深基坑工程施工安全管理

摘 要：深基坑工程是高层建筑重要的施工项目,如何做好深基坑工程施工安全管理工作直接关系到建筑的整体质量安全.本文结合工程实例,围绕障碍物清除、基坑围护质量、基坑开挖、模板搭设和洞口防护等方面探讨了深基坑危险源的控制工作,提出一些切实有效的控制措施,以供同行借阅.

关 键 词 ：深基坑工程；安全管理；基坑开挖；控制措施

随着我国社会经济建设步伐的加快,城市建筑行业得到进一步的发展,高层建筑基坑开挖深度越来越大,对深基坑工程的质量安全也提出了更高的要求.深基坑工程是建筑施工中的重要组成部分,具有施工难度大、建设周期长、技术含量高和危险性高等特点,在施工过程中需要穿越许多建筑物及地下管线设施,稍有不慎就会导致坍塌、滑坡、建筑物损坏等事故,这不仅会影响到深基坑工程的施工进度及经济效益,严重情况下还可能造成人员的伤亡和财产的损失.因此,建设单位有必要加强深基坑工程施工的安全管理工作,采取必须的措施解决好施工过程中的危险源,从而确保深基坑工程的质量安全.

1.工程概况

某建筑工程基坑宽度12.5～13m,开挖深度为0～13m,基坑西边处是220kv电缆横跨通道,基坑东边；还有42孔电信、φ500mm、φ300mm煤气管、φ700mm上水管,北侧是国家级历史文物保护建筑.整个施工过程对基坑的稳定性和安全管理很关键.

2.危险源安全控制措施

2.1 地下障碍物清除

沿基坑地墙围护范围内,除了有废弃的地下管线,还有防汛墙及基础,以及地下人行通道和围护板桩等众多地下障碍物需清除,基础结构为承台以下8～10m的洋松桩轴线方向有两排间0.6m树根桩,桩长30m,共94根.离排桩16m处有2群锚桩,共46根.对于需要拆除的承台及拔除的桩基数目较多,在施工前需予以清除.老防汛墙与地下通道结构管线关系为平行或斜交,围护施工中将大面积的接触到防汛墙基础及块石基层.同时旁边紧贴基坑的的历史文物保护建筑和地下管线需要保护,确保其在基坑施工过程中的安全,清障工作必须尽可能减小对周边土体的扰动.且基坑两侧紧贴有大量地下管线,主要有外滩排水系统的雨、污水管,管径最大至2m,埋深至4.8m；近基坑西边处220kv电缆横跨通道,近基坑东边；还有42孔电信、φ500mm、φ300mm煤气管、φ700mm上水管.另外,为保证外滩地区交通需求,施工场地非常狭小,场外车道紧贴基坑围护（间距基本上均为3m以内）.

如采用常规大开挖方式进行清障施工,一方面无空间进行放坡,另一方面在清障基坑产生的周边沉降将直接造成外侧车道路面和地下管线的沉降,以及对文物保护建筑群产生安全危险,极可能造成很大的社会影响；如采用先打设临时围护再进行清障,后回填加固的方式清障,根本无法满足工期控制要求.所以经反复分析论证,最后决定清障工作采用全回转钻机,该设备能有效清除钢筋混凝土和原有桩基.由于该设备在清障过程中,采取先用钢套管强行切断障碍物,再从套管内用抓斗取出障碍物,后在套管内回填掺有水泥的土方,最后拔除钢套管,故清障过程中对周边土体的扰动相当小,不需设置临时围护结构,有利于对周边环境的保护,控制在清障过程中的沉降和变形,特别是对北侧的国家级历史文物保护建筑尤为重要.又能满足工期控制要求.

对坑边的历史保护建筑和地下管线,从地下障碍物清除施工开始进行全面监测,并在保护建筑物与基坑之间设置跟踪注浆管,如周边沉降达到报警值80%时,立即暂停施工,进行跟踪注浆,或进行管线加固等措施.

2.2 基坑围护质量的控制

围护质量是保证深基坑施工安全的关键点之一,如果基坑围护结构中存在较大隐患,就有可能造成开挖阶段基坑坍塌或流砂、管涌等质量事故,并产生财产损失或人身伤亡等安全事故.故围护施工质量控制对深基坑安全控制显得极其重要.

