沈阳市丽阳盛京广场深基坑工程施工安全管理

甘蜀宁， 周洪军

(1.中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004； 2.吉林省第二地质探矿工程大队，吉林 吉林市 132000)

随着城市建设的不断发展，楼层越来越高，建筑物基础的开挖深度也越来越深，客观上促进了基坑开挖及支护技术手段的不断发展，同时对基坑施工过程中的安全生产管理也提出了更高的要求。沈阳市丽阳盛京广场项目基坑深度达到了26.5 m，属于超大型深基坑。该工程地下水位较高，降水深度大，加上场内地下管网较多，给施工带来了很多困难，安全风险较高。这就要求从施工设计开始一直贯穿整个施工过程中必须采取有效的技术措施和严格的安全生产管理手段。我们编制了可行的安全专项施工方案并组织专家进行论证。为提升深基坑建设效率以及质量，在工程建设施工过程中采取了严格的安全生产技术措施及安全生产管理措施。

1　工程概况

丽阳盛京广场工程坐落于辽宁省沈阳市文化路与三好街交汇处，总投资额达到20亿元，设计建筑面积18万m2，建筑上部结构高192 m，双塔式综合大楼。其中地下4层，设计深度达到26.5 m。辽宁总队所属建强岩土工程公司承担了该项工程基坑支护、降水及土石方工程的施工。该项目位于繁华的商业区，周围楼群林立，人员往来众多，给施工带来很大困难。地层土质以砂层为主，极不稳定，地下水水位较浅，流量大，降水难，排水距离远，施工难度很大，安全风险很高。

2　施工技术措施

2.1　基坑地质概况

基坑南侧为4层居民楼，地基为毛石基础，北侧为6层建筑，地基为毛石、挖桩基础，西侧为学校操场，东侧紧邻三好街交通主干线。建筑侧壁安全等级为一级。

场地地层情况自上而下依次为：杂填土、细砂、中砂、圆砾、砾砂、中砂、粉质粘土、中粗砂、砾砂，粘聚力标准值粉质粘土为47.8 kPa,其它为0，内摩擦角标准值在12.0°～37.0°,重力密度18.5～19.5 kN/m3。

地下水稳定埋深11 m，相应标高30.5 m,为第四系孔隙水，赋存于砂石土层中。

2.2　基坑支护

基坑支护的目的是控制基坑的水平位移和沉降，保护好周边建筑及地下管网的安全，确保基坑内主体施工的安全。

丽阳盛京广场基坑上口东西向长约125 m，南北长约58 m，开挖深度自地面以下26.5 m，基坑支护结构采用支护桩+预应力锚索、桩间喷射混凝土的支护形式，支护结构的安全等级为一级。护坡桩299根，桩长38.7 m，桩径800 mm，桩间距1.2 m，采用旋挖工艺施工。冠梁尺寸1000 mm×600 mm。此工程中护坡桩施工难点为桩位和旋挖垂直的精确度(误差≤5‰)，如有偏差，会对相邻护坡桩施工以及后续锚索施工造成影响。其次上部杂填土埋深较厚，松散，易造成塌孔，我们对此问题采用加长护筒的方法来解决。基坑设置9道锚索，锚索自由段17 m，锚固段10 m，材料为钢绞线，单个锚索设计特征值为270～715 kN，难度在于首先要保证锚索的设计长度和注浆量，其次为自由段的保护。桩间喷射混凝土，挂钢筋网，喷射混凝土厚度100 mm,混凝土强度C20。

施工主要设备选用：XR280D型旋挖钻机，YC100型锚索钻机，泥浆护壁冲击钻机，BW-250型高压注浆泵，BMY-1.8型低压注浆泵，PT5型混凝土喷射机，KVF/2型空气压缩机，TS350型灰浆搅拌机，60 m扬程潜水泵等等。

