深基坑施工中的危险源辨识及控制

刘磊

摘要：我国相关部门对建筑工程项目中的深基坑作业做出明确指示，开挖深度只要超过 5m，便属于深基坑作业。除此之外，对深基坑性质的判别还存在一种情况，即便开挖深度没有超过 5m，但是如果施工所处环境，其地质条件以及地下管线与深基坑作业标准相符，也可以将其视作深基坑作业。该文主要以深基坑开挖的重大危险源辨识为主要探讨对象，从基坑工程设计、专项方案、土方开挖、排水降水、坑边堆载、变形监测、应急措施等方面辨识危险源，分析其可能导致的事故和采取的对策措施，阐述危险源监测预警在基坑施工安全起到指导的作用。

关键词：深基坑危险源辨识控制

中图分类号：     文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）06（a）-0000-00

深基坑项目的土体挖掘有难点，涵盖许多繁杂的工序，基坑的底部封闭时间也有所限制;因此，需要提升基坑项目与附近建筑物的监测工作，保障四周的建筑结构没有隐患。因此，预先进行深基坑项目的风险源识别，以及实施管控，有着现实意义。

1工程概况

北京姚家园乐都会购物广场基坑支护工程，位置在朝阳区的姚家园村，南侧为姚家园路，东侧是青年路，基坑深度15.8m，设计施工采用桩锚支护，800mm直径护坡桩，设置三道锚杆，地下水控制采用帷幕止水。

坡脚堆土反压处理完成后，对基坑周边降水井进行洗井、抽水维护。对基坑四周土体进行雷达探测，针对探测结果对土体疏松、空洞部位做注浆处理。下一步该反压土方开挖时对已施工锚杆进行检查、补张拉，根据锚杆完好情况制定补打锚杆措施。

2 工程地质及水文地质条件

2.1拟建场区地形地貌

拟建场地地貌上属于永定河冲洪积扇中下部及温榆河冲积平原中部，地势平坦。场地中原有房屋拆迁，现为空地，地面多有建筑垃圾覆盖，局部有建筑垃圾堆土。勘察期间实测孔口地面高程为33.95～35.00m。场地北侧的D8-D12钻孔及西侧的D14-D29连线位置附近各有一条东西向和南北向、约1.5m宽的排水明渠，渠内有少量生活污水，两侧有少量灌木[1]。

2.2拟建场区工程地质条件

依据现场的勘测成果，确认拟建的区域，其勘测的深度之内，地基的土层是一般的第四纪的沉积土构成。面层是人工的填土。拟建的区域，其地层包括粘性的土、粉土以及砂砾、圆砂砾和卵石构成[2]。按土质的结构特点、土性的偏差，以及物理的力学特质，其差别能够把拟建的区域，细化成2大原因，11个层次，以及各部分归属的亚层。

2.2.1 新近期人工填土（Q4ml）

（1）杂填土：场地绝大部分地段分布，以房渣土为主，含部分生活垃圾土。色杂乱、较湿，较密，有植物的根，有砖的杂质、水泥块、灰渣、生活垃圾等，土质不均。底板标高30.79～33.84m，厚度0.6～3.6m，平均层厚1.9m。

（2）粘质粉土素填土：场地大部分地段分布。褐黄色、黄褐色为主，稍湿，稍密，含有少量砖渣、灰渣、植物根，土质不均。底板标高29.34～33.45m，厚度0.4～2.8m，平均层厚1.5m。

2.2.2 第四纪的沉积土（Q4al+pl）

粉质粘土：场地绝大部分地段分布，褐黄色，软塑～可塑，含云母氧化铁，少量小姜石，土质不均匀，局部含有粘质粉土夹层。顶板标高30.37～33.45m，厚度0.3～3.3m，平均层厚1.5m。