本工程沿线大部分区域分布有第②0层江滩土,该层为黄浦江新近沉积,沉积年代较近,以粘质粉土为主,土质松散、不均,呈欠固结状态,地基承载力低且差异较大,在动水压力下易产生流砂现象；同时工程范围内存在暗浜；另外前期地下障碍物清除过程造成槽段范围内原状土体破坏,在地下连续墙成槽过程中易发生坍塌.因此,必须采取必效措施预防槽段塌孔对控制地下连续墙的施工质量十分重要.为确保成槽过程中的槽壁稳定,防止塌孔,对槽段两侧土体采用φ650mm三轴搅拌桩进行预加固,加固深度为坑底以下4m,搅拌桩强度要求达到1.0MPa.同时在成槽过程中,泥浆应随出土进度及时补入,严格控制泥浆比重,保证泥浆液面高度,以防槽壁失稳（图1）.

图1 三轴搅拌桩加固

2.3 开挖阶段安全措施

土体开挖形式和空间分布形式与基坑变形有着密不可分的联系,合理的土方开挖方式,坑内局部留土的合理分布均能有效增大被动区的被动土压力,减少土体流塑变形的大小和变形的速度,有利于基坑的稳定.

开挖时,对支撑部位的土体先抽条挖除,浇筑或架设完支撑后再挖除支撑间的剩余土体.每次开挖土体的标高必须严格按照既定的设计图纸或施工方案要求,对临时土坡,留置坡度不得小于1∶1,防止土体边坡失稳而造成安全事故.

在基坑开挖时,若发现明显的渗漏水现象,必须先停止开挖,坑内用草包围堵,阻止坑内水肆意漫流,同时立即对渗漏水处进行分析,采用不同方法进行处理.

针对本工程基坑较深,上下大小挖机联动作业过程中发生碰撞或撞击损坏支撑,造成机械伤人或基坑失稳事故,派专人指挥,挖机驾驶员与指挥人员配备同频道对讲机.

2.4 模板排架搭设质量

该工程的中板、顶板结构将来均作为道路的承重结构,板体厚度达600mm～1400mm,最大层高达到7.5m,模板排架承载最大需达到4t（含施工荷载）.排架立杆纵距600mm,横距400mm.剪刀撑与水平成45°～60°,每隔4～6m设置一道,立杆底部与混凝土面间设置垫板；每隔1500mm设置一道横杆.纵向或横向水平杆与立杆采用单扣件连接,纵横方向每隔4m～6m设置1道,对于结构高度大于4m的区段,模板支设时应沿垂直方向每隔4m增加一道水平剪刀撑.顶板混凝土强度未达到100%以前,中板排架不予拆除,模板起拱应控制在1‰～3‰.

虽然已制定针对性的施工方案,但关键还在于执行,为此项目部对施工班组进行专项施工技术交底,过程中严格遵循检查制度,即班组自查、项目部专业复查、监理单位核查,并加强过程监督控制,前道工序不合格不得进行下道工序施工,确保模板排架搭设完全按照施工组织设计实施,预防在浇捣混凝土过程中的排架变形或坍塌,即保证工程施工质量,又杜绝安全事故发生.

2.5 洞口临边防护措施

通道工程中主要为地下基坑施工,而且主要的作业环境均处于深基坑边缘,因此,临边防护措施显得特别关键.该工程结合市政工程特点,基坑施工分阶段分区域实施,故坑边防护设施采用工具式定型防护栏板,这样一方面能保证随工程进度及时设置坑边防护设施,又可根据施工需要临时拆除方便施工.同时基坑四周砌筑了挡水条,以防污水流入,物体坠落.取土口钉上挡车条,以防路栏拆除后产生倒车失控翻入现象.这样有效地保证了施工安全.

3.结语

深基坑工程是一项危险性较大的工作,涉及的方面比较广.因此,建设单位应结合工程的实际情况,通过辨识基坑施工过程中的危险因素,制定出一系列有针对性的安全管理措施,同时还应加强施工过程中的监控力度,建立事故预防及施工应急救援方案,有效将深基坑工程施工控制在安全状态下,以确保深基坑工程的施工进度.