探析海滩地质深基坑PC工法施工安全管理控制措施

赖朝晖

摘要：本文简要阐述了PC工法在海滩地质条件下深基坑施工中的应用，辨识与分析了深基坑施工过程中存在的危险因素及安全控制措施，并通过沉降位移观测对深基坑的稳定性进行实时监测。

关键词：海滩地质；深基坑；PC工法；安全管理；控制措施

1 工程概况

本工程位于舟山市大小鱼山，项目用地大致呈长方形，基坑南北向长度约50m，东西向宽约26.33m，开挖深度为5.5m～10.9m。本基坑开挖面积约1300㎡，总土方量约1万m?。本工程周边地面标高2.00m（85高程），设计基坑开挖标高为-3.5～-8.9m，开挖深度为5.5m～10.9m，周围环境复杂，属于海滩地质深基坑施工，而且施工过程中受潮水涨落影响较大。根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012划分，本基坑属于二级基坑，基坑工程安全等级的重要性系数γ0为1.0。

2 工程难、特点：

（1）基坑开挖范围大，开挖面积约1300㎡，土方总量约1万m?；开挖深度大，挖深为5.5m～10.9m。

（2）根据地质勘察资料，本基坑开挖范围内主要以粉质粘土和淤泥质粉质粘土为主，淤泥层厚度最深处达30m，土质一般，基础承载力较差。

（3）工程地处孤岛，地区雨量充沛，春季有海雾及东南风影响，夏季受台风影响，冬季受冷空气影响频繁。7～9月施工高峰期恰巧处于台风高峰季节，将给工程的顺利推进造成不利影响。

（4）基坑地质土层承载力低，海滩地环境特殊，而且围堰支护受潮水涨落产生的水压力影响较大，因此控制基坑变形是本工程的难点，施工中定期进行基坑沉降与位移观测。

综合考虑工程场地地质条件、基坑开挖深度、周边环境及其他类似工程经验，本工程采用PC工法组合钢管桩结合二道型钢支撑的围护方案，同时基坑内外侧采用明沟排水措施。

3 基坑围护设计方案

3.1 PC工法结合钢管桩施工：

（1）PC工法组合钢管桩采用直径630mm，壁厚为14mm的无缝钢管，钢管采用Q345钢，长度为20m。

（2）PC工法组合钢管桩空隙采用拉森钢板桩连接。

3.2 压顶梁、砼支撑：

（1）压顶梁、砼支撑均采用C30现浇砼结构。

（2）砼支撑混凝土均应一次性浇筑完成，不得留有施工缝。

3.3 钢管支撑：

（1）钢支撑采用φ609×16钢管支撑，围檩均采用H400×400×13×21型钢围檩，钢材均采用Q235B，材料采用无变形、无裂纹的结构专用材料。

（2）钢管支撑在围檩安装后进变形量监测，监测频率至少每天一次。

（3）钢管支撑与压顶梁体系的设置与安装容许偏差：a）支撑中心标高偏差不大于30mm；b）支撑构件两端的标高差不大于20mm；c）支撑水平轴线偏差不大于30mm。

（4）钢支撑应分组施工，每组支撑组合完成后方可进行下土方开挖。

3.4 竖向立柱桩：

（1）立柱为H400×400×13×21型钢。

（2）型钢的止水片施工安排在土方开挖结束后与底板混凝土浇筑之前实施，止水片设置在底板厚度的中间位置。

（3）土方开挖与吊装作业施工时四周拉设警戒线，安排专人进行指挥，并采取防护和警示措施，以防止挖机或吊机等大型设备对立柱产生碰撞影响。

3.5 基坑降排水

（1）在基坑顶部四周做尺寸为300×400mm的明沟以防地表水流入基坑而影响施工，基坑排水沟应离基坑边1m以上。

（2）如在基坑开挖期间遇暴雨等天气应采用水泵及时排出坑内积水，防止基坑被雨水浸泡。

（3）排水沟由于地面变形导致发生开裂现象时应及时采取修补措施，以防止地面水渗漏到深基坑中，从而影响深基坑的稳定性。

3.6 安全防护设施

在基坑边坡顶四周做明沟防止地表水流入基坑。基坑四周临空面设置1.2m防护栏杆并在栏杆内侧加挡板。上下基坑必须由钢管脚手架制作的爬梯上下。爬梯侧边必须加设栏杆。基础施工时，每隔50m搭设上下施工通道，并做应急疏散通道的作用。通道采用钢管搭设，宽度1.2m，扶手栏杆高度1.15m，与地面成45度角。

