论文部分内容阅读
摘要：深基坑支护工程是高层建筑基础工程施工中的难点和重点。它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响。而且更对周围环境有着不可忽视的影响 因此，在施工中遵循有关规范和设计要求，狠抓事故隐患管理工作，加强安全教育，重视安全检查等工作，是实现深基坑安全生产工作的根本。
关键词：深基坑；安全质量；事故原因
一、深基坑工程施工的特点
1基坑距离周边建筑越来越近
由于城市的改造与开发，基坑四周往往紧贴各种重要的建筑物，如轨道交通设施、地下管线、隧道、天然地基民宅、大型建筑物等，设计或施工不当，均会对周边建筑造成不利影响。
2深基坑工程越来越深
随着地下空间的开发利用，基坑越来越深，对设计理论与施工技术都提出的更难的要求。
3 基坑规模与尺寸越来越大
工程基坑面积规模与尺寸达几万平方米，这类基坑在支护结构的设计、施工中，特别是支撑系统的布置、围护墙的位移及坑底隆起的控制均有相当的难度。
4施工场地越来越紧凑
市区大规模的改造与开发，其中不少以土地出让形式吸引外资、内资开发，为充分利用土地资源，常要求建筑物地下室做足红线。场地可用空间狭小大大的增加了施工难度，这必须通过有效的资源整合才能顺利实现。
二、深基坑工程安全质量问题
深基坑工程安全质量问题类型很多，成因也较为复杂。在水土压力作用下，支护结构可能发生破坏，支护结构型式不同，破坏形式也有差异。渗流可能引起流土、流砂、突涌，造成破坏。围护结构变形过大及地下水流失，引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。粗略地划分，深基坑工程事故形式可分为以下三类：
1基坑周边环境破坏
在深基坑工程施工过程中，会对周围土体有不同程度的扰动，一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉，从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用，严重的造成工程事故。引起周围地表沉降的因素大体有：基坑墙体变位；基坑回弹、隆起；井点降水引起的地层固结；抽水造成砂土损失、管涌流砂等。因此如何预测和减小施工引起的地面沉降已成为深基坑工程界亟需解决的难点问题。
2深基坑支护体系破坏
①基坑围护体系折断
围护体系折断主要是由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，是围护体系缺少大量设计上必须的支撑，或者由于施工单位不按图施工，抱侥幸心理，少加支撑，致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。
②基坑围护体整体失稳
深基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。
③基坑围护踢脚破坏
由于深基坑围护墙体插入基坑底部深度较小，同时由于底部土体强度较低，从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形，同时引起坑内土体隆起。
④坑内滑坡导致基坑内撑失稳
在长条形深基坑内区放坡挖土时，由于放坡较陡、降雨或其他原因引起的滑坡可能沖毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。
3土体渗透破坏
①基坑壁流土破坏
在饱和含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他的夹层等透水性较好的地层），由于围护墙的止水效果不好或止水结构失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成地面塌陷。
②基坑底突涌破坏
由于对承压水的降水不当，在隔水层中开挖基坑时，当基底以下承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，将导致坑底突涌破坏。③基坑底管涌破坏
