浅论软土地区深基坑施工的安全技术措施

浅论软土地区深基坑施工的安全技术措施

在软土地区深基坑工程中，由于设计不合理、施工不当、或恶劣天气等原因，經常发生边坡滑移、坑底隆起、支护垮坍、相邻建筑物及路面塌陷或开裂等等工程事故，直接影响施工进度和工程造价，甚至危及人民的生命财产安全，对外造成恶劣的社会影响。本文结合作者近十年来在典型的软土地区温州的深基坑施工管理的体会，探讨了软土地区深基坑施工的安全技术措施。

标签： 软土地区;深基坑;施工;安全技术;措施

深基坑工程的定义是深度超过5m（含5m）的开挖、支护、降水工程，或深度虽未达到5m，但地质和周围环境复杂，地下管线众多或邻边上有特殊重要建筑物的基坑（槽）开挖、支护、降水工程。软土地区土层特性以淤泥质粘土和饱和淤泥为主软弱土层，其强度低，具流动性和高压缩性，土工力学性差。软土地区深基坑工程将比通常规的深基坑更为复杂，安全问题更为突出。软土地区深基坑工程是复杂、动态的系统工程，是具较强经验性和区域性的工程技术，安全措施不当，不仅可能造成基坑本身失稳，还可能秧及周边，甚至有时基坑本身处于安全，但周边已经出现严重的沉降开裂。深基坑工程实施全过程应充分重视区域性的既有经验，做到施工方案合理、技术措施周密、检测（监测）手段齐全，努力做到动态化设计，信息化施工，进行安全风险管理，施工企业才能实现基坑安全同时又有良好经济回报。

一、影响软土地区深基坑施工安全的主要因素

深基坑工程施工是一项技术综合性强、施工周期长的临时性工程，同时也是一个涉及设计、施工、管理等多方面的系统工程。软土地区由于其复杂的成因，土层分布往往不均，

且由于主要在城区，土层受人类活动影响大，情况更显复杂。近些年来，基坑垮塌事故时有发生，造成周边的变形沉降等不安全事故也呈高发状态。影响软基深基坑施工安全的因素很多，其中设计、地质条件和施工因素是主要原因。

1、设计方案对深基坑施工安全的影响

据统计，由于设计因素造成的深基坑事故比例占到46%，这是因为深基坑工程的设计和土质和地下水条件关系密切，设计时如果不能全面地掌握基坑所处地的水文地质、工程地质和气候条件等特点，没有充分论识软土地质在各地的差异，软土的流变性，施工中车辆振动、降雨和周边堆载等许多不利条件带来的荷载的变化，施工过程中如果出现这些不利条件和设计模拟条件严重不一时，就很容易造成突发性安全事故。还有的设计单位，低设计费抢活，设计师为新手，缺乏经验，更有的靠一套软件就敢设计，计算粗糙，造成施工风险加大。由此可见，从设计本身出发研究设计工况多变性和软土各地不同的特性及具备相当的实际经验，对软土深基坑施工安全的影响是十分必要的。

2、水文地质条件对深基坑施工安全的影响

基坑工程的施工和地质条件密切相关，即使在一个深基坑工程所处的深度、位置不同，地质条件都不同，有时甚至会相差巨大，勘查本身也不能做到百分百到位。如没有考虑这点，施工中巡查不仔细，往往给深基坑工程的安全施工带来了很大的难度。笔者2006年在温州的一个11m的深基坑项目，基坑三边没问题，但西边地层中在地面下3米有一层约0.6m厚的小范围粉砂层（地质报告未揭示），因与20m外的河道相通，造成严重的管涌现象，造成地面陷落0.050m，花岗岩面板开裂，好在是河滨公园没有大的影响，维修费用不大。如果是民房，后果将十分严重。

3、施工因素对深基坑施工安全的影响

深基坑的安全事故除一部分设计错误或考虑不周外，绝大数与施工因素有关。主要表现在施工中任意更改设计方案、没有严格遵守施工规程、各工种工序之间的协调和保护不周、深基坑支护的施工质量差、基坑开挖中没有严格分层开挖、施工组织设计不合理、土方开挖和支撑施工的施工工序管理不善、盲目抢工期、对出现的警告麻痹大意，对于邻近建筑物的影响施工管理不当和基坑周边不合理的堆载超载等。

