如何做好基坑开挖防护措施

发表时间:2021/1/27   来源:《建筑实践》2020年第30期   作者:谢元珍
[导读] 本文通过介绍某房建工程基坑开挖施工中出现的边坡坍塌问题及解决办法,分析了基坑工程特点及开挖边坡坍塌的常见原因,提出了基坑开挖的防护措施,希望能为基坑开挖的边坡防护提供一些参考。
        谢元珍
        (南宁航道养护中心,广西 南宁  530031)

        摘 要:本文通过介绍某房建工程基坑开挖施工中出现的边坡坍塌问题及解决办法,分析了基坑工程特点及开挖边坡坍塌的常见原因,提出了基坑开挖的防护措施,希望能为基坑开挖的边坡防护提供一些参考。
关键词:基坑开挖;防护措施
引言:
        基坑开挖是房建工程施工的重要组成部分,随着近年来城市的快速发展,城市中的房屋越建越高,相应的地下深基础也越来越多。如果基坑边坡支护不好,施工中容易出现边坡坍方,这不仅影响到施工工期,也严重威协到施工人员和施工设备的安全,因此在基坑开挖施工中对于基坑的防护应引起足够的重视。
        一、工程概况
        某房建工程,总用地面积20500m2,地下室建筑面积11545m2,住宅建筑面积54099m2,建设地下室和1#至4#楼共480户住宅(楼高31层,1层为架空层),分两期建设,一期建设地下室、2#和3#楼,二期建设1#和4#楼。
        该工程基坑开挖总面积为11990m2,开挖深度为6 m。在基坑的南面和西面靠近建筑部分设计有护壁桩支护,护壁桩直径为900mm,共101根桩,护壁桩总长度为992m,而在东面和北面地势较开阔,采用放坡开挖,边坡为1:0.5,打入1mφ12@2000钢筋,面挂双向φ6.5@200钢筋网,表面喷射100厚水泥砂浆护面。
        二、基坑开挖施工中出现的问题及解决办法
        由于基坑东面和南面交角处为回填土,土质较松散,基坑开挖时连续下雨,雨量较大,坡顶没有开挖排水沟,地面水直接从坡顶冲入基坑内,造成基坑东面和南面交角处的边坡出现较大面积的塌方,严重影响了地下室基础的施工进度。
        针对基坑边坡塌方情况,采取在基坑坡顶外侧开挖排水沟,表面抹水泥砂浆,拦截地表水。将边坡坍塌的土方清理干净,在坡脚位置打入φ100@2000木桩,其间用18厚模板拦挡,面层则仍按双向φ6.5@200钢筋网,表面喷射100厚水泥砂浆护面。经过上述技术处理,在后期的基坑开挖及地下室施工中,没有再出现基坑边坡坍塌的情况。
        三、基坑工程特点
        1、基坑工程具有较大的风险性。基坑支护体系一般为临时措施,其荷载、强度、变形、防渗、耐久性等方面的安全储备较小。
        2、基坑工程具有较强的区域特征。不同区域具有不同的工程地质和水文地质条件,即使同一城市也可能会有较大差异。
        3、基坑工程具有很强的个体特征。基坑所处区域地质条件的多样性,基坑周边环境的复杂性、基坑形状的多样性、基坑支护形式的多样性,决定了基坑工程具有明显的个性。
        4、基坑工程综合性强。基坑工程是岩土、结构及施工相互交叉的科学,且受到多种复杂因素相互影响,其在土压力理论、基坑设计计算理论等方面尚待进一步发展。
        5、基坑工程具有明显的环境保护特征。基坑工程的施工会引起周围地下水位变化和应力场的改变,导致周围土体的变形,对相邻环境会产生影响。
        四、基坑边坡坍塌的常见原因
        1、基坑支护形式选择不合理
        在选择基坑支护形式时,没有认真分析地质、地下水和周围建筑情况,在深基坑的防护型式选用上施工单位未选择有资质的设计单位进行设计和进行专家论证,只根据经验选择经济和易于施工的防护形式,有时抱有侥幸心理,对安全性重视不够。
        2、基坑边坡放坡不够
        基坑放坡开挖时,施工单位未严格按设计和规范要求进行放坡,有时施工单位为了减省土方开挖和弃土运输费用,甚至出现垂直边坡开挖的情况,这样容易造成基坑边坡坍塌事故的发生。


