深基坑开挖安全风险评估及应对措施

第43卷第13期山 西建筑Vd.43 No.13

2 0 1 7 年 5 月SHANXI ARCHITECTURE May.2017 • 59 •文章编号：1009-6825 (2017)13-0059-02

深基坑开挖安全风险评估及应对措施

龚小惊

(中铁十七局集团建筑工程有限公司，山西太原030006)

摘要:结合太原市妇幼保健院迁建工程项目施工实例，系统介绍了深基坑开挖风险评估的主要理论、评价体系和评估方法，阐述 了深基坑开挖的常见控制措施和主要风险事件应急对策,对类似工程的安全风险研究及施工管理具有一定的借鉴意义。

关键词:深基坑，风险评估，控制措施，应急对策

中图分类号:TU463

随着国民经济的快速发展，大型建筑越来越多，深基坑开挖 一直是工程施工领域风险防范的重点和前沿，倘若管控不到位引 发安全事故，其后果可能不堪设想,本文将结合实例重点讨论深 基坑风险评估的方法及应对措施。

1工程概况

太原市妇幼保健院迁建工程项目位于长风西大街西中环路 口，其三座住院楼为地下2层、地上12层建筑物，高度50. 4 m,钢 筋混凝土筏板基础。工程基坑开挖东西约273 m，南北约185 m，总开挖面积约50 000 m2,总方量约39万m3,最大开挖深度15 m,基坑边坡采用土钉(锚管)挂网+ 10 cm喷射混凝土防护，属于深 基坑开挖，工程建筑结构安全等级为二级。本工程场地属于液化 场地，等级为轻微，场地标准冻深0.74 m，地下水位标高789.98 m，水位变幅1m左右。地基土分层及主要物理力学指标见表1。

表1地基土分层及主要物理力学指标

土质分类层厚/m主要特征承载力/kPa侧阻力/kPa

①杂填土0.3 -7.3杂色，松散

②粉质粘土0.7 -8.4

③细中砂0.7 -6.9褐黄色，稍湿140

④粉质粘土7.2 〜14.1褐黄色，可塑13028

2风险评估

2.1 风险评估基本理论

按照风险管理理论，风险是事故发生可能性与事故影响重大 性的组合。风险度取决于风险事件发生的可能性^以及发生后造成的损失％，其表达式为：

R=Pf+ N f- PfNf(i)

Pf =兔⑴iPfi

i=i(2)

Nf =(3)其中，&为第（项风险事故发生的可能性估值;％为第i项风险 事故发生后可能造成的影响或损失估值冲;为第€项风险的权重。

为便于量化分析，深基坑开挖按风险度共分为5个等级，每 个风险等级需采取的管理策略也各不相同，见表2。

表2深基坑开挖风险等级划分及管理策略

风险等级描述风险度风险管理策略一级可忽略矣0.2曰常管理

二级一般0.2-0.4注意加强管理和检查

三级严重0.4 〜0.6重视，采取预防措施加强防控

四级很严重0.6-0.8高度重视，控制预警

五级灾难性為0.8停工，应急预案

2.2 项目风险识别文献标识码:A

结合现场情况，经项目部风险辨识，本工程基坑开挖及使用期 间可能发生的风险事故有:边坡护壁开裂渗漏、边坡滑移、边坡失稳 教塌、底部沉陷、坑底隆起、管涌或流砂、对地下管线的破坏等。

2.3风险估测

风险估测是采用定性和定量相结合的方法对风险发生可能 性和影响重大性进行数量估算的过程。对同一风险事故的估测 往往需要征求多位专家的意见，进而进行综合考虑和计算。市妇 幼项目共组织5位专家分别对深基坑开挖不同事故的发生概率 及事故影响进行估值,估值标准见表3，表4,每位专家根据职称和 职务的不同赋予了不同权重。估值结果采用式（4)进行统计分 析，得到各潜在风险事故发生可能性和影响损失的最终估值，见 表3,表4。

D i=⑷

jf-l

其中,A为对第i个风险事故单项要素的统计结果;为专家&在评价事故；时所占的权重;(?,4为专家&对事故；某单项要 素的估值结果。

表3深基坑开挖事故发生可能性权重及估值统计表

事故名称权重可能性估值

估值标准

等级描述估值边坡护壁开裂渗漏0.220.441极低0.1边坡滑移0.180.352低0.3边坡失稳坍塌0.200.233中等0.5底部沉陷0.110.184局0.7

坑底隆起0.090.315极高 1.0

管涌或流砂0.150.25—

对地下管线的破坏0.050.16—

表4深基坑开挖事故发生影响损失权重及估值统计表损失类型权重影响损失估值

估值标准

等级描述估值经济损失0.400.351极轻微0.1

工期损失0.150.202轻微0.3

信誉损失0.250.383中等0.5

伤亡0.200.264重大0.7

—5灾难性 1.0根据式(2)计算深基坑开挖事故发生可能性估值:

p/ = X=〇•22 X0. 44 + 0. 18 x0. 35 + 0. 2 x0. 23 +

i=l

0.11 x0.18 +0. 09 x0. 31 +0.15 x0.25 +0.05 xO. 16 =0.30〇

根据式(3)计算深基坑开挖事故发生影响损失估值：

Nf == 0. 4 x 0. 35 + 0. 15 x 0. 2 + 0. 25 x 0. 38 +

i=i

0. 2 xO. 26 = 0. 32。

收稿日期=2017-02-27

作者简介:龚小惊（1982-),女,工程师

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第43卷第13期

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山西建筑

根据式（1)计算深基坑开挖风险度：

R = Pf + N f - PfNf = 0. 5240

根据表2，可以判断本深基坑开挖风险等级为三级，需要予以 重视，并采取预防措施加强防控。3

采取的控制措施

3.1

合理设置降水井

基坑开挖前应施工降水井，将水位降至设计底面标高以下 0.5 m ~0. 8 m ，并保持稳定，确保基坑在无水状态下作业。施工过 程中注意加强降水监测，尽量做到按需降压、分层降水，若发现坑外 水位下降过快或超出警戒水位应及时停止降水，并查出漏水点。 3.2科学开展基坑开挖

