【摘 要】在城市化进程不断加快的大环境下,深基坑的规模和新类型得到不断发展,但是,基坑工程安全事故频发,引起了工程建设者的极大关注。所以,有必要对深基坑工程施工安全进行深入研究。本文分析了基坑开挖常见事故及应对策略,希望与大家共同探讨。
【关键词】深基坑;事故;对策;补救
  深基坑工程施工常出现的事故有:边坡失稳;基底隆起;基坑渗流破坏;基坑突涌;周围地面及邻近建筑物沉陷、倾斜、开裂等问题。如不及时采取应争措施,将导致周围地面沉陷破坏,邻近建筑物的倒塌,地下设施的断裂破坏等,不仅影响工期,而且造成很大经济损失,甚至危及人身安全,影响周围群众的正常生产、生活。因此,深基坑施工中,要特别重视监测周围建筑物、地下设施的安全,预先做好防患准备;当事故出现后,立即采取应急措施,加以阻止或补救。
  1、常见事故原因分析
  1.1锚杆结构失稳的原因
  首先在坡顶或桩后卸载,坑内停止一切作业,在坑内增设锚杆,其它应急措施根据出现事故苗头的原因,因地制宜地选用。
  1.2边坡失稳的原因分析
  基坑开挖后,如边坡土体中的剪应力大于土的抗剪强度,边坡就会滑动失稳。所以当出现边坡失稳苗头时,分析研究引起土体抗剪强度降低的原因,有针对性地采取应急措施。一般在可能的条件下,首先尽快降低坑外地下水位,进行坡顶卸载,加强未滑坡区段的监测和保护,严防事故的继续扩大;其次在坡脚堆筑砂石袋,或在未滑部位打钢板桩、钢管、木桩等以挡土,并尽快灌筑封底混凝土。
  1.3基底隆起的原因分析
  基坑土方开挖后,土体中的压力减小了,土的弹性效应和坑外向坑内方向挤压,会使基坑底产生一定的回弹变形(隆起),隆起的大小与地质条件、开挖深度、基底面积大小、基坑有否积水、底部有无较大小压力的滞水层,基坑暴露的时间、开挖顺序、开挖速度及所选用的施工机具等因素有关。对于小基坑,开挖深度浅的,隆起和再压缩变形都比较小,可忽略不计。对于深基坑,或大面积开挖,特别是大型深基坑的粘性土、膨胀土遇水易膨胀造成底板上凸、开裂,甚至箱形基础、工程桩上拔、断裂等变形。为此施工时要考虑采取防止基坑土回弹变形过大的措施。可采取分段开挖,分段施工垫层,土方挖到设计标高时,减少暴露时间,最好随即浇灌混凝土垫层,加快基础底板的施工进度;做好排水,防止坑内浸水。
  在基坑设计时,可增设桩基及插入深度等,预防基坑隆起。在条件允许的情况下,采用换重法进行施工与安装,以控制标高。
  1.4坑底突涌的原因分析
  由于基坑开挖减小承压含水层上覆不透水层的厚度,致使承压水顶裂或冲毁基坑底板,进行基坑,产生突涌现象。突涌不仅给基坑施工带来困难,且降低成了革基的强度,危及围护的安全。
  1.5周围地面沉降的原因分析
  深基坑施工,因基坑外降水过大过快,或坑内流砂、管涌、围护结构倾斜变形引起周围地面沉降,危害性很大,可造成建筑物的不均匀沉防、结构裂缝、甚至倒塌,地下管网断裂、道路沉陷破坏等。
  当出现周围地面沉降时,根据发生的原因,有针对性地采取对策,首先停止坑外降水,采取回灌措施或在围护结构外围施以压力注浆或深层搅拌桩、钢板桩进行隔水。有流土、管涌根据上述4)、5)方法采取抢救。如围护结构、支撑变形,进行加固。
  2、事故苗头预防对策
  杜绝事故关键在于做好预防,一旦出现事故苗头,立即采取应急措施,阻止事故的发展扩大。根据事故苗头出现的原因,分别采取不同的方法。
  2.1 锚杆结构失稳发生较大向内凸变形防治措施
  除了勘察设计上和施工中应注意的问题,还应该在一工前准备适量的内撑杆件(如钢管、槽钢、工字钢等)、砂石袋作为备用,一旦出现事故苗头,即可及时处置。
