浅谈深基坑支护工程安全施工管理

摘要：本文对深基坑支护的安全施工问题进行了分析讨论，对问题产生的原因提出了一定的安全施工管理措施，严格施工过程管理,从而预防安全事故的发生。 关键词:深基坑、支护、安全施工

引言

随着城市建设不断地扩大对地下空间的开放和利用，深基坑支护工程研究已发展成为一门新兴课题.在深基坑支护工程中，由于设计不合理，或施工不当，或自然灾害等原因,经常发生基坑垮塌、建筑物及路面塌陷或开裂、基底隆起等等工程事故，直接影响施工进度和工程造价，甚至危及人们的生命安全。因此,深基坑工程的安全施工,显得尤为重要.本文通过对施工过程中容易出现的安全问题进行分析，提出了一些相应的安全措施。

1 深基坑支护安全问题的原因及类型

1.1深基坑支护工程安全问题类型

深基坑支护结构破坏屡见不鲜,破坏形式多种多样，常发生的主要有:坑内土体塌方和滑坡、支护结构产生位移破坏、坑底土体管涌、流砂、支撑破坏等.

1）基坑边坡土体受到破坏：这种破坏往往导致围护结构位移、坑周构筑物沉降倾斜,更严重者甚至使基坑附近的建筑产生开裂，后果十分严重。这种破坏的原因主要分为3类：a。由于勘察及设计过程中原因，支护结构的整体安全度不满足实际要求，从而导致了支护结构整体上失稳或是局部关键的区域失稳的破坏；b。由于施工原因，

在施工过程中，由于没有按设计或规范施工，一挖到底、支护不及时、开挖顺序不当、在坡顶处的堆载影响等等；c.由于自然因素,如暴雨等，使得基坑边坡的土体的强度降低，从根本上降低了基坑工程的整体稳定系数,从而发生了破坏。如中山市西区大厦地下室,开挖深度7m，淤泥质粘土,附近有6层住宅，由于支护挡土桩埋深不够，防水不严，开挖至6m深度时北向挡桩倾斜，边坡失稳，造成住宅倾斜2～7cm,后采取及时回填控制稳定。

2）支护结构受到破坏：也就是支护结构构件的强度不够,从而发生破坏，或是支护结构的位移过大,使基坑周边的建筑物产生了沉降位移。这种破坏产生的原因只要有3种：a由于勘察设计过程中参数的选取,或支护形式的选取不当而产生的；b由于施工过程中的不当，如支撑不及时，或是提前施工下一道工序,施工质量不合格等产生;c由于自然因素，如暴雨等,使得部分基坑边坡的土体强度降低,增加了支护结构上作用的土压力,从而使结构的构件发生破坏.

3)支护结构渗漏水产生的破坏：从而引起坑外的土体流失，使得基坑施工范围外的建筑物的地基土发生流失,其建筑物产生沉降,发生破坏。其主要原因有在勘察的阶段没有探明地下水的分布、支护结构的帷幕不密实或接缝未处理引起渗漏水或降水措施不合理、未充分排除土层内地下等原因产生的。

4）坑底土体管涌和流沙：含水砂层中的基坑支护结构,在基坑开挖过程中，板桩墙内外形成水头差，当动水压的渗流速度超过临界流速或水梯度超过临界梯度时，就会引起管涌及流沙现象。基坑底部和

墙体外面大量的砂随地下水涌入基坑，导致地面塌陷，同时使墙体产生过大位移,引起整个支护系统崩塌。有时开挖面下有薄不透水层,薄不透水层下是一层有承压水头的砂层,当薄不透水层抵挡不住水头压力，在渗流作用下被切割成小块脱离原位，也会造成支护结构的崩塌破坏。