二、软土地区深基坑施工安全技术措施

软土地基深基坑安全要求是既要保证支护系统的稳定，又要周边环境影响在可接受的范围内，特别是后者在城市建设愈加重要。软土地区沉基坑事故突出现象是：地层中含粉沙层时，因不合理的降水或产生管涌以及淤泥的流变性造成周边的建筑和地下管线受损;外部环境突变后如暴雨，边坡塌方。软土地基深基坑的主要特点有：基坑工程一般作为临时性结构，安全储备小，有较大风险性;软土地质区域性强，土质性能差异性大;周边环境条件影响大，与基坑安全与环境息息相关;时空效应强，不同的施工顺序，不同施工工况，受力和变形结果影响往往很大不同;设计理论不完善，理论计算与实际差往往较大;基坑系统性强，设计与施工组织需整体联动，及时反馈现场信息以不断完善设计;软土地基环境效应强，对周边影响大，且往往是主导施工安全更重要的因素等。施工单位作为法定现场安全的主体责任单位必须根据软土地区深基坑工程特点，实行针对性安全技术措施：

1、切实重视施工组织设计

施工组织设计作为指导施工的纲领性文件，考虑软土地区深基坑特点和地域差异性，项目部一定要高度重视编制工作。编制者切忌照搬照抄，盲目套用。应避免编制施工方案

中目前存在的个别不良现象：编制靠下载，会审做样子，施工全走样，出事全乱套。杜绝施工单位盲目乐观，过分自信，靠运气施工。应根据软土深基坑施工特点，结合周边环境条件，针对地下水控制，淤泥的流变特性，重点做好换撑，挖土时序，坡度，以及台风，暴雨等特殊状况，制定出针对性强、措施得力、全面合理的施工组织设计或施工方案。对一些周围重要的保护对象，要参考方案设计预估的变形情况，提前制订保护的方案和措施。对一些不深的而又重要的地下管线如天然气管，供水管等，笔者的经验是尽可能开挖出来做主动保护，一是可以让产权单位主动参与进来，二是有沉降效果直观，可采取的办法多，且费用相对低廉。

2、熟悉现场情况（地下线、沟槽、邻近建筑物的位置），及时反馈信息在熟悉设计图纸和相关设计资料的同时，施工前和施工过程中都必须对施工现场进行认真的勘察，掌握現场的第一手资料。例如对工程所在地区的自然条件、气象因素、现场环境和其他同区域类似工程施工的情况进行调研，为现场的安全管理和编制合理切合工程实际的施工组织设计和各类安全技术措施提供依据。对建设方提供的管线资料，要进行核对，重要的地下管线进行坑探。对特别重要邻近建筑，可要求业主在相应的基坑围护处增加必要的补充详勘，避免同一基坑出现个别不同地层，造成施工安全隐患。对现场的情况调查不能仅限于施工红线内，还要对红线外周围的情况了解清楚。软土地基特别是关注周围30-50m范围内有无河道，池塘等及河道的常水位和偶发暴雨时水位，及河水是否有与基坑相通等，此类问题往往导致一是水头压导致边坡失稳，二是形成流沙管涌，严重影响基坑安全。笔者曾在一个房建工地看到，才5m深住宅基坑，因施工方没对坑外25m外一条河道引起足够重视，没有采取隔水帷幕，结果一场暴雨，邻近河道水位快速上升，巨大的水压力致使将要完工的基坑1/3跨塌，损失惨重，工期拖了9个月，延误了房产预售时间，遭业主方巨额索赔，教训十分深刻。还有一点要注意的是施工时应按设计方案施工，但千万不能迷信设计，因为基坑工程有地域性，且设计本身必然存在与实际偏差情况，是门经验性很强学科。对施工中出现的问题，一定要保持清醒，当发现与设计条件不同之处或其它异常征兆，要立即

