深基坑施工中的危險源辨識及控制

劉磊

摘要：我國相關部門對建筑工程項目中的深基坑作業做出明確指示，開挖深度只要超過 5m，便屬于深基坑作業。除此之外，對深基坑性質的判別還存在一種情況，即便開挖深度沒有超過 5m，但是如果施工所處環境，其地質條件以及地下管線與深基坑作業標準相符，也可以將其視作深基坑作業。該文主要以深基坑開挖的重大危險源辨識為主要探討對象，從基坑工程設計、專項方案、土方開挖、排水降水、坑邊堆載、變形監測、應急措施等方面辨識危險源，分析其可能導致的事故和采取的對策措施，闡述危險源監測預警在基坑施工安全起到指導的作用。

關鍵詞：深基坑危險源辨識控制

中圖分類號： ? ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2022）06（a）-0000-00

深基坑項目的土體挖掘有難點，涵蓋許多繁雜的工序，基坑的底部封閉時間也有所限制;因此，需要提升基坑項目與附近建筑物的監測工作，保障四周的建筑結構沒有隱患。因此，預先進行深基坑項目的風險源識別，以及實施管控，有著現實意義。

1工程概況

北京姚家園樂都會購物廣場基坑支護工程，位置在朝陽區的姚家園村，南側為姚家園路，東側是青年路，基坑深度15.8m，設計施工采用樁錨支護，800mm直徑護坡樁，設置三道錨桿，地下水控制采用帷幕止水。

坡腳堆土反壓處理完成后，對基坑周邊降水井進行洗井、抽水維護。對基坑四周土體進行雷達探測，針對探測結果對土體疏松、空洞部位做注漿處理。下一步該反壓土方開挖時對已施工錨桿進行檢查、補張拉，根據錨桿完好情況制定補打錨桿措施。

2 工程地質及水文地質條件

2.1擬建場區地形地貌

擬建場地地貌上屬于永定河沖洪積扇中下部及溫榆河沖積平原中部，地勢平坦。場地中原有房屋拆遷，現為空地，地面多有建筑垃圾覆蓋，局部有建筑垃圾堆土。勘察期間實測孔口地面高程為33.95～35.00m。場地北側的D8-D12鉆孔及西側的D14-D29連線位置附近各有一條東西向和南北向、約1.5m寬的排水明渠，渠內有少量生活污水，兩側有少量灌木[1]。

2.2擬建場區工程地質條件

依據現場的勘測成果，確認擬建的區域，其勘測的深度之內，地基的土層是一般的第四紀的沉積土構成。面層是人工的填土。擬建的區域，其地層包括粘性的土、粉土以及砂礫、圓砂礫和卵石構成[2]。按土質的結構特點、土性的偏差，以及物理的力學特質，其差別能夠把擬建的區域，細化成2大原因，11個層次，以及各部分歸屬的亞層。

2.2.1 新近期人工填土（Q4ml）

（1）雜填土：場地絕大部分地段分布，以房渣土為主，含部分生活垃圾土。色雜亂、較濕，較密，有植物的根，有磚的雜質、水泥塊、灰渣、生活垃圾等，土質不均。底板標高30.79～33.84m，厚度0.6～3.6m，平均層厚1.9m。

（2）粘質粉土素填土：場地大部分地段分布。褐黃色、黃褐色為主，稍濕，稍密，含有少量磚渣、灰渣、植物根，土質不均。底板標高29.34～33.45m，厚度0.4～2.8m，平均層厚1.5m。

2.2.2 第四紀的沉積土（Q4al+pl）

粉質粘土：場地絕大部分地段分布，褐黃色，軟塑～可塑，含云母氧化鐵，少量小姜石，土質不均勻，局部含有粘質粉土夾層。頂板標高30.37～33.45m，厚度0.3～3.3m，平均層厚1.5m。