1。2 深基坑支护工程安全问题的原因 1.2。1 安全问题发生的内在性

内在性的原因主要有以下方面：1）基坑工程主要集中在市区，往往施工场地狭小，周围建筑物密集，邻近道路和市政地下管线,因而对基坑稳定和变形控制要求极高，施工条件差，难度大.2）基坑工程涉及面广，技术性强，同勘察、设计、施工、监测、管理等都有关。基坑设计和施工涉及地质条件、岩土性质、场地环境、工程要求、气候变化、地下水动态、施工程序和方法等许多复杂问题，任何一个环节出错，都有可能导致安全事故的发生.3）基坑工程施工周期长，且为隐蔽工程，常需经历多次降雨、周边堆载、振动、施工不当等许多不利条件，安全度的随机性较大，难以防范。4）基坑工程中不确定因素多,如岩土性质个体差异大，勘察数据离散性大；土与支护结构作用机理研究不深入，致使安全系数的选取也具有不确定性。 1。2.2安全问题发生的外在性

1）基坑勘察因素。工程勘察资料及结论是设计的基本依据。勘察资料不详、不准、疏漏，勘察结论不完备、不准确。势必为深基坑支护工程潜伏下事故隐患。2）设计因素.计算参数选用不准确；支护

方案选择不当撑锚设计有误；设计的安全储备小；荷载取值不当，与实际受力状态有较大出入。3）施工因素.防水、降排水措施不当；施工质量差；施工方法不当；施工人员素质低，安全意识薄弱；相邻工程的不利影响；深基坑采用分包形式,围护、支撑、降水、挖土为不同工程队承包,配合不好而导致安全问题。

2深基坑支护工程的安全管理

2.1在设计方面应做的工作

(1)地质勘察的准确性.特别要重视深基坑开挖所在地的工程地质特点和地貌的查勘。重要的是对土的特性和场地土质的稳定性问题进行尽可能准确的评述。

(2）深基坑支护方案的正确选择和设计.深基坑支护方案很多，工程造价也千差万别，因此设计方案的对比选择就显得十分重要。有的工程因方案选择不当，使支护工程造价很高,其结果还发生了倒塌事故。目前不少城市,实行了对深基坑支护结构的专家审查制度,通过专家论证,本着安全、经济、合理的原则对多方案进行比较，并限制开挖深度，是值得借鉴的. 2.2在技术方面应做的工作

（1)组成从项目经理到施工班组长的技术交底班子。充分认识深基坑支护设计与施工所要达到的目的和作用,并让每位参与者都熟悉施工的每一个环节,严格执行有关规范，做到监督和管理的作用，确保施工技术方案的实施。

（2)按图施工，动态控制。深基坑支护工程主要以挡土、防水等

为主要目的,而设计的单一或复合挡土支护结构,有理论依据和可行性，必须尊重设计、按图施工，但施工中的不确定因素及设计所依据的资料有可能与实际情况不一致，要求在施工中必须依据实际的情况,相应作出一些调整,达到规范要求.

(3）推行信息化施工，包括预测、信息采集与发馈、控制与决策等方面的内容。由于深基坑开挖过程中,边坡稳定存在很多潜在的危险和破坏的突然性，地下工程受各种水文、地质、雨水等复杂条件的影响，特别在基坑有基础埋置较浅的建筑，或有重要的地下电缆和市政管线，很难从理论撒谎能够预估出现的问题.因此，必须加强观测,进行信息化处理，根据土层位移的时空效应，及时掌握土体变形，发现异常情况及时采取措施,预防安全事故发生。 2.3在材料管理方面的工作

施工中应及时做好材料送检工作，所用的材料必须有出厂合格证，送检合格后方可使用，杜绝使用不合格材料。建立健全建筑材料管理制度,落实到位.对人员加强安全意识，并制定相应的安全职责，做好安全教育工作，牢固树立“安全第一，预防为主\"的生产方针。做好“五同时\"教育工作.对深基坑不安全或有安全隐患部位,应明示挂牌，提醒工人注意安全。 2.4施工质量与施工组织

围护结构的施工质量及土方开挖的合理组织也是很重要的。良好的施工质量和合理的施工组织可以弥补设计上的某些不足，反之，低劣的施工质量和施工组织会使合理的设计付诸东流，在这方面有着