2.2.3粘质粉土层

（1）粘质粉土：场地绝大部分地段分布，褐黄色，湿，中密～密实，含云母氧化铁。顶板标高27.05～32.11m，厚度0.4～4.2m，平均层厚2.2m。（2）粉质粘土：场地大部分地段均有分布，褐黄色，局部灰色，软塑～可塑，含氧化铁，土质不均，个别地段夹有薄层粘土、重粉质粘土，含有少量有机质。顶板标高25.07～30.89m，厚度0.5～4.9m，平均层厚1.8m。（3）砂质粉土：局部地段分布，褐黄色、灰色，湿，中密～密实，含云母氧化铁，局部含粘性团块，土质不均匀。顶板标高29.65～30.55m，厚度0.7～2.3m，平均层厚1.4m。

2.2.4砂质粉土层

（1）砂质粉土：场地绝大部分地段分布，灰色、黄褐色，湿～很湿，中密，含云母氧化铁、少量有机质，局部含粘性团块，土质不均匀。顶板标高22.57～28.85m，厚度0.3～4.0m，平均层厚1.7m。（2）粉砂：局部地段分布，灰色、黄褐色，湿，密度中等，颗粒的成分包括石英物质、长石物质，云母物质。顶板标高24.57～27.39m，厚度0.3～3.5m，平均层厚1.2m。（3）粉质粘土：场地内小部分地段分布，颜色灰、黄，质地软，有机质不多，土体不匀称，部分的夹粉土很薄。顶板的高度是22.07～28.44m，厚度0.7～3.4m，平均层厚2.3m。

2.2.5细砂层

（1）细砂：场地内普遍分布，以灰色为主，局部为黄褐色，密度中等，颗粒的成分包括石英物质，长石物质，云母物质，局部含圆砾。顶板标高21.37～25.96m，厚度0.6～6.2m，平均层厚4.2m。（2）砂质粉土：局部地段分布，灰色、黄褐色，湿～很湿，中密～密实，含云母氧化铁及少量有机质，局部含粘性团块，土质不均匀。顶板标高23.29～24.47m，厚度1.4～2.9m，平均层厚2.2m。

2.2.6粉质粘土层

（1）粉质粘土：场地绝大部分地段分布，颜色是褐色、灰色，涵盖云母物质，以及氧化铁。顶板标高14.37～21.30m，厚度0.6～5.5m，平均层厚3.0m。（2）粘质粉土：场地大部分地段分布，褐黄色，湿，密实，含云母氧化铁，土质不均匀。顶板标高14.78～22.09m，厚度0.5～4.1m，平均層厚1.5m。

2.2.7中砂层

（1）中砂：区域内大部分都含有，颜色偏褐、灰色，质地饱和，密度很大，颗粒的成分涵盖石英物质，长石物质，云母片物质，部分有圆砾物质。顶板标高10.95～18.21m，厚度0.5～7.3m，平均层厚3.6m。（2）细砂：场地内部分地段分布，质地饱和，密度很大，颗粒的成分涵盖石英物质，长石物质，云母片物质，部分有圆砾物质。顶板标高12.88～19.57m，厚度0.6～5.0m，平均层厚1.6m。（3）圆砾：场地内部分地段分布，杂色，饱和，密实，母岩成分以砂岩、花岗岩为主，形状以圆形、椭圆，大部分的粒径是0.2～2cm，᳔较大的为6cm，级配普通，细、中砂的物质。顶板标高9.75～16.97m，厚度0.4～5.8m，平均层厚2.4m。（4）卵石：场地内部分地段分布，颜色较杂，质地饱和，密度很大，母岩物质，包括砂岩物质、花岗岩物质，形状是椭圆形，普遍的大小为2～4cm，较大的为5cm，级配普通，中粗砂的物质。顶板标高11.19～13.64m，厚度0.6～4.0m，平均层厚2.5m。（5）砂质粉土：场地内少数地段分布，褐黄色，湿，中密～密实，含云母氧化铁，土质不均匀。顶板的高度是13.14～15.95m，厚为0.8～3.5m，平均的层，其厚度是1.9m。