向业主和设计反馈和采取应急措施，避免发生事故。

3、严格规范现场施工，做到有序作业，文明施工

树立基坑虽是临时工程，但施工质量决不能有临时观念。基坑施工强调时空效应，其设计也是按模拟的工况进行的，不按设计的顺序和要求，往往导致不可预见的后果发生。因此施工一定要按设计和批准的施工方案进行，严禁盲目盲干。特别要坚持以下几点：土方开挖分层，分段，均匀、对称，先撑后挖，严禁超挖;开挖面要及时封闭;每层软土一次开挖的深度和长度都要符合设计和规范要求，如温州规定淤泥层每次挖深不超过1m等;坑底暴露时间往往有严格要求，如坡脚处有的规定不超过24h;挖到坑底时，要尽快完成垫层作业，暴露时间不超过24-48h;支撑没有达到强度或示施加预应力前，严禁先挖;要结合巡检和监测结果，及时修正施工;对报警和异常情况必须要先查清原因后继续作业;施工过程中全程要关注边坡变形和坑壁渗水情况，加强排水，防范流沙和管涌发生;关注支撑与坑壁冠梁可靠连接性，温州规定超过4米基坑第一道支撑须用水泥混凝土结构，主要是考虑其连接相比钢管相对可靠;对确需修改设计方案的才能施工的，应履行审批手续。

4、加强施工过程中的监测和安全巡检

基坑维护和支撑结构受力随开挖状况发生变化，基坑侧壁和邻近建筑物地下管线发生变形沉降，要了解这些变化情况，需要进行全过程监测。通过监测并整理分析监测数据，一方面验证设计是否合理，同时将监测过程结果反馈给设计，做到动态设计，这对安全施工有十分有益。另外，监测还能及时预报险情，能最大限度保证基坑安全。当然除了建立仪器监测以外，不可缺的是建立专人定期和不定期的全范围巡回检查。巡检有时发现问题往往更快更有效。不仅是基坑内，还要对坑外地区进行巡检。巡检要特别对围护桩间的渗水流砂，对护坡面有无裂缝，对相邻区道路沉降，对基坑边的堆土和动载情况进行重点巡

视，发现问题及时反馈并采取措施，以真正做到动态设计，信息化施工，切实提高施工安全可靠性。对周边已存在本身结构欠佳的建筑如居民楼等，笔者的经验是事先聘请有背景的危房鉴定机构入户，对施工前的真实情况出具报告，避免施工中不是施工原因造成的开裂住户却赖到施工方，使施工方免受不白之冤。

5、必须建立和完善应急救援预案

由于软土地区深基坑施工具有较大的危险性，针对深基坑施工的特点，施工企业应当建立和完善应急救援预案，防患于未然。

坚持统一指挥，分级负责的原则。施工企业应建立从企业到项目部再到作业组的应急救援，从人、财、物上全面落实，充分发挥事故单位及施工所在地的优势作用。必须充分发挥各方面的主动性和力量，形成统一、高效的救援指挥部，一旦有事故发生，能迅速启动救援机制，迅速有效地组织实施救援，尽可能避免和减少伤亡事故发生。

必须坚持常备不懈的原则。常备不懈是事故应急救援工作的基础，在深基坑施工时，应根据深基坑作业的特点及可能发生的事故，特别是要针对支撑失稳，边坡滑移，坑底突隆，恶劣天气等做好事故的抢险预案。要备足必要的抢险物资如抽水泵，杜漏器材，挖掘机，发电机组等，并定期进行检查维护。平时还应组织演习，以检验方案，提高抢险人员水平。对演习中出现的问题不断总结提高，确保需要时队伍设备拉得出打得响。

6.积极推广深基坑施工风险管理

对特别复杂的软土地区深基坑工程或施工单位经验不足的工程等，为确保安全，建议积极推广风险管理理念和做法。按风险源辩识，风险估计，风险评价和风险处置程序，提

出风险控制的具体措施，责任到人，实行风险闭环管理，真正做到横向到边纵向到底，不留死角，科学防范各类基坑风险发生。这将是今后施工单位提高深基坑施工安全水平的重要方向。

三、总结和建议

随着城市化进程的不断推进，软土地区深基坑工程将越来越普遍，周边环境要求也越来越严。而基坑支护结构的安全稳定，特别是其对周边建筑物和地下管线的运行影响，与安全老百姓的生活息息相关而与越来越受到社会关注，作为现场安全的责任主体施工单位需要切实强化安全理念，针对软土地区深基坑的特点，科学有序组织施工，建立和落实各项安全技术措施，严格遵守施工规范，加强监测和巡防，建立应急预案，杜绝和减少各类安全事故，才能在保证企业在安全的前提取得到良好经济回报。

参考文献：

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