在砂层或粉砂底层中开挖基坑时，在不打井点或井点失效后，会产生冒水翻砂（即管涌），严重时会导致基坑失稳。
以上深基坑工程安全质量问题，只是从某一种形式上表现了基坑破坏，实际上深基坑工程事故发生的原因往往是多方面的，具有复杂性，深基坑工程事故的表现形式往往具有多样性。
三、深基坑工程实例分析
1工程基本情况
某城市广场项目基坑周长约340米，原设计地下室4层，基坑开挖深度为17米。该基坑东侧为江南大道，隧道结构边缘与本基坑东侧支护结构距离为5.7米；基坑西侧、北侧邻近河涌，北面河涌范围为22米宽的渠箱；基坑南侧东部距离宾馆20米。由于本工程岩层埋深较浅，因此，原设计支护方案如下：
基坑东侧、基坑南侧偏东34米、北侧偏东30米范围内，上部5.2米采用喷锚支护方案，下部采用挖孔桩结合钢管内支撑的方案，挖孔桩底标高为▽—20.0米。基坑西侧上部采用挖孔桩结合预应力锚索方案，下部采用喷锚支护方案。 基坑南侧、北侧的剩余部分，采用喷锚支护方案。后由于±0.00标高调整，后实际基坑开挖深度调整为15.3米。
2事故影响
7月21日，在该项目深基坑工程发生滑坡，导致三人死亡，4人受伤，宾馆倒塌，多加商铺失火被焚，一栋7层居民楼受损，三栋居民被迫转移。
3事故原因分析
（1）本基坑原设计深度只有10.2米，而实际开挖深度为13.3米，超深3.1米，造成原支护桩成为吊脚桩，尽管后来设计有所变更，但对已施工的围护桩和锚索等构件已无法调整，成为隐患。
（2）从地质勘察资料反应和实际开挖揭露，南边地层向坑内倾斜，并存在软弱透水夹层，随着开挖深度增大，导致深部滑动。
（3）本基坑施工时间长达2年9个月，基坑暴露时间大大超过临时支护为一年的时间，导致开挖地层的软化渗透水和已施工构件的锈蚀和锚索预应力的损失，强度降低，甚至失效。
（4）事故发生前在南边坑顶因施工而造成东段严重超载，成为了基坑滑坡的导火线。
（5）从施工纪要和现场监测结果分析，在基坑滑坡前已有明显预兆，但没有引起应有的重视，更没有采取针对性的措施，也是导致事故的原因之一。 4深基坑工程施工中安全控制的要点
（1）设计、施工安全性报告控制：初步设计阶段施工单位应制定深基坑设计、施工安全性报告。安全性报告应通过专家评审。
（2）支护结构和土体加固工程施工安全质量控制：地下连续墙、SMW工法、钢或混凝土支撑等基坑支护结构和土体加固施工中涉及安全性能的重要工序的施工质量应满足法规标准和设计要求。
（3）安全管理人员监管：作业时，施工单位专职安全生产管理人员应在现场进行管理。
（4）基坑临边防护：基坑四周、操作平台等临边处应设置防护栏杆，应牢固可靠。
（5）立体交叉作业控制：当应用土代模浇筑混凝土支撑，支撑下的土方开挖后，施工单位应及时清除支撑下粘结的土石。上下层立体交叉作业时，应设置隔离设施。
（6）施工进度控制：施工单位报送的进度计划应满足基坑安全性要求。
5经验与总结分析
（1）对深基坑工程特点应有深刻的认识，基坑工程时空效应强，环境效应明显，挖土顺序、挖土速度和支撑速度对基坑围护体系受力和稳定性具有很大影响。施工应严格按经审查的施工组织设计进行。应及时安装支撑（钢支撑），及时分段分块浇筑垫层和底板，严禁超挖。深基坑围护结构设计应方便施工，深基坑工程施工应有合理工期。
（2）基坑工程不确定因素多，应实施信息化施工
监测点设置应符合规范和设计要求。监测单位应认识科学测试，及时如实报告各项监测数据。项目各方要重视基坑的监测工作，通过监测施工过程中的土体位移、围护结构內力等指标的变化，及时发现隐患，采取相应的补救措施，确保基坑安全。
（3）有多道内支撑的基坑围护体系应加强支撑体系整体稳定性
考虑到基坑工程施工中，第一道支撑可能产生拉应力，建议第一道支撑采用钢筋混凝土支撑。对钢支撑体系应改进钢支撑节点连接型式，加强节点构造措施，确保连接节点满足强度及刚度要求。施工过程中应合理施加钢管支撑预应力。应明确钢支撑的质量检查及安装验收要求，加强对检查和验收工作的监督管理。
