基坑施工安全问题浅析

基坑施工安全问题浅析

【摘要】以梅山涌金物流大厦工程深基坑土方开挖，施工不当引发深层土体位移超过报警值的原因分析，所采取的安全技术应急措施，以及对今后类似深基坑施工提供借鉴作用。

【关键词】基坑监测安全

一、工程概况：

本工程位于宁波梅山保税港区成海路以西、海兰路以北，由地下一层,地上主楼20层,辅楼4层组成，建筑面积37831㎡。工程基坑平面形状近似长方形，东西长约79m，南北长100m，基坑大面积开挖深度为4.95m, 其中有3个坑中坑，开挖深度分别为6.35m、7.95m、7.05m。基坑底板一般位于2-3层淤泥质粉质粘土层中，基坑开挖及围护影响范围内主要为1-1层杂填土、1-2层粘土、2-1层淤泥质粘土、2-3层淤泥质粘土。

二、工程地质、水文情况：

表1地层分布统计表

1-1层杂填土，结构松散，透水性好；1-2层粘土可塑，力学性质相对较好；其下2-1层、2-2层、2-3层均为淤泥质粘土，力学性质较差，具有含水量大、孔隙比大、抗剪强度低、易扰动变形等特点，容易发生边坡失稳。场地浅部地下水为孔隙潜水，含水介质为淤泥质土，主要受大气降水的补给，勘察期间实测地下水位高程为1.36～1.69米；地下水主要受大气降水补给影响，水位随之变动，年变化幅度在0.5～1.5米左右，地下水无一定径流方向；根据现场周边道路及拟建工程室内外地坪标高情况，场地最低水位在高程0.5米左右。根据场地条件，第1-2层、第2-1层、第2-3层地基土的垂直和水平渗透系数皆小于1×10-7cm/s，渗透性较小，基坑开挖时来水主要为第1-1层杂填土及雨水，因此主要考虑对上部第1-1层杂填土采取有效止水。

三、基坑监测方案

（一）、设计要求监测报警值

表2基坑监测报警值表

（二）、位移监测

1、深层土体位移监测

在基坑支护结构较薄弱和较重要部位，设置一定数量的深层土体位移观测孔。测斜孔共7个，埋深22-28M，观测孔位置见基坑监测平面布置图。测斜管需在土体开挖前10天埋设完成。

2、支护桩顶部水平及竖向位移监测

在支护结构、工程桩上设25点进行水平位移观测，随时掌握监测对象的水平变位情况。水平围梁上观测点位置见基坑监测平面布置图。

3、周边地表竖向位移监测

设点对基坑周边地表竖向位移进行监测，以掌握基坑开挖过程中地表竖向位移情况。监测点沿基坑方向布置，设6组，共22个。

4、周边环境监测

设4点对周边道路及管线沉降及变形进行监测。

5、支撑轴力监测

在关键支撑设置钢筋应力计进行轴力监测，

以掌握基坑开挖过程中支撑轴力的变化。观测点共4组。

四、深层土体位移监测超过报警值情况说明及分析：

本工程2013年8月26日起进行第二阶段土方开挖（如图2所示），至2013年9月3日四个角支撑除西南角未开挖，其余均已挖至地下室底板。根据监测单位提供的监测数据，深层土体位移变化速率、累计值已超过报警值。

数据分析：

7号孔监测9月2日变化速率为7.70-9.26 mm/d，累计位移为41.37-44.67；9月3日土体位移急速增大，变化速率为17.42-23.72 mm/d，累计位

移为,59.51-71.86，超过警戒值，项目部紧急停止挖

土，9月4日数据显示变化速率已降至3mm/d，初步

稳定。

8号孔监测9月3日土体位移变化速率为4.74-5.29

mm/d，累计位移为56.44-60.85，超过警戒值，项目部紧

急停止挖土后，9月4日数据显示变化速率已降至3.5mm/d，初步稳定。

原因分析：

（1）挖土顺序未按方案实施

第二阶段工况土方开挖，根据施工方案应为先将基

坑四个角撑下土方同时开挖至-6.25m，再开挖对撑下的

土方至-6.25m，最后由东向西逐步退挖中心岛。但现场

施工顺序如图3（顺序为1-7），未分层、分段、对称地

进行开挖，使支护结构受力不均匀。

（2）中心岛土方带离

一次挖土至-6.25m，并带走暂时作为平衡土体的中

心岛土方，使其未能有效地对支护结构起到稳定和支撑

作用。

（3）施工方法不当

挖土抢工期，但未及时浇筑垫层和换撑带，未及时发挥其支撑作用。

（4）基坑边荷载

基坑北侧为在建工程，进度形象为幕墙施工，距离基坑边3.4m为分隔围挡，外侧为其设置的施工道路，建筑材料运输量较大。

五、安全技术应急措施

1、针对本情况项目部立即停止挖土，并与监理、业主、监测、设计单位取得联系，召开紧急会议。

2、一般在开挖后1～2d内位移发展迅速，来势较猛，以后7d内仍会有所发展，监测单位加强基坑监测，进行一天两次的基坑位移监测，监测数据及时提供给建设单位、设计单位、监理单位、施工单位；

3、减少坑边堆载，钢筋吊运至基坑垫层上，增加坑内堆载，阻止变形继续扩大；

4、严禁动荷载作用围护或坑边区域，尤其是基坑北侧区域；

5、项目经理、项目技术负责人、监理单位人员进行24小时值班；

6、施工单位、监理单位加强对支撑梁、立柱桩和围护桩是否出现细微裂缝进行观察，对周边地表及围墙变化进行观察监测，特别是基坑北面临近地表变化和位移监测，发现异常情况及时通知建设、设计各相关单位，以便及时采取处理措施。

7、施工单位根据监测数据及时做好基坑应急处理措施，增加劳动力投入，抓紧基坑西北侧砼垫层和换撑带的施工，余下的基坑周边砼垫层抓紧进行施工。根据监测单位基坑监测位移情况，再做相应调整。

8、基坑监测位移情况数天后仍无减缓趋势，深层土体出现明显位移，基底有隆起趋势；周边道路变形明

显，采取措施如下：

①围护结构背后卸荷（视具体情况进行），卸土深度一般2.0m左右；

②坑底加厚垫层，并采用配筋，使坑底形成可靠的支撑；

③在水平围梁上增设钢管对撑、角撑或斜撑。

④在水平变位最大部位设型钢围檩，并设钢管角撑、对撑或斜撑。

⑤编织袋装碎石或原土在坑内快速回填。

本基坑在西北侧砼垫层和换撑带施工完成后，位移增长速率明显下降（如图4），经监理和设计单位同意，进行后续土方开挖，延误工期8天。

六、结束语