2.2.8粉质粘土层

（1）粉质粘土：场地内绝大部分地段分布，颜色是褐，含水，包括氧化铁，部分夹重粉质的粘土物质、粉土较薄。顶板标高3.07～11.69m，厚度0.4～6.3m，平均层厚2.5m。（2）粘质粉土：场地内大部分地段分布，颜色是褐，密度中等，包括氧化鐵，部分夹粉质的粘土，以及砂质的粉土，土质不均匀。顶板标高1.87～11.52m，厚度0.4～6.3m，平均层厚2.0m。

3.潜在事故危险性分析及处理方案

3.1 潜在事故危险性分析

基坑边坡支护和地下室开挖过程中常见的事故有部分坍塌、边坡塌陷、边坡裂缝裂缝、边坡排水管破裂漏水、边坡累积渗漏、基坑水射流、地面及相邻建筑物下沉变形等。如果上述情况处理不及时或处理不当，可能会导致滑坡、边坡坍塌、工程中断等安全事故。现在我们分析上面提到的潜在事故的风险[3]。

3.1.1 局部坍塌

多发生在基坑开挖过程中。它通常是由停滞或薄弱的地层层引起的。如果不及时支护，边坡会变得不稳定，边坡会被侵蚀，边坡会坍塌[1]。

3.1.2 边坡塌陷

在开挖过程中常发生在边坡上部，多因未按设计开挖、开挖过多或一、二排长度过长而发生。上丘。坡度和灌浆不足。在发生初期，地面出现明显的裂缝，如果不及时处理，可能会导致事故升级，引发安全事故[4]。

3.1.3 上坡裂缝

从地基开挖至回填期均可发生。如上所述，在挖掘过程中，斜坡顶部经常坍塌。如果基坑边坡下部裂缝在竣工期间或竣工后超过临界值，必须采取应急措施，否则可能发生边坡坍塌等大规模安全事故。

3.1.4 边坡管道顶部漏水

基坑开挖后，边坡管道顶部漏水会导致整个边坡土被水饱和，土钉失去作用，斜坡顶部的裂缝将迅速扩大并超过。临界点。在这种情况下，有必要采取严厉的应急措施[2]。

3.1.5 上坡沉积物水下渗透

如果雨后不清除上坡沉积物，坡土就会被水饱和，现有的裂缝会加宽加深，导致坡体坍塌或坍塌。如果超过斜坡位移阈值，则必须启动应急计划。

3.1.6 基坑积水

雨后，基坑内积满大雨，基坑长期不排水，造成开挖初期基坑积水，影响土方工程。开挖时，可能会影响结构施工和施工设备的安全[5]。

3.1.7 地面及相邻建筑物的沉降变形

排水方式不充分，地下水位下降深度过大。考虑减少抽地下水量，停止抽沙，必要时补充基坑周围的地下水。

除上述外，施工过程中可能发生的安全事故，常包括战斗、火灾、触电、机械伤害、煤气中毒、食物中毒、传染病等突发性安全事故。该预案是针对突发事件的应急处理。

3.2 边坡危险的预案

（1） 基坑开挖时局部塌陷的处理：由于施工过程中个别断面量过大，开挖边坡后，地面可能不会自行稳定，来不及支撑地面。然后用碎砖和土填满洞穴，然后焊接垂直钢筋（或钢管）作为加固材料。将金属丝网焊接编织好后，与附近的螺栓头融为一体，然后喷洒混凝土。同时，在塌陷部位的适当位置设置排水孔，固定好桨入口，待面层达到一定强度后注入压力桨。加强折叠以增加支撑。

（2）本工程基坑的支护结构足以保证基坑边坡及周边环境的安全，但考虑到工程所处位置及周边环境的复杂性和重要性，为了为防患于未然，完善的应急救援预案。

（3）现场组建应急救援队，项目经理为组长，技术副组长为副组长，安全员、技术员、监工、农民工为组员。挖掘土方工程时，至少要有一名领导，至少是每天工作的助理经理。

（4）准备应急救援物资、机械、设备和人员，确保附近有直径400mm钢管供应，2 h内到达现场，及时对支撑结构进行支护。位移比较大的地方。购买200个草袋或编织袋，准备将草袋堆放在位移更大的支撑结构上。现场应安装1～2台挖掘机和5～10辆自卸车，必要时可将支撑结构外侧位移较大的土体开挖至一定深度，以降低土压力。它每天至少需要20名工人，可以随时进行紧急救援行动。