（4）岩土工程稳定分析中，要合理选用分析方法
抗剪强度指标的选用，与其测定方法、安全系数的确定要协调一致。在土工参数选用时应综合判断，并结合地区工程经验，合理选用。
关键词：深基坑；安全质量；事故原因
一、深基坑工程施工的特点
1基坑距离周边建筑越来越近
由于城市的改造与开发，基坑四周往往紧贴各种重要的建筑物，如轨道交通设施、地下管线、隧道、天然地基民宅、大型建筑物等，设计或施工不当，均会对周边建筑造成不利影响。
2深基坑工程越来越深
随着地下空间的开发利用，基坑越来越深，对设计理论与施工技术都提出的更难的要求。
3 基坑规模与尺寸越来越大
工程基坑面积规模与尺寸达几万平方米，这类基坑在支护结构的设计、施工中，特别是支撑系统的布置、围护墙的位移及坑底隆起的控制均有相当的难度。
4施工场地越来越紧凑
市区大规模的改造与开发，其中不少以土地出让形式吸引外资、内资开发，为充分利用土地资源，常要求建筑物地下室做足红线。场地可用空间狭小大大的增加了施工难度，这必须通过有效的资源整合才能顺利实现。
二、深基坑工程安全质量问题
深基坑工程安全质量问题类型很多，成因也较为复杂。在水土压力作用下，支护结构可能发生破坏，支护结构型式不同，破坏形式也有差异。渗流可能引起流土、流砂、突涌，造成破坏。围护结构变形过大及地下水流失，引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。粗略地划分，深基坑工程事故形式可分为以下三类：
1基坑周边环境破坏
在深基坑工程施工过程中，会对周围土体有不同程度的扰动，一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉，从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用，严重的造成工程事故。引起周围地表沉降的因素大体有：基坑墙体变位；基坑回弹、隆起；井点降水引起的地层固结；抽水造成砂土损失、管涌流砂等。因此如何预测和减小施工引起的地面沉降已成为深基坑工程界亟需解决的难点问题。
2深基坑支护体系破坏
①基坑围护体系折断
围护体系折断主要是由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，是围护体系缺少大量设计上必须的支撑，或者由于施工单位不按图施工，抱侥幸心理，少加支撑，致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。
②基坑围护体整体失稳
深基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。
③基坑围护踢脚破坏
由于深基坑围护墙体插入基坑底部深度较小，同时由于底部土体强度较低，从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形，同时引起坑内土体隆起。
④坑内滑坡导致基坑内撑失稳
在长条形深基坑内区放坡挖土时，由于放坡较陡、降雨或其他原因引起的滑坡可能沖毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。
3土体渗透破坏
①基坑壁流土破坏
在饱和含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他的夹层等透水性较好的地层），由于围护墙的止水效果不好或止水结构失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成地面塌陷。
②基坑底突涌破坏
由于对承压水的降水不当，在隔水层中开挖基坑时，当基底以下承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，将导致坑底突涌破坏。③基坑底管涌破坏
在砂层或粉砂底层中开挖基坑时，在不打井点或井点失效后，会产生冒水翻砂（即管涌），严重时会导致基坑失稳。