4 危險因素分析与控制措施

深基坑施工过程中由于工序繁多，作业环境也较为复杂，存在众多的危险因素。而且基坑围堰受潮水涨落水压力变化影响较大，而且施工期间正好是台风多发季节。再者作业人员安全意识参差不齐，如果不能很好加以控制，极有可能会导致安全事故发生。根据本工程施工内容和作业环境，进行了危险因素辨识和分析，并制定了相应措施，详见表4-1。

5 安全监测措施

本工程基坑开挖土质差，施工过程中应加强监测，做到信息化施工；由于基坑周边环境复杂除了日常监测外，还应委托有资质的第三方单位进行基坑监测。

（1）土方开挖前应对周边作业环境进行一次全面的观测，并记录各个观测点的初始数据值。基坑进行土方开挖时由测量人员每天观测一次，如沉降位移数据变化较大时，则每天相应增加观测次数。

（2）整理每天的监测数据，形成有关数据表格并绘制成相关曲线图，如位移随深度的变化曲线图，位移及沉降随时间的变化曲线图等。

（3）监测报警值

水平位移：连续3天日位移3mm，单日水平位移大于7mm，或累计位移达65mm。

地表沉降：连续3天沉降达到3mm，或累计沉降达50mm。

地下水位：每天变化幅度大于500mm，或累计水位变化大于3m。

支撑轴力：砼支撑7000KN，钢支撑2000KN。

立柱沉降：连续3天沉降达到3mm，或累计沉降达20mm。

坡顶位移：连续3天位移达到3mm，或累计位移达40mm。

地表裂缝宽度：累计20mm或持续发展。

6 安全应急管理措施

（1）如基坑地下水量比较丰富，可采用增设简易深井等方法处理。

（2）如坡顶土层或压顶梁出现裂缝，或沉降位移观测数据偏大或超出报警值时，必须立即停止基坑土方开挖施工作业，采取水泥浆灌缝的措施，视情况具体采取坑外卸载，增加土钉，坑底增加一排竖向超前锚杆等措施，情况紧急时还应进行土方回填。

（3）如周边构筑物沉降位移数据较大时，可采取注浆的方法对构筑物地基进行加固处理。

（4）现场应配备一定数量的发电机、抽水泵、钢管、铁锹、沙包袋、砂子、水泥、手电等各类应急抢险物资。

（5）在基坑开挖过程中，应保证有两台挖机可以随时调用，便于采取应急措施。

（6）土方运输车辆应按指定线路行驶，严禁在基坑边停留。挖出的土方应及时外运，严禁在基坑边堆载，土方运输时应有专人进行交通指挥，并对基坑周边情况进行巡查。

（7）土方开挖必须遵循“大基坑、小开挖”以及“先支撑后开挖”的原则，支撑上严禁堆载，严禁挖土机械碰压支撑系统。

（8）项目部成立应急救援组织机构，如出现突发事件，立即启动相关应急救援预案开展救援工作。

7 PC工法安全验算

本基坑围堰PC工法组合钢管桩采用直径630mm，壁厚为14mm的无缝钢管，钢管采用Q345钢，长度为20m；钢板桩采用德国Larssen型钢板桩（IV），选用钢板桩长度19m。验算时选取最不利条件进行，钢管桩性能优于钢板桩，因此验算时选取开挖最深处的钢板桩进行验算。

7.1 技术参数

参考文献

[1]建筑基坑支护技术规程.JGJ120-2012.

[2]建筑深基坑工程施工安全技术规范. JGJ311-2013.

[3]浙江大学建筑设计研究院有限公司.PC工法桩在德清某项目基坑工程中的应用[J]山西建筑，2016.33

（作者单位：中交第三航务工程局有限公司宁波分公司）