  2.2 边坡失稳防治措施
  其预防首先是边坡设计根据水文地质条件,严格按规定坡度放坡,做好降水、排水和边坡保护设计与施工;其次在坑内和坡顶做好排水沟、集水井,将渗透水、地面水、雨水排出场外,防止浸泡基坑和边坡;接近边坡处的土方开挖速度要放慢,严禁坡脚掏土和超挖;严格控制地面荷载,严禁在坡项堆土、堆材料设备等。
  2.3 基底隆起防治措施
  当发现由于基坑隆起过大,将危及结构安全时,一方面在基坑外卸载;另一方面在坑底加压重,堆砂石袋或其它压重材料,或用快凝压力注浆或高压旋喷对基底土体进行加固等;当条件允许时,可在坑内、坑外周围进行深层降水减压,以减小底板的上浮力。
  2.4 渗流破坏
  渗流破坏现象在地下动水压力作用下引起的,由于破坏现象不同,分为流砂和管涌两种。
  a.流土。当出现流水现象时,根据不同条件,采取以下措施,抑制浪土的产生和扩大。防治措施:①流土不严惩时,放慢开挖速度,使地下水平稳降落,水力坡度逐渐减小,直到接近或小于临界水力坡度。当出现较严重流砂时,立即停止挖土,同时有针对性地采取应急措施进行处理。②因围护桩间距过大产生流砂、流土,而引起地面下沉,应立即停止开挖;采取被桩;或在桩间加挡土板等堵封。③分别采用各类井点降水,降低基坑内外地下水位。④条件允许时,适当积累基坑内水,保留一定水深,减小坑内外水头差,以达到减小地下水水力坡度。⑤在基坑四周设置止水帷幕或支挡结构,使地下水的渗透路径增长,从而达到减小水力坡度。⑥采用冻结法,使基坑周围一定范围内土体冻结,封冻地下水流动。⑦在地下水位高的地区,尽量安排在枯水期施工,使最高水位不高于坑底的0.5m。⑧当基底为砂层,土压力和水压力都较大,地下水丰富,混凝土难于固结,采用化学灌浆快速凝固,进行抢险。
  b.管涌。原因分析:在地下水动水压力作用下,土层某些较细小颗粒被渗透水流带走,使渗流出口处形成空洞,空洞又使渗流途径缩短,水力坡度增大,渗流集中,逐渐形成水流集中管道口,渗流及其携带的泥沙从已形成的管道涌出,称之为管涌。管涌使土层变松,孔隙增大,强度降低,导致坑壁失稳。防治措施:防治管涌常采用降低水力坡度和在管涌出处增设反滤层。具体应急措施基本与流土相同。
  2.5 坑底突涌防治措施
  当出现突涌时,采取降压井降低承压水头,其余应急措施与流砂处理方法基本相同,首先停止坑内抽水,在采取降低承压水头措施的同时,采取快凝压力注浆或灌筑快凝混凝土等堵住涌口。基坑围护结构设计前应检查地下承压含水层标高,然后采取降压井降低承压水头,同时止水帷幕墙要进入不透水层,以防止管涌、突涌的出现。
  2.6 周围地面沉降防治措施
  合理设计围护结构,地下水位高的地区根据土质情况设置止水帷幕墙,对围护结构周围进行止水处理,坑外设置若干回灌井、观察井,或在周围建筑物与围护结构间设隔水墙,防止因降水而影响原有建筑物稳定。同时建立监测系统,在施工全过程进行对周围地面、建筑物等变形监测,发现苗头,立即进行回灌和其它相应措施。
  3、结束语
  总之,深基坑工程的施工具有复杂性和风险性,施工单位必须做好充分的施工准备,还要与设计、监理方协调一致,采取有效的预防措施,才有可能避免深基坑施工的相关问题。
  参考文献
  [1]屈建军.某基坑工程监测实例及分析[J].广州建筑,2012(02)
  [2]夏洪林.深基坑土方开挖方案及管理[J].价值工程,2011(04)
  [3]侯世英.深基坑分层开挖施工技术及要点[J].科技创新导报,2011(02)