绘制挖土施工方案图，严格按照设计方案进行分层、分段、有 序开挖，严禁乱挖、超挖。开挖过程中，若遇地质情况不符，应立 即停止施工，并会同相关单位现场会勘处理。3.3防止边坡失稳变形

开挖时科学控制开挖速度，并预留一定量的反压土。严格按

照工艺要求施作土钉挂网，严控喷射混凝土厚度，边开挖边防护， 主动支护土体，充分利用土体强度。3.4加强基坑位移监测

位移监测是监控基坑变形情况的主要措施，开挖过程中在基 坑围护顶面布置垂直位移及水平位移监测点57个点（\ ~ S 57)， 基底布设沉降观测点若干，测点间距小于20 m 。当监测数据达到 报警值(如表5所示）或周边土体位移异常时，必须立即报警，若 情况严重，应立即停止施工。

表5位移监测报警值要求

监测项目曰报警值/m m * d -1累计报警值/mm 特别说明

垂直位移 5 ~830-40此报警值为预设报警值，现场

可根据四周实际情况具体确定水平位移

10-1540-503.5严格基坑曰常巡查

基坑开挖和使用期间每天派专人巡查,如果发现异常应及时 通知相关负责人。巡查内容包括:锚喷支护是否开裂、渗漏;土体 有无裂缝、沉降或滑移;基坑有无管涌、流砂或底部隆起等。3.6

其他安全措施1) 基坑开挖完毕后，应及时钎探、验收，并尽快浇筑基础底板 混凝土，避免坑底土暴露时间过长，破坏原状结构。2)

基坑四周设置截水沟，防止地表水溢流。若坑底有局部积

水，应开挖排水明沟和集水坑，并尽快抽干积水。

3) 基坑四周严禁堆载重物，四周用钢管围护。4) 做好基坑周边围护工作，搭设人员上下安全通道，设1.5 m 高栏杆，栏杆上张设密目式安全网。5) 开展安全教育培训，提高作业人员安全防护意识和自我保 护能力，各类机械操作人员需持证上岗。4

主要风险事件应急对策

4.1

边坡失稳、基坑坍塌

边坡失稳、基坑坍塌前往往会出现防护结构开裂、土体沉陷

等异常情况，一旦发现这种先兆，应立即停止施工,并紧急设置临 时钢支撑，加挂钢筋网，喷射混凝土，同时查找并移除周边超载， 严禁重型设备靠近，必要时可以采取反压回填或注浆加固等措 施，防止失稳现象进一步扩散。4.2护壁开裂渗漏、管涌或流砂

若渗漏量不大，可采用压注双快水泥封堵;若渗漏量较大，可 在渗漏点先打人泄水管，然后用双快水泥封堵;若渗漏范围较大， 可在基坑外压注双液浆;如果出现管涌或流砂，应立即采用局部 回填至管涌或流砂停止，然后实施坑外注浆固结。4.3坑底隆起

若发现基坑坑底隆起，应立即停止开挖并马上运土回填，回 填至外部沉降趋稳方可停止，同时加强基坑外沉降观测，最后会 同建设、监理、设计、勘察等单位现场分析原因，制定解决方案。4_ 4

边坡滑移或位移过大

若出现边坡滑移或位移超过报警值，应暂停开挖，并紧急设 置临时钢支撑，必要时反压回填，同时严格控制地表水渗人，防止

软化土体或形成滑动面。

4.5地面或基坑底部沉陷出现该情况时应立即控制降水井抽水量，并按照“分层、按

时、

按需”的原则进行降水，防止降水过快、过大引发灾害。5监测数据根据监测结果分析，各测点水平位移累计值在2.8 mm 〜21.4 _ 之间，其中知测点水平位移最大，累计值为21.4 mm (见图1);竖 向位移变化规律与水平位移相似，各观测点累计值在〇. 80 mm ~ 9.94 mm 之间，其中S 6测点竖向位移量最大，累计值为9. 94 mm ; 各沉降观测点最大累计沉降值为6.29 mm 。监测结果表明该基坑 的安全风险得到了有效管控，达到了预期效果。

*§21累计水平

位移/mm 、累计竖向 位移/mm

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

时间/d

图1监测点s 21，s 6位移变化图

6结语

风险评估是工程施工风险管理的关键一步，深基坑开挖前合

理运用定性和定量相结合的方法及时开展风险评估，可以帮助工 程技术人员客观评价主要风险，并为后续应对措施的制定和决策

提供有力依据，随着工程实践的不断丰富,风险评估在工程项目 安全风险管理中的作用也必将越来越重要。

参考文献：

[1]黄宏伟，边亦海.深基坑工程施工中的风险管理[J ].地下工

程与工程学报,2005(4) =611-615.

On risk evaluation of excavation safety of deep foundation pits and measures

Gong Xiaojing

(China Railway \lth Bureau Group Architectural Engineering Co . , Ltd , Taiyuan 030006, China )

Abstract ： Combining with the relocation program of Taiyuan Maternal and Child Care Service Center , the paper has the systematic introduction about themain theories , evaluation system and evaluation methods for the risk evaluation of the deep foundation pit excavation , and illustrates the main risk emergency counter-strategies for the deep foundation pit excavation , so as to provide some reference for the safety risk study and con ­struction management of similar projects .Key words ： deep foundation pit , risk evaluation , control measure , emergency

strategies