许多深刻的教训.在开挖过程中应严格按“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖\"原则。

2。5降水排水及止水问题

在深基坑开挖，降水排水及止水对工程的安全和经济有重大影响，多数基坑工程事故与水都有直接或间接的关系。水处理的主要目的是：在基坑开挖过程中，要保持坑内干燥；防止坑底出现流沙及坑底土泡水软化，降低强度；坑外土层降水后减少对围护桩墙的水压力,提高支护稳定性；降水或止水可防止坑外土粒流失，引起地面沉陷而影响邻近建筑安全。

3结语

由于基坑理论研究还不成熟，随着对岩土体研究的更加深入，新的工程地质勘察技术的出现及新的计算方法，如有限元等深入的运用到基坑工程中来，从基坑安全问题的内在着手，大大减少基坑工程中的事故。在深基坑开挖过程中，其受多因素影响，所以要通过施工过程中安全管理，严格控制施工质量，从而减少基坑工程中的事故,将会一直是现在及未来的一个重要内容. 深基坑工程事故分析及防范措施

随着深基坑工程数量的增多,基坑工程安全问题也显得日益重要。本文在对大量基坑工程事故调查、分析的基础上，从基坑工程自身因素和勘查、设计、施工等外在因素方面总结了常见的引发工程事故的各种因素,给出了应注重勘查、设计及施工监测等内容的防范措施,以期能对工程设计和施工有所帮助。

0 前言

随着高层建筑和城市地下空间利用的极大发展,深基坑工程的数量迅速增加,基坑围护体系的设计计算方法、施工技术、监测手段以及基坑工程理论在我国有了很大的进步。但由于基坑工程的区域性、个体差异性、复杂性及不确定性，基坑工程中发生事故的概率往往大于主体工程，事故率可达到20 ％左右.

本文通过对大量深基坑工程事故资料的整理分析，总结了常见的导致工程事故的因素以及防范措施，以期能对工程设计和施工有所帮助。

1 基坑工程事故内在因素

基坑工程的自身特点是事故发生的内在因素,主要表现在以下方面： (1) 基坑工程主要集中在市区,

往往施工场地狭小,周围建筑物密集，临近道路和市政地下管线，因而对基坑稳定和变形控制要求极高,施工条件差,难度大。

(2) 基坑工程涉及面广,技术性很强，同勘察、设计、施工、监测、管理等都有关.基坑设计和施工涉及地质条件、岩土性质、场地环境、工程要求、气候变化、地下水动态、施工程序和方法等许多复杂问题,任一环节出错,都有可能导致工程事故的发生.

(3） 基坑工程施工周期长，且为隐蔽性工程,常需经历多次降雨、周边堆载、振动、施工不当等许多不利条件,安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突然性,难以防范。(4) 基坑工程中不确定因素多，如岩土性质个体差异大,勘察数据离散性大；土与支护结构作用机理

研究不深入，致使安全系数的选取也具有不确定性.（5） 基坑工程属临时性工程,建设方一般不愿投入较多资金,一旦出现事故,处理十分困难，造成的经济损失和社会影响较大。 2 基坑工程事故外在因素 2. 1 基坑勘察因素

工程勘察资料及结论是设计的基本依据。勘察资料不详、不准、疏漏,勘察结论不完备、不准确,势必为深基坑支护工程潜伏下事故隐患.例如某工业大楼深基坑,因地质资料仅评价了基础桩范围( - 6～ — 23m) 土层，略去了对— 6m 以上淤泥层强度指标的正确评价,而淤泥层正是基坑支护桩上主动土压力的主要土层，设计时也未做补充勘查.结果造成重力式挡墙支护体系滑移、倾斜，基坑内大量涌土,基坑外土体滑塌,临近生产厂房外墙开裂等重大事故. 2。 2 设计因素

（1) 计算参数选用不准确。计算参数的选用直接关系到设计计算或验算的准确性。如地处长江下游冲积平原的某工业大楼，表层系杂填土,其下为厚8. 0m左右的淤泥质软粘土层，坑深4。 8m ，基坑采用4 排〈600mm的搅拌桩形成围护墙，墙入土深度8。 0m。由于设计中所取C 和φ值偏大，最终导致了围护结构偏移过大，伴随坑底大量涌土的工程事故的发生。