施工程序：测量放线→支护桩施工(监测准备)→桩顶冠梁施工(监测)→降水井打井施工→桩间排水管抽水→锚索逐排施工→桩间二次支护→开挖至设计标高→竣工退场。

基坑支护要同时与监测紧密配合，控制好超深基坑的水平位移和沉降，保护好周边建筑及地下管网的安全，同时控制地下水，做好降水排水工作。

2.3　排水措施

基坑施工过程中，地下水对施工的影响很大。在基坑开挖之后，往往因为基坑与边坡土体抗剪强度存在差异性产生的剪应力而导致失稳滑动情况。若土体中水分过大，往往也会导致土体自重的进一步增大，促使土壤剪应力的增强。除此之外，水分具有较强的润滑作用，故而土体中若存在大量的水分，其会降低土体内摩阻力。丽阳盛京广场深基坑施工地下水位较高，渗透系数达到了100 m/d，根据施工总体设计，要将水位从11 m降到34 m，降深达到了23 m。在该项目我们采用管井降水方案，降水井设置为间距11.0～12.0 m，共33眼降水井。另设置6眼观测井。降水井井深45 m，井径600 mm，井管内径400 mm。观测井井深35 m，井径127 mm。由于场地面积小，给降水井的布置带来影响，设计时，把场地南侧以及东北角处的降水井设置在桩位上，这部分降水井既有降水作用，又要承担护坡桩的作用。重点在于焊接的同心，以及焊点的质量，保证其降水的同时，有足够的强度承担起支护效果。

土方开挖前应根据结构施工安排，提前抽水时间≮15 d。井内安装水泵要求为：泵量80 m3/h，扬程60 m。

降水排水设计方案：根据场地环境条件，排水管线总长370 m，铺设的纵向坡度≮5%。抽出的水先由泵管接入4 in(Ø101.6 mm)支排水管，然后汇集到主排水管排出场外。

降水工程施工前必须详细调查核实场区地下管线、构筑物分布情况。井位施放后应采取人工探孔等方法进一步确定，确认地下没有各种管线、构筑物后方可施工。

2.4　严格遵循基坑开挖原则，控制基坑边堆放的荷载

在深基坑施工的过程中，施工人员遵循时空效应原则，在操作过程中依托施工区域的地质条件而选择合适的基坑开挖方式。在具体的施工作业过程中，为确保挖土、撑锚操作的有效配合，依据“先撑后挖”原则进行作业，并规避超挖现象的发生。为了实现支护结构与建设区域建筑的稳定以及安全，对初始位移控制在最小范围之内，对建设区域的几何空间进行全面的分析以及掌握，降低挖开部分的无支撑暴露时间，并尽最大的努力解决基坑的变形和稳定等。

丽阳盛京广场项目施工场地面积大，埋藏深，土方量达到21万m3。施工场地有限，挖出的余土必须全部外运。施工采用分层分段进行开挖，土方开挖必须与基坑支护施工密切配合，以达到在保证安全的基础上充分利用场地，降低造价。在第一层土方开挖后，在场地东北角位置修筑1∶5的坡道，以便挖土机及运输车辆进出。每层开挖时都必须按规范要求留置运输土方坡道。土方开挖运输车辆只能在场内行驶，严禁在边坡上部平台行走。土方开挖到基坑底部后，立即施工垫层。

坑边荷载的出现往往会导致土体剪应力呈现出增加的趋势，继而导致坑边失稳的发生。所以，在施工过程中，我们要求施工人员要确保基坑上部边缘2 m以内不出现建材、设备以及土方的堆积，随时将弃土用车辆拉走。

2.5　基坑工程的监测管理

在基坑开挖过程中，通过技术手段对基坑环境条件、支护结构变位等状况进行监测、分析，为现场施工提供最正确合理的指导。我们从5个方面把控工程检测工作，分别是加强对地下水、基坑建筑物及地下管线变形状况、基坑外部地面变形状况、支护结构位移情况、基坑土体变形情况进行勘测。并对监测内容、目的、周期以及结果反馈进行了解，由技术人员依据监测数据进行观测项目曲线图的绘制、整理及分析、预测和评价，对于异常状况及时汇报，并对基坑的支护措施进行相应的调整和加固，以确保基坑施工的安全性。在丽阳盛京广场基坑项目中，我们采用人工巡视与仪器监测相结合的方法。仪器主要为DTM332型全站仪，精度2″。通过监测，基坑开挖至20 m时，南部冠梁监测点的水平位移达到11 mm后，就基本稳定下来。各项指标位移值均在规范要求范围内。具体数值参见表1～3。

表1　丽阳盛京广场锚索拉力监测日报表(第24次)