以上深基坑工程安全质量问题，只是从某一种形式上表现了基坑破坏，实际上深基坑工程事故发生的原因往往是多方面的，具有复杂性，深基坑工程事故的表现形式往往具有多样性。
三、深基坑工程实例分析
1工程基本情况
某城市广场项目基坑周长约340米，原设计地下室4层，基坑开挖深度为17米。该基坑东侧为江南大道，隧道结构边缘与本基坑东侧支护结构距离为5.7米；基坑西侧、北侧邻近河涌，北面河涌范围为22米宽的渠箱；基坑南侧东部距离宾馆20米。由于本工程岩层埋深较浅，因此，原设计支护方案如下：
基坑东侧、基坑南侧偏东34米、北侧偏东30米范围内，上部5.2米采用喷锚支护方案，下部采用挖孔桩结合钢管内支撑的方案，挖孔桩底标高为▽—20.0米。基坑西侧上部采用挖孔桩结合预应力锚索方案，下部采用喷锚支护方案。 基坑南侧、北侧的剩余部分，采用喷锚支护方案。后由于±0.00标高调整，后实际基坑开挖深度调整为15.3米。
2事故影响
7月21日，在该项目深基坑工程发生滑坡，导致三人死亡，4人受伤，宾馆倒塌，多加商铺失火被焚，一栋7层居民楼受损，三栋居民被迫转移。
3事故原因分析
（1）本基坑原设计深度只有10.2米，而实际开挖深度为13.3米，超深3.1米，造成原支护桩成为吊脚桩，尽管后来设计有所变更，但对已施工的围护桩和锚索等构件已无法调整，成为隐患。
（2）从地质勘察资料反应和实际开挖揭露，南边地层向坑内倾斜，并存在软弱透水夹层，随着开挖深度增大，导致深部滑动。
（3）本基坑施工时间长达2年9个月，基坑暴露时间大大超过临时支护为一年的时间，导致开挖地层的软化渗透水和已施工构件的锈蚀和锚索预应力的损失，强度降低，甚至失效。
（4）事故发生前在南边坑顶因施工而造成东段严重超载，成为了基坑滑坡的导火线。
（5）从施工纪要和现场监测结果分析，在基坑滑坡前已有明显预兆，但没有引起应有的重视，更没有采取针对性的措施，也是导致事故的原因之一。 4深基坑工程施工中安全控制的要点
（1）设计、施工安全性报告控制：初步设计阶段施工单位应制定深基坑设计、施工安全性报告。安全性报告应通过专家评审。
（2）支护结构和土体加固工程施工安全质量控制：地下连续墙、SMW工法、钢或混凝土支撑等基坑支护结构和土体加固施工中涉及安全性能的重要工序的施工质量应满足法规标准和设计要求。
（3）安全管理人员监管：作业时，施工单位专职安全生产管理人员应在现场进行管理。
（4）基坑临边防护：基坑四周、操作平台等临边处应设置防护栏杆，应牢固可靠。
（5）立体交叉作业控制：当应用土代模浇筑混凝土支撑，支撑下的土方开挖后，施工单位应及时清除支撑下粘结的土石。上下层立体交叉作业时，应设置隔离设施。
（6）施工进度控制：施工单位报送的进度计划应满足基坑安全性要求。
5经验与总结分析
（1）对深基坑工程特点应有深刻的认识，基坑工程时空效应强，环境效应明显，挖土顺序、挖土速度和支撑速度对基坑围护体系受力和稳定性具有很大影响。施工应严格按经审查的施工组织设计进行。应及时安装支撑（钢支撑），及时分段分块浇筑垫层和底板，严禁超挖。深基坑围护结构设计应方便施工，深基坑工程施工应有合理工期。
（2）基坑工程不确定因素多，应实施信息化施工
监测点设置应符合规范和设计要求。监测单位应认识科学测试，及时如实报告各项监测数据。项目各方要重视基坑的监测工作，通过监测施工过程中的土体位移、围护结构內力等指标的变化，及时发现隐患，采取相应的补救措施，确保基坑安全。
（3）有多道内支撑的基坑围护体系应加强支撑体系整体稳定性
考虑到基坑工程施工中，第一道支撑可能产生拉应力，建议第一道支撑采用钢筋混凝土支撑。对钢支撑体系应改进钢支撑节点连接型式，加强节点构造措施，确保连接节点满足强度及刚度要求。施工过程中应合理施加钢管支撑预应力。应明确钢支撑的质量检查及安装验收要求，加强对检查和验收工作的监督管理。
（4）岩土工程稳定分析中，要合理选用分析方法
抗剪强度指标的选用，与其测定方法、安全系数的确定要协调一致。在土工参数选用时应综合判断，并结合地区工程经验，合理选用。