立体交叉施工。若无合理的施工组织设计、合理的施工流程以及专业的现场实时控制，深基坑工程将很难按计划有序进行。

由于深基坑支护工程大多数为临时性工程，大部分业主希望能够在基坑支护上投入较少的费用和较少的时间，从而造成在基坑施工中业主想尽办法减少工程费用、压缩施工工期的现象。由于建筑市场的混乱，部分深基坑工程被转包给施工经验匮乏的施工单位或班组进行施工；施工过程中不按设计工况施工、野蛮施工、偷工减料等现象时有发生，加剧了不稳定因素的影响，严重时将导致基坑安全事故的发生。

2 深基坑工程风险控制

在深基坑工程建设过程中，需要采取必要的措施和手段，对可能出现的风险进行预控，以保证基坑施工安全以及基坑周边环境的安全。

2.1 基坑勘察、设计风险控制

当基坑开挖面积较大且基坑周边有需要保护的对象时，基坑外勘探点的布置范围应该比现行基坑设计规范规定的范围大。在施工过程中，需查明基坑周边需要保护对象的基础形式、结构类型、运营状况以及保护对象周边土体变形的允许值。当场地存在软弱土层、溶岩层等复杂地层时，应加密勘探点并查明其分布和工程特性。对软弱土层除采用常规原位测试方法和常规实验方法取得土的力学参数外，还可采用三轴实验以及大型直剪实验等非常规高级实验取得更精确的岩土参数。在进行支护结构选型时，要注意各种支护结构的适用范围，应严格按照相关技术规范进行选型。在深基坑设计阶段，要对基坑支护结构及其周边环境进行安全评估，安全评估的内容应包括：各类稳定性验算、支护结构受力变形与承载安全验算；对影响范围内的所有各类地下管线、地铁隧道等构筑物以及地面建筑物的现状、结构形式等进行详细调查,分析得出其运行变形指标，通过变形计算分析判断其安全状态,提出保护措施。

2.2 基坑施工、监测风险控制

在基坑施工时，应严格遵守施工规程。钢筋笼、钢支撑等钢构件制作时，要特别注意焊缝质量。支护桩、墙混凝土浇筑时尽量减少蜂窝、缩径、泥砂夹层等情况出现。对锚索、钢支撑要施加足够的预应力，防止结构失稳。对桩顶卸载、被动区加固、桩前反压等措施应认真执行。土方开挖顺序和方法要和设计工况一致，并遵循“开槽督支撑、先撑后挖、分层开挖、均衡对称、严禁超挖”的原则，和分层、分段、均衡、对称的原则。当基坑周边环境保护要求异常严格时，土方宜采用抽条间隔开挖的方法。挖土机械要按照设计路线行走，不得随意碰撞围护桩墙、支锚系统。严禁在挖土平台或基坑周边大量堆土，挖出的土方应及时外用。采用混凝土结构体系进行支护的结构一定要等到支护结构达到设计强度后才能开挖，严禁超挖、抢挖。基坑开挖到设计标高后，要及时清底并封闭底板，避免坑底土体扰动或隆起过大。

基坑施工前要对可能出现的紧急情况作出预判，并制定应急方案，预备好砂袋、抽水机、应急锚索等应急物质。重视信息化施工，施工监测要与基坑施工同步进行，监测项目要全面，对监测数据的分析要及时、全面。对危险情况要及时报警，保证施工安全，并为抢险、补强提供时间，防止基坑安全事故的发生。

2.3 项目管理风险控制

业主在对深基坑工程进行勘察、设计、施工、监测等项目进行招标时,应严格审查投标单位的资质，尽量采用设计、施工总承包方式进行发包，并对深基坑项目建设的全过程进行监控，协调好工程建设参与各方的关系。

监理单位要加强对设计、施工方案的审查,对施工所用材料的核验和抽查，对深基坑工程的重点部位及重要工序实行旁站监理，对施工单位的不合理施工及时制止。建设工程主管部门通过建立基坑工程勘察、设计、施工、监理、监测备案及评审制度，规范建筑市场。建设工程质量监理部门应加强对基坑工程施工质量、安全文明施工的检查，对不规范作业的施工单位及工地提出整改意见，对有严重质量和安全隐患的要求停工整改，控制深基坑工程的风险。

3 结语