3　安全生产管理措施

在丽阳盛京广场超深基坑工程施工过程中，我们严格抓好安全生产管理工作。在整个施工过程中做到领导重视，组织严密，职责分明，管理到位。

表2　丽阳盛京广场基坑竖向位移监测日报表(第30次)

注：警戒值累计变化量30 mm。

表3　丽阳盛京广场水平位移监测日报表(第32次)

注：位移向基坑方向为正，外侧为负；警戒值：累计变化量30 mm。

3.1　建立健全安全生产责任制

成立以项目经理为组长的安全生产领导小组，指定各级安全生产管理人员，配备班组安全生产监督检查员。层层签订安全生产责任书，做到责任到人，职责分明。

3.2　加强项目安全生产教育培训

对项目人员进行全面的安全生产教育培训。做好开工前的培训、职工转岗培训、特种作业培训、各类施工设备操作规程培训、应急预案及演练培训等等。

3.3　健全安全生产规章制度，加强安全检查力度，及时整改安全隐患

完善各项施工管理制度，如安全生产检查制度、风险隐患报告及整改制度、作业现场机械安全管理制度、临时用电管理制度、交接班及安全技术交底制度、紧急撤离制度等等。总队安全环保部对项目进行定期安全检查，要求项目组每日进行事故隐患排查，并及时记录整改，不放过任何安全风险。

3.4　加强施工现场管理

严格执行施工现场安全管理制度及各项操作规程。新工人进场必须进行身体检查，严禁酒后操作；进入现场施工人员严格进行“三级”教育，做好检查登记记录；施工前进行安全技术交底，办理签字手续；坚持班前15 min安全教育并做好记录。

充分了解并观察施工现场地下管线及地下障碍物的情况，发现问题及时报告处理。现场施工人员严格执行劳动防护用品使用制度，特种作业人员严格持证上岗。坚持门卫管理制度，与施工无关人员严禁进入施工现场。设立符合要求的安全警示标志和工地安全围栏。

3.5　加强设备设施安全管理

对现场设备质量及技术指标进行严格检查，使用符合技术标准及资质要求的合格合法设备。对职工进行设备使用及操作规程培训，建立设备使用维护台帐，特种设备严格执行持证上岗制度。

3.6　职业健康危害预防

严格执行职业健康安全各项规章制度，为职工配备合格的劳动防护用品，投保安全生产责任险，确保施工人员不发生职业健康伤害。

3.7　专项安全生产管理措施列表

我们根据深基坑施工特点，建立并实行以下安全生产专项技术管理措施:

(1)预防边坡土方坍塌措施；

(2)预防触电措施；

(3)预防机械伤害措施；

(4)预防坠落及物体打击措施；

(5)预防喷射作业伤人措施；

(6)人员上下通道、护栏、基坑边的限载措施；

(7)钻机安全技术交底内容及备案措施；

(8)喷射混凝土安全技术交底内容及备案措施；

(9)临时用电安全技术交底内容及备案措施；

(10)地下管线及其它地上地下设施的保护措施。

3.8　加强应急管理工作

为加强丽阳盛京广场深基坑项目应急管理，我们成立了项目应急救援领导小组，制定符合项目实际的事故应急预案及专项处置方案。配备足够的应急物资，对职工进行应急培训及演练。其中专项应急处置方案包括以下内容：

(1)基坑边坡坍塌事故应急处置方案；

(2)高空坠落事故应急处置方案；

(3)物体打击事故应急处置方案；

(4)触电事故应急处置方案；

(5)机械伤害事故应急处置方案。

4　结语

超深基坑的施工难度及要求比常规基坑要高很多，出现险情和事故的可能性更大。所以在施工过程中，更要从安全生产技术措施和安全生产管理措施两个方面高度重视，做好每一项工作。超深基坑支护与降水工程设计等技术方案，以及施工过程中的现场安全管理等每个环节都是十分重要的。合理的设计方案、科学的施工与监测是安全生产的技术保证，严格的现场安全生产管理是预防事故发生的有效手段。目前丽阳盛京广场深基坑项目施工已如期顺利完成，通过严格的安全生产管理，该项目没有发生任何生产安全事故。该项目的成功完成为今后类似工程施工的安全生产管理积累了丰富经验。