2.2.3粘質粉土層

（1）粘質粉土：場地絕大部分地段分布，褐黃色，濕，中密～密實，含云母氧化鐵。頂板標高27.05～32.11m，厚度0.4～4.2m，平均層厚2.2m。（2）粉質粘土：場地大部分地段均有分布，褐黃色，局部灰色，軟塑～可塑，含氧化鐵，土質不均，個別地段夾有薄層粘土、重粉質粘土，含有少量有機質。頂板標高25.07～30.89m，厚度0.5～4.9m，平均層厚1.8m。（3）砂質粉土：局部地段分布，褐黃色、灰色，濕，中密～密實，含云母氧化鐵，局部含粘性團塊，土質不均勻。頂板標高29.65～30.55m，厚度0.7～2.3m，平均層厚1.4m。

2.2.4砂質粉土層

（1）砂質粉土：場地絕大部分地段分布，灰色、黃褐色，濕～很濕，中密，含云母氧化鐵、少量有機質，局部含粘性團塊，土質不均勻。頂板標高22.57～28.85m，厚度0.3～4.0m，平均層厚1.7m。（2）粉砂：局部地段分布，灰色、黃褐色，濕，密度中等，顆粒的成分包括石英物質、長石物質，云母物質。頂板標高24.57～27.39m，厚度0.3～3.5m，平均層厚1.2m。（3）粉質粘土：場地內小部分地段分布，顏色灰、黃，質地軟，有機質不多，土體不勻稱，部分的夾粉土很薄。頂板的高度是22.07～28.44m，厚度0.7～3.4m，平均層厚2.3m。

2.2.5細砂層

（1）細砂：場地內普遍分布，以灰色為主，局部為黃褐色，密度中等，顆粒的成分包括石英物質，長石物質，云母物質，局部含圓礫。頂板標高21.37～25.96m，厚度0.6～6.2m，平均層厚4.2m。（2）砂質粉土：局部地段分布，灰色、黃褐色，濕～很濕，中密～密實，含云母氧化鐵及少量有機質，局部含粘性團塊，土質不均勻。頂板標高23.29～24.47m，厚度1.4～2.9m，平均層厚2.2m。

2.2.6粉質粘土層

（1）粉質粘土：場地絕大部分地段分布，顏色是褐色、灰色，涵蓋云母物質，以及氧化鐵。頂板標高14.37～21.30m，厚度0.6～5.5m，平均層厚3.0m。（2）粘質粉土：場地大部分地段分布，褐黃色，濕，密實，含云母氧化鐵，土質不均勻。頂板標高14.78～22.09m，厚度0.5～4.1m，平均層厚1.5m。

2.2.7中砂層

（1）中砂：區域內大部分都含有，顏色偏褐、灰色，質地飽和，密度很大，顆粒的成分涵蓋石英物質，長石物質，云母片物質，部分有圓礫物質。頂板標高10.95～18.21m，厚度0.5～7.3m，平均層厚3.6m。（2）細砂：場地內部分地段分布，質地飽和，密度很大，顆粒的成分涵蓋石英物質，長石物質，云母片物質，部分有圓礫物質。頂板標高12.88～19.57m，厚度0.6～5.0m，平均層厚1.6m。（3）圓礫：場地內部分地段分布，雜色，飽和，密實，母巖成分以砂巖、花崗巖為主，形狀以圓形、橢圓，大部分的粒徑是0.2～2cm，?較大的為6cm，級配普通，細、中砂的物質。頂板標高9.75～16.97m，厚度0.4～5.8m，平均層厚2.4m。（4）卵石：場地內部分地段分布，顏色較雜，質地飽和，密度很大，母巖物質，包括砂巖物質、花崗巖物質，形狀是橢圓形，普遍的大小為2～4cm，較大的為5cm，級配普通，中粗砂的物質。頂板標高11.19～13.64m，厚度0.6～4.0m，平均層厚2.5m。（5）砂質粉土：場地內少數地段分布，褐黃色，濕，中密～密實，含云母氧化鐵，土質不均勻。頂板的高度是13.14～15.95m，厚為0.8～3.5m，平均的層，其厚度是1.9m。