（2) 支护方案选择不当。深基坑支护方案的选择,取决于基坑实际开挖的深度、地基土体的物理力学性质、地下水位、周围环境、设计变形要求以及施工条件等诸多因素,任一因素考虑不周或疏忽都有

可能造成严重后果。海口市机场东路宇海宾馆基坑工程,坑深8m ，采用喷锚支护.当开挖至基底时，其南侧某旅行社的三层砖混结构突然发出断裂响声，结果该旅行社楼房全部滑入坑内，专家分析主要原因便是支护方案选择不当。

(3） 撑锚设计有误。土钉设计间距、位置不当或长度不足而引起土钉抗力不足;支撑支点太少、位置不当或间距过疏而引起支撑杆件产生过大变形等.如石家庄某购物中心,因计算中将土钉间距算做1。 0 m(实为2. 0 及1. 5 m) 而使土钉强度不足，致使桩间土成片掉下，土体滑动，结果48 根桩被折断。

(4) 设计的安全储备小。为了追求经济(业主的责任） ,过大地折减主动土压力减小支护结构配筋;验算中使用的安全系数过小，最后导致支护结构较大变形、滑坡、管涌、流砂等事故。如长春新世界广场的基坑工程,坑深16m ,桩锚支护，二层拉锚.基坑开挖至坑底后,基坑东南角部分桩下部折断而造成塌方;西南角部分桩严重变形。其主要原因便是桩抗弯安全系数取值小于1。

（5) 荷载取值不当,与实际受力状态有较大出入。支护结构设计时，对某些活载或施工荷载考虑不足或漏算，导致实际的地面荷载增大，主动土压力变大，使支护结构产生过大变形。如杭州某循环水工程便因漏算或少算基坑地面荷载而令支护结构失稳。 2. 3 施工因素

(1) 防水、降排水措施不当。地面防排水措施不完善,大量雨水渗入或地下水管渗漏，从而导致土体C 和φ值下降；基坑降水时未做

止水帷幕或止水帷幕不连续、不封闭，基坑内严重渗水并引起基坑周围一定范围内土体的不均匀沉降。福州市五四路某酒店一层地下室，坑深5m ，采用300mm ×300mm 预制桩，间距600mm。其北向为交通要道，路旁有条河沟.基坑开挖时,由于没有采取堵水和降水措施，导致围护桩桩间土大量流失，引起相邻道路沉陷500mm ,施工期间汽车只得绕道通行。

(2） 施工质量差。施工工艺落后,设备陈旧,管理水平低,监理工作不力等使施工质量极差.如灌注桩强度达不到设计要求,止水桩起不到止水效果,压密注浆深度不够等.上海黄浦区宁中大厦围护工程，围护设计构造为三层.第一层为〈800、长16. 3m 钻孔灌注桩，第二层为〈500、长12m 深层搅拌桩,第三层为深12m 压密注浆。深基坑开挖后发现圈梁与围护桩之间夹泥严重,搅拌桩之间未相交有12 处，压密注浆深度不足，仅6~10m ，结果造成深基坑严重渗水。

(3) 施工方法不当。这方面的现象比较普遍,如基坑开挖应按设计施工顺序进行,应遵循“先撑后挖，严禁超挖”的原则，并进行及时支护。开挖顺序不当或超挖而挖后未及时支护，便极有可能引起工程事故。例如济南经纬大厦，基坑开挖采用土钉支护方案,挖土单位一次挖土深度达6m 之多，严重超挖,致使支护跟不上,造成基坑局部倒塌.

（4） 施工人员素质低,安全意识淡薄。施工人员对工程事故毫无所知或安全意识差,在施工时随意改变设计意图或不进行施工监测或对监测数据分析处理不力，从而造成工程事故。这样的例子也较普

遍。如北京某中心大厦，采用钻孔灌注桩支护,桩长14。 5m ，施工中施工人员随意修改设计,取消桩顶锚杆，使支护桩成为悬臂桩而破坏.