（5）提高观测密度，为应急救援提供报警参数。当支撑结构的水平位移达到警戒值的50%时，立即报告技术负责人、集团技术部或总工程师，共同分析发现原因，采取对策。当支撑结构的水平位移达到警戒值时，及时向技术负责人、集团技术部或总工程师、监理工程师报告，分析原因，找出原因并制定一起。制定紧急救援计划，随时准备救援。当支撑结构的水平位移达到警戒值时，立即向技术人员、集团技术部或总工程师、监理工程师和业主报告，共同制定应急救援预案和现场。发布救援命令后，迅速投资救援。在危险区域安装防护隔离带，事故和未挖掘危险区域停止挖掘，危险区域停止其他施工。

3.3 预防措施

（1）实施信息化施工，基坑施工过程中随时监测，识别基坑施工中边坡和挡土墙结构的应变率，及时发现基坑的沉降、裂缝和变化。基坑周围的地面。（2）严格控制基坑周围荷载，设计计算中不要漏加荷载，施工时不要随意加荷载。（3）检测基坑周围的地上建筑物、地下建筑物、道路、管道等，并采取预防和保护措施。（4）在基坑施工过程中，要时刻注意天气变化、降雨和气温下降的预报。采取适当的防灾措施。（5）施工现场备有草袋、水泵、油等紧急物品。

3.4 边坡正常使用下的基坑保护措施

（1）斜坡3m内禁止超重车辆和重物。必须在距基坑3.0 m  处安装护栏。（2）坡度超出3m范围时，距支座边坡3m处的荷载不应超过1.5ton/m2。（3）斜坡附近的水、污水管道和污水管道不应损坏或过度泄漏。（4）修建排水沟或蓄水池时，不应靠近支护坡基，距离不应小于20 cm，同时坡基混凝土面不应损坏[6]。（5）及时准确识别基坑周围10m内各种给水、排污管道的状况，如遇水、排污堵塞或损坏，应及时处理（响应应急措施）必须采取）。如果无法立即修复），请定期疏通下水管道，以确保畅通无阻。（6）注意坡顶、坡脚的防水排水，基坑周围10m范围内的各种施工及生活用水和雨水不直接排入未硬化的地面，防止地表水进入。斜坡、坡顶和坡脚积水必须及时排出，防止坡顶和坡底长期潮湿。（7）边坡支护设计不考虑不可抗力（如地震等）作用下的稳定性。

4 结语

实践证明，危险源预警对于深基坑施工具有积极而重要的指导作用。准确的预警可以实时预测工程危害，及时采取行动，消除危害，预防重大安全事故。因此，对危险源进行预警，及时发现危险，及时组织应急救援，尤其是在地基薄弱、地质条件复杂的深基坑施工中。这也是保证深基坑安全施工的关键。

参考文献

[1] 史一凡.深基坑施工过程中安全风险研究[J].建筑技术开发，2020（6）：162-164.

[2] 郭建，錢劲斗，陈健，等.地铁车站深基坑施工风险识别与评价[J].土木工程与管理学报，2020（5）：32-38.

[3] 刘建.浅论房建工程深基坑施工风险及控制[J].建设科技，2017（21）：119.

[4] 李成禹.深基坑工程施工安全专项方案应该论证的内容探讨[J].建筑安全，2020，35（10）：4-8.

[5]胡敏，熊宇璟.建筑深基坑工程施工质量及安全管理措施分析[J].住宅与房地产，2019（4）：113.

[6] 闫若钰，王宗敏.基于BIM技术的土石方调运程序化探究[J].土木工程与管理学报，2021，38（6）：203-209.