2.2.8粉質粘土層

（1）粉質粘土：場地內絕大部分地段分布，顏色是褐，含水，包括氧化鐵，部分夾重粉質的粘土物質、粉土較薄。頂板標高3.07～11.69m，厚度0.4～6.3m，平均層厚2.5m。（2）粘質粉土：場地內大部分地段分布，顏色是褐，密度中等，包括氧化鐵，部分夾粉質的粘土，以及砂質的粉土，土質不均勻。頂板標高1.87～11.52m，厚度0.4～6.3m，平均層厚2.0m。

3.潛在事故危險性分析及處理方案

3.1 潛在事故危險性分析

基坑邊坡支護和地下室開挖過程中常見的事故有部分坍塌、邊坡塌陷、邊坡裂縫裂縫、邊坡排水管破裂漏水、邊坡累積滲漏、基坑水射流、地面及相鄰建筑物下沉變形等。如果上述情況處理不及時或處理不當，可能會導致滑坡、邊坡坍塌、工程中斷等安全事故。現在我們分析上面提到的潛在事故的風險[3]。

3.1.1 局部坍塌

多發生在基坑開挖過程中。它通常是由停滯或薄弱的地層層引起的。如果不及時支護，邊坡會變得不穩定，邊坡會被侵蝕，邊坡會坍塌[1]。

3.1.2 邊坡塌陷

在開挖過程中常發生在邊坡上部，多因未按設計開挖、開挖過多或一、二排長度過長而發生。上丘。坡度和灌漿不足。在發生初期，地面出現明顯的裂縫，如果不及時處理，可能會導致事故升級，引發安全事故[4]。

3.1.3 上坡裂縫

從地基開挖至回填期均可發生。如上所述，在挖掘過程中，斜坡頂部經常坍塌。如果基坑邊坡下部裂縫在竣工期間或竣工后超過臨界值，必須采取應急措施，否則可能發生邊坡坍塌等大規模安全事故。

3.1.4 邊坡管道頂部漏水

基坑開挖后，邊坡管道頂部漏水會導致整個邊坡土被水飽和，土釘失去作用，斜坡頂部的裂縫將迅速擴大并超過。臨界點。在這種情況下，有必要采取嚴厲的應急措施[2]。

3.1.5 上坡沉積物水下滲透

如果雨后不清除上坡沉積物，坡土就會被水飽和，現有的裂縫會加寬加深，導致坡體坍塌或坍塌。如果超過斜坡位移閾值，則必須啟動應急計劃。

3.1.6 基坑積水

雨后，基坑內積滿大雨，基坑長期不排水，造成開挖初期基坑積水，影響土方工程。開挖時，可能會影響結構施工和施工設備的安全[5]。

3.1.7 地面及相鄰建筑物的沉降變形

排水方式不充分，地下水位下降深度過大。考慮減少抽地下水量，停止抽沙，必要時補充基坑周圍的地下水。

除上述外，施工過程中可能發生的安全事故，常包括戰斗、火災、觸電、機械傷害、煤氣中毒、食物中毒、傳染病等突發性安全事故。該預案是針對突發事件的應急處理。

3.2 邊坡危險的預案

（1） 基坑開挖時局部塌陷的處理：由于施工過程中個別斷面量過大，開挖邊坡后，地面可能不會自行穩定，來不及支撐地面。然后用碎磚和土填滿洞穴，然后焊接垂直鋼筋（或鋼管）作為加固材料。將金屬絲網焊接編織好后，與附近的螺栓頭融為一體，然后噴灑混凝土。同時，在塌陷部位的適當位置設置排水孔，固定好槳入口，待面層達到一定強度后注入壓力槳。加強折疊以增加支撐。