(5) 相邻工程的不利影响。相邻基坑同时施工,如一个基坑开挖，一个基坑打桩,由于打桩速度快，产生超静水压力,造成严重的侧向挤土作用,使相邻基坑支护桩移位甚至破坏.如浦东新上海商业城良友商厦深基坑开挖时,与之紧邻的供销商厦开始打桩。其结果是不久良友商厦工程桩和紧邻供销商厦的围护桩均发生严重位移,双方都蒙受了巨大损失。

（6) 基坑周围因过多堆载而超载.由于施工场地狭窄,挖土及建筑材料等堆放在基坑边,或大型施工设备行走于基坑边，从而使桩顶严重超载，支护结构变形。如浦东某深基坑边堆放了400t 钢材，而导致基坑失稳。

（7) 深基坑采用分包形式，围护、支撑、降水、挖土为不同工程队承包,配合不好而导致工程事故。如北京某深基坑工程,基坑设计、支护桩施工和拉锚施工各为一施工队承包，结果设计时不考虑施工实际情况,而施工方也不按设计要求进行施工，最后导致支护桩大变形的工程事故。

2. 4 其他因素

(1) 突发性原因或其他不可抗自然因素。由于突发性的地震，山洪或连降暴雨的发生,造成支护结构的严重破坏.如北京某老干部活动中心,基坑开挖阶段连降暴雨、水泡基坑,造成支护桩顶位移达0。5m ,

周围地面严重开裂、塌陷,后来紧急增加一层锚杆进行加固，才避免了一场大的事故。

（2) 土的冻胀。土冻胀时会对支护结构产生冻胀力，若有水源补给时,冻胀力可能成倍增加,致使结构破坏.另外，冻土融化时,还会产生融陷，破坏原有结构的完整性，为结构失效留下隐患.如鞍山某大厦基坑工程，采用10cm 厚加筋土支护结构。由于下水井渗水,基坑内土体发生冻胀,结果导致基坑失稳。当然，以上只是造成深基坑事故的一些主要原因,每个深基坑事故可能都是有许多不利因素组合在一起而共同引发的,它与深基坑工程自身、勘察、设计、施工、工程监测及工程管理、自然条件等因素都有密切关系，是个综合而且复杂的问题。

3 防范措施

（1） 重视地质勘察工作,特别要重视深基坑开挖所在地的地形、地貌、水文和工程地质特点的查勘.对支护结构的稳定性和安全性易造成威胁的重要地段、重点地层和重要的土质指标要保证其可靠性。对不符合要求的勘察资料，不得进行深基坑支护的设计与施工。

（2） 基坑工程要做到精心设计,确保安全可靠.鉴于基坑工程的复杂性和高风险性，要求决策者掌握本地区或类似条件下的成功经验与失败教训,根据自身工程要求和条件综合考虑,做出一个安全、可靠、经济的包括围护结构选型、设计、土方开挖、控水、地基加固等内容的整体设计方案。还应作好防冻、防雨甚至防震等措施工作。

（3） 设计计算要全面分析，避免漏项，选用合适的受力模型,

准确选取计算参数，应考虑各种不利条件下的情况。

(4) 要重视地下水的影响,做好降水、排水和防水工作，因为不少工程事故产生的原因就是水的影响造成塌方。对水的处理不仅是指地下水，也包括土层中滞水、地下管道渗漏水、地面无组织排水、以及施工期间的雨水等。

（5） 深基坑施工,包括围护、支撑、降水、开挖以总承包为宜。围护结构设计也应该由总承包单位委托，减少因配合不好而导致的质量问题。

（6) 相邻深基坑工程施工时,挖土与打桩应避免同时进行。 （7) 加强施工管理,重视施工监理与验收工作,严把质量关;认真做好施工监测工作,将问题消灭于萌芽状态。

4 结束语

深基坑工程存在相当大的风险性,查明各种基坑工程事故原因并做相应的预防措施,是减少事故数量、提高基坑开挖与支护技术的必要条件。