        3、对地表排水的重视不够
        有些施工建筑位置地势低,基坑周围集雨面积较广,大雨时基坑周围的地面水都往基坑处汇集,施工单位为了施工方便,基坑坡顶不做排水沟或排水沟尺寸太小,没有能及时排除地表水,造成地表水从基坑坡顶流入基坑,从而导致基坑边坡坍塌。
        4、基坑开挖施工不规范
        在进行土钉墙支护或喷锚支护结构施工时,按照规范要求,应根据土钉或锚杆的排距分层开挖,开挖一层土方后立即进行支护,待支护结构达到设计要求后再开挖下一层土方。但现场施工时,常因土方开挖作业与护壁施工未紧密配合,土方挖运速度过快,使开挖后的坑壁大面积长时间裸露,若再遇上下雨,则坑壁容易坍塌。
        五、基坑开挖的防护措施
        1、选择合适的基坑支护形式
        浅基坑边坡的防护形式主要有:薄膜覆盖或砂浆覆盖、挂网或挂网抹面、喷射混凝土或混凝土护面、土袋或砌石压坡等。深基坑的支护形式主要有:围护墙深层搅拌水泥土、高压旋喷桩、槽钢钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、SMW工法等。基坑边坡防护形式的选择主要取决于基坑挖深、场地条件、周边环境(邻近既有建构筑物、市政道路、管线等)、场地水文地质条件、项目工期要求等因素。施工前,应对支护形式进行合理选择和设计,若为节省资金仅凭经验确定支护形式,很可能达不到支护的目的,也容易出现坑壁坍塌,造成安全事故。深基坑开挖方案应选择有资质的设计单位进行专项设计,必要时还应组织专家进行论证,选取安全可靠、经济且易于施工的支护形式。
        2、选择合理的边坡坡度
        基坑的边坡坡度应根据土层性质、地下水、挖深等因素确定,挖深大于4m应采用多级放坡,多级放坡应设置平台;土质条件较好的地区,应优先选用天然放坡;软土地区大面积放坡开挖的基坑,边坡表面应设置钢筋网片护坡面层;在地质条件好、周围建筑物影响小的浅基坑开挖中,应尽量选用放坡开挖,按照设计和规范要求选择合理的边坡坡度。
        3、做好地表排水
        很多基坑开挖中出现边坡坍塌的原因主要是因为地表排水处理不好,大雨时大量地表水从坡顶流入基坑造成的。基坑顶部四周应用混凝土封闭,施工现场内应设地表排水系统,对雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等进行有组织排放,对坑边的积水坑、降水沉砂池应做防水处理,防止出现渗漏。对采用支护结构的坑壁应设置泄水孔,保证护壁内侧土体内水压力能及时消除,减少土体含水率,也便于观察基坑周边土体内地表水的情况,及时采取措施。
        4、严格按设计及规范要求施工
        基坑应根据开挖总深度、地质和地下水的情况,按设计及规范要求分层开挖,边开挖边进行基坑边坡防护,在防护未到位的情况下,严禁开挖下层土方。开挖时要注意地下水的情况,边坡渗水较大时,应暂停开挖,待弄清原因并采取措施确保安全的情况下才能继续开挖。开挖时,应有技术人员在场,对开挖深度、坑壁坡度进行实时测量,防止超挖情况的发生。
        5、加强对边坡及支护结构的现场监测
        由于基坑开挖好后需要进行基础及地下室的施工,所需工期较长,基坑边坡及支护结构会产生一定的沉降及位移,当沉降及位移量超过规范要求时容易造成基坑边坡坍塌事故。因此在基坑开挖施工中要做好对边坡及支护结构的现场监测,设置合适的沉降及位移监测点,采用定人定时观测,并做好记录。当沉降及位移量达到报警值时,应立即停工并通知设计、业主和监理单位,分析原因并采取措施,以防止事故的发生。
        六、结语
        随着城镇建设的发展,城镇建筑工程的基坑开挖深度一般较深,影响因素也越来越多,基坑开挖工作要引起足够的重视,要加强基坑开挖的方案设计和专家论证,严格施工管理,做好支护措施,同时在基坑施工中加强对基坑边坡及支护结构的现场监测,以确保基坑施工的安全。
        
        参考文献:
        [1] 张维正主编,《深基坑开挖及支护工程理论与实践》,人民交通出版社,2014年4月出版;
        [2] 年廷凯、孙旻主编,《深基坑支护设计与施工新技术》,中国建筑工业出版社,2017年1月23日出版。
        
        作者简介:(1973—),女,汉族,高级工程师,主要从事工程建设管理。
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