（2）本工程基坑的支護結構足以保證基坑邊坡及周邊環境的安全，但考慮到工程所處位置及周邊環境的復雜性和重要性，為了為防患于未然，完善的應急救援預案。

（3）現場組建應急救援隊，項目經理為組長，技術副組長為副組長，安全員、技術員、監工、農民工為組員。挖掘土方工程時，至少要有一名領導，至少是每天工作的助理經理。

（4）準備應急救援物資、機械、設備和人員，確保附近有直徑400mm鋼管供應，2 h內到達現場，及時對支撐結構進行支護。位移比較大的地方。購買200個草袋或編織袋，準備將草袋堆放在位移更大的支撐結構上。現場應安裝1～2臺挖掘機和5～10輛自卸車，必要時可將支撐結構外側位移較大的土體開挖至一定深度，以降低土壓力。它每天至少需要20名工人，可以隨時進行緊急救援行動。

（5）提高觀測密度，為應急救援提供報警參數。當支撐結構的水平位移達到警戒值的50%時，立即報告技術負責人、集團技術部或總工程師，共同分析發現原因，采取對策。當支撐結構的水平位移達到警戒值時，及時向技術負責人、集團技術部或總工程師、監理工程師報告，分析原因，找出原因并制定一起。制定緊急救援計劃，隨時準備救援。當支撐結構的水平位移達到警戒值時，立即向技術人員、集團技術部或總工程師、監理工程師和業主報告，共同制定應急救援預案和現場。發布救援命令后，迅速投資救援。在危險區域安裝防護隔離帶，事故和未挖掘危險區域停止挖掘，危險區域停止其他施工。

3.3 預防措施

（1）實施信息化施工，基坑施工過程中隨時監測，識別基坑施工中邊坡和擋土墻結構的應變率，及時發現基坑的沉降、裂縫和變化。基坑周圍的地面。（2）嚴格控制基坑周圍荷載，設計計算中不要漏加荷載，施工時不要隨意加荷載。（3）檢測基坑周圍的地上建筑物、地下建筑物、道路、管道等，并采取預防和保護措施。（4）在基坑施工過程中，要時刻注意天氣變化、降雨和氣溫下降的預報。采取適當的防災措施。（5）施工現場備有草袋、水泵、油等緊急物品。

3.4 邊坡正常使用下的基坑保護措施

（1）斜坡3m內禁止超重車輛和重物。必須在距基坑3.0 m ?處安裝護欄。（2）坡度超出3m范圍時，距支座邊坡3m處的荷載不應超過1.5ton/m2。（3）斜坡附近的水、污水管道和污水管道不應損壞或過度泄漏。（4）修建排水溝或蓄水池時，不應靠近支護坡基，距離不應小于20 cm，同時坡基混凝土面不應損壞[6]。（5）及時準確識別基坑周圍10m內各種給水、排污管道的狀況，如遇水、排污堵塞或損壞，應及時處理（響應應急措施）必須采取）。如果無法立即修復），請定期疏通下水管道，以確保暢通無阻。（6）注意坡頂、坡腳的防水排水，基坑周圍10m范圍內的各種施工及生活用水和雨水不直接排入未硬化的地面，防止地表水進入。斜坡、坡頂和坡腳積水必須及時排出，防止坡頂和坡底長期潮濕。（7）邊坡支護設計不考慮不可抗力（如地震等）作用下的穩定性。

4 結語

實踐證明，危險源預警對于深基坑施工具有積極而重要的指導作用。準確的預警可以實時預測工程危害，及時采取行動，消除危害，預防重大安全事故。因此，對危險源進行預警，及時發現危險，及時組織應急救援，尤其是在地基薄弱、地質條件復雜的深基坑施工中。這也是保證深基坑安全施工的關鍵。

參考文獻

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[2] 郭建，錢勁斗，陳健，等.地鐵車站深基坑施工風險識別與評價[J].土木工程與管理學報，2020（5）：32-38.

[3] 劉建.淺論房建工程深基坑施工風險及控制[J].建設科技，2017（21）：119.

[4] 李成禹.深基坑工程施工安全專項方案應該論證的內容探討[J].建筑安全，2020，35（10）：4-8.

[5]胡敏，熊宇璟.建筑深基坑工程施工質量及安全管理措施分析[J].住宅與房地產，2019（4）：113.

[6] 閆若鈺，王宗敏.基于BIM技術的土石方調運程序化探究[J].土木工程與管理學報，2021，38（6）：203-209.