大超深基坑施工风险分析与控制策略探究

冯宗耀

摘要：随着我国经济的发展，城市化建设的速度也在不断的加快，同时也使城市交通压力越来越大，城市中地铁工程的实施有效的缓解了交通压力，随着地铁工程的发展，呈现出难度高、工期紧、开挖深、距离近、规模大等特点。但是由于技术原因或经济原因造成的工程事故比较多，对工期带来严重影响，直接造成人员伤亡及经济损失，产生不良影响。所以，施工过程中对可能发生风险的因素进行分析，采取措施来避免，将事故损失最大限度的降低，是当前工程技术人员及相关研究人员需要重点考虑的内容。

关键词：超大超深基坑风险因素控制策略

城市的发展过程中，工程建设中对地下空间的开发与利用成为重要构成。由于施工场地的环境条件与地质条件都比较复杂，对地下空间开发和建设中，首先要大规模深开挖，所以需要采取有效的深基坑开挖技术措施来保障工程施工。与浅基坑或般深基坑对比，超大超深基坑工程比较复杂，受到的影响因素也比较多，危险因素较多，旦发生事故，危害程度非常大。由于基坑工程施工现场条件差、技术复杂、难度大、工期长，对环境影响控制要求比较高，施工中不确定性因素较多，每年大量深基坑工程中都不同程度发生事故，带来巨大的经济损失，社会负面影响较大。所以，对超大超深基坑施工风险进行分析，采取控制措施进行避免，是当务之急。

一、工程概况

该基坑呈矩形，东西长度约300m，南北长度约150m，外圈周长约750m，面积35800m²，开挖深度13.7m。按照基坑工程设计及等级划分。本工程为一级基坑，支撑围护形式选择钻孔灌注桩加三道混凝土支撑，止水帷幕用三轴水泥土搅拌桩，坑底用水泥土搅拌桩加固，钻孔灌注桩与止水帷幕之间用旋喷桩和压密注浆进行加固。工程所处位置地质条件比较差，第层填土比较厚，厚度约3.0-4.6m，其中表层为0.5m厚混凝土地坪，下层为1.5-2.5m厚杂填土，下部位碎石、砖块等建筑垃圾，素填土以黏性土为主，土质不均匀，并含有少量煤渣。

二、风险评估方法

本文主要通过模糊综合评判法对工程风险进行评定，利用模式识别理论划分风险等级，计算风险隶属度，得到某风险所述的等级。

（一）权重计算

采用层次分析法对权重进行计算，对评价指标两两进行对比是层次分析法的主要实现方法，根据重要性大小，可以划分为九标度表进行仿数量化，如表1，不同因子的数量值都成个矩阵进行判断。对矩阵致性进行检验以后，风险事件的权重向量对应最大特征值向量，具体标度如表1：

（二）隶属度确定

计算风险事件的风险水平的隶属度，先要对每个风险事件的影响后果通过专家打分法进行估值，对发生的概率进行预判。然后将两个数值乘积带入隶属函数，则可以得到风险事件的风险水平隶属度。

（三）风险接受准则

1级风险：属于最低等级风险水平，可以忽略风险事故造成的后果，对工程、设备及人员造成的损失非常小，可忽略不计。2级风险：属于较低等级风险水平，

定条件下，可忽略风险事故造成的后果，对工程、设备及人员造成的损失不大。3级风险：属于般风险水平，风险事故造成的后果轻微，对工程、设备及人员造成的损失范围不大。4级风险：属于较高等级风险水平，风险事故造成的后果比较严重，对工程、设备造成的损失比较大，有人员伤亡。5级风险：属于最高等级风险水平，风险事故造成的后果非常严重，属于灾难性后果，对社会造成恶劣影响。

（四）施工风险分析

在施工围护体系中，主要的风险事件有：①孔壁塌陷。由于成孔过程中空诶泥浆液面降低，超出安全可控范围；由于降雨原因，地下水位急剧上升造成泥浆液面上升，超出可控范围；泥浆质量不合格；地下水流速过快，墙壁面上聚成泥皮。②钻杆断裂。由于大块石落入孔内或者是地下障碍物卡主钻头；孔壁垂直偏差过大，卡主钻杆。③孔深与设计要求不符。主要由于钻具长度与要求不符及施工方自行打深等人为因素造成。在基坑降水与土方开挖中，存在的主要风险事件有：①基坑塌陷。由于对围护范围内的地层地质条件勘查资料不详细、不准确导致塌陷事故发生；围护系统在施工中存在不合理因素，造成支护结构过大；选择深基坑的方案存在问题。②围护结构失稳。在勘探过程中，对围护结构周围存在的较大孔洞没有探明；围护结构侧向变形过大；坑底土体发生管涌、大面积隆起或流沙；围护施工质量差，结构刚度与强度都不够。③周边建筑物及管线变形。基坑围护结构设计不合理；基坑围护防水效果差，坑内降水造成坑外水位随之下降；基坑围护施工质量差，随着土方的开挖，土体深部出现较大位移量。

三、风险控制技术分析

（一）风险控制要点

对本工程中存在的技术难点问题进行分析，结合计算出的风险因素，对施工控制方法进行指导。首先，基坑施工质量安全。①基坑施工控制中，主要针对常见风险进行控制，包含基底扰动、基坑塌陷、坑底隆起及维护结构失稳等；②对土方进行分层开挖，由于土方开发是基坑施工中持续时间长、工程量大的施工过程，所以要严格按照施工程序，先确定分层开挖方案，然后按顺序开挖，确保维护结构不受应力改变发生形变；③场地协调管理。该工程地下水丰富，采用止水帷幕止水的要求比较高；④按需降水。根据实际需求采取降水措施，保证基坑周边建筑物的安全。⑤注意施工阶段基坑边堆载物控制及场地布置，尽可能不要在基坑周边堆放施工材料或设备，将堆载控制在允许范围内。

（二）超大超深基坑风险控制

针对基坑围护结构部分风险因素，提出控制措施。（1）孔壁塌陷。针对孔内液面下降问题，主要原因是漏浆导致，如果出现漏浆痕迹，要采取措施处理，将钻杆提出地面如果渗透系数不高，用普通泥浆对渗漏处进行封堵；如果渗透系数较高，则考虑掺加防漏剂封堵。如果是泥浆质量不合格，则对泥浆的配比重新拌合处理。因降雨因素造成的水位上升，则要采取排水措施，保持泥浆液面在地下水位以上1m处。（2）基坑降水。在基坑降水中，也存在些较大的风险，如降水方案风险、运营风险、封井风险等，本文主要针对降水方案布置风险，要喊降水目标与方法不合理早晨固定风险。如果是降水目标不合理，则根据现行地质结构、水文地质条件等，对降水深度、降水周期、降水范围进行确定，按需降水；如果是降水方法不合理，则选择合适的降水方法，对降水井的布置及数量进行确定，并对降水方法可行性进行试验确定。

四、结语

针对超大超深基坑施工中存在的风险因素进行分析，为类似软土深基坑施工提供理论依据和借鉴，对深基坑施工中遇到的风险问题，通过风险分析，采取对应的风险控制策略，对风险问题进行处理，保证施工的顺利进行，在实际工程中应用，能够提高工程的经济效益和社会效益。