基坑工程幾種現象之淺析

朱書勤  黃亞偉 西安市建設工程質量安全監督站

 姚寶珩  張小賢西安紫薇地產開發有限公司

 趙  昊 西安華僑城實業有限公司

    1、目前西安地區基坑工程的巖土勘察不單獨進行，而是參照主體工程的地質勘察報告做為基坑支護結構設計、坑內降水設計、土方開挖等的依據。

    主體工程的勘察報告主要內容都著重于持力層、下臥層及劃定的建筑輪廓線內的巖土參數取值，根本就不重視建筑周邊地質條件的巖土參數取值，而這些正是基坑工程所需要的內容。

    基坑工程勘察要求勘探點一般要沿基坑周邊布置，基坑主要的轉角處應當設置控制性勘探孔，當基坑面積較大時，還應在基坑內部設置勘探孔。勘察的平面范圍應超出開挖邊界外開挖深度的2～3倍。視土層的均勻程度、工程的規模等情況，基坑工程相鄰勘探孔的間距一般應在20～35Ｍ。當相鄰勘探孔揭露的地層變化較大并影響到基坑設計或施工方案選擇時，可適當加密勘探孔。

    在進行基坑工程的巖土勘察前期，委托單位應給勘察單位提供基本的工程資料和設計對勘察的技術要求，建設場地及周邊的地下管線、既有建（構）筑物和設施資料、以及可能采用的支護方式、施工工藝要求等。因此，基坑工程的巖土勘察報告應提供基坑和圍護墻邊界附近場地填土、問題土及地下障礙物等不良地質現場的分布范圍與深度，并提供其對基坑的影響情況。

    常見的地下障礙物有回填的工業、生活及建筑垃圾；原有建（構）筑物的地下室、淺基礎或樁基礎；墓、坑、井、穴及廢棄的人防工程、地下管線等。

    當地下水有可能與鄰近地表水體溝通時，應表明其補給條件、水位變化規律。當基坑坑底以下有承壓水時，應測量其水頭高度和含水層界面。對于開挖過程中，需要進行降壓降水的基坑工程，為了解和控制承壓水降壓降水可能引起的坑外土體沉降，應進行必要的承壓抽水試驗。當地下水有腐蝕性時，應查明其污染源和地下水流向。

    因此，基坑工程的勘察報告應提供場地內滯水、潛水、裂隙水以及承壓水等有關參數，包括埋藏條件、地下水位、土層的滲流特性及產生管涌、流砂、隆起的可能性。對于安全等級為一級且易于受水浸濕的基坑坑壁以及永久性基坑坑壁，設計中應要求勘察報告提供飽和狀態（Ｓr=85％）條件下的土性參數，以便進行穩定和變形計算。

    以上為西安地區目前基坑工程巖土勘察報告不足之處。顯然，上述現實中基坑工程巖土勘察報告普遍存在的現象與實際基坑邊坡土層土性參數具有很大的差異性和偏面性，這就造成了基坑工程很大的經濟差異性和不安全性。

    2、目前西安地區基坑開挖基本上由失去土地的村民介入施工，大多是對基坑開挖采取無序作業，甚至不與基坑支護施工配合，而是一挖到底（基本上是垂直開挖），還不進行坡面坡比整修；有時常常為了利益糾紛問題，暫停基坑土方開挖，并不允許基坑邊坡支護結構施工。

    根據現行國家規范的要求，基坑土方開挖和基坑支護工程施工應滿足設計工況的要求；基坑開挖應分層、分段、分塊開挖后按照專項施工方案的要求限時完成基坑支護結構施工。

    只要基坑開挖就會伴隨著基坑周邊地層的位移和變形，時間越久位移、變形越大，這就是基坑開挖過程中的時間效應。

    基坑開挖的實踐證明，基坑周邊地層的位移、變形還與分層、分段、分塊開挖的空間幾何尺寸、基坑暴露面積有關，分層、分段、分塊的空間幾何尺寸越大，基坑暴露面積越大，位移、變形就越大，這就是空間效應。

    時間效應和空間效應是密切相關的，基坑開挖同時受到時間效應和空間效應的共同作用，我們把此稱之為時空效應。

    基坑開挖過程中，如不及時進行基坑支護或坑底暴露時間過長，由于基坑開挖時空效應的影響，基坑邊坡坡頂位移就會產生明顯的變化，也會促使基坑周邊既有建（構）筑物沉降持續發展，進而影響到基坑本身和基坑周邊既有建（構）筑物、地下設施的安全。

    上述這種基坑工程現象，造成基坑工程的安全隱患是顯而易見的。為了基坑開挖施工安全，一定要嚴格遵循基坑開挖、支撐、支護施工依據技術標準所設計的施工工況、施工程序及施工參數。施工參數就是對開挖分層、分段、分快和每開挖的空間尺寸、開挖時限、支撐時限、支護預應力等各道工序的定量的施工管理指標。故開挖、支撐或支護施工必須嚴格遵循分層、分段、分塊開挖，隨挖隨支護或隨挖隨撐，做到及時支護或及時支撐，分層開挖分層支護，支護強度達到設計強度要求后（例如對土釘墻要立即進行養護）再及時進行開挖。開挖、支撐或支護應保證在48h內完成，并且要盡量縮短無支撐或無支護暴露時間，一定要做好基坑排水，減少位移變形量，嚴禁超挖。

    3、基坑開挖深度超過2米，基坑周邊不進行有效防護安裝防護欄桿、不設置明顯的警示標志牌；不設置供施工人員上下的專用梯道。

    現行行業標準《建筑施工高處作業安全技術規范》JGJ80-91等的相關規定，高處作業的概念是在距墜落高度基準面2m或2m以上有可能墜落的高處進行的作業。鑒于基坑開挖作業超過2m及以上，時常會有墜落上網事故發生，故規定開挖深度超過2m以上的基坑周邊必須安裝防護欄桿。

    坡道是施工機械專用的道路，施工人員不能與車混用同一道路，這也是不安全的，故必須設置供施工人員上下的專用梯道。

    4．基坑周邊不按設計工況的范圍內堆載或停放施工機械；基坑開挖后未立即對邊坡坡面進行防雨淋、防土體蒸發失水的臨時防護措施，也未立即進行護坡支護施工。   

    基坑邊堆土、堆料、停放施工機械等都會加大基坑坑邊的附加荷載，故需要嚴格限制在設計允許的范圍內。

    基坑開挖坡面暴露時間過長，很容易被施工用水和雨水沖刷，坡面土質軟化后黏性土的黏聚力急劇下降和粉土細砂土失水都會發生坍塌等對基坑邊坡產生不安全的影響。

    5、基坑開挖均會出現臨時土坡，由于留存的時間較短，往往對其坡體穩定性不重視。

    由于臨時土坡的土體不進行支護，加之挖土機械、運輸車輛反復碾壓而土質受到擾動已變為松散狀態，另外土體表面沒有覆蓋保護（未進行混凝土硬化等措施），雨后土體含水量又大幅度增大，很容易出現滑坡。這樣可能會造成相應區域工程樁等出現一定的水平變形位移，甚至會造成支撐體系的變形過大而帶來安全隱患或安全事故。

    6、基坑工程施工前建設單位沒有委托具有相應質資的第三方對基坑工程實施現場監測，沒有初始值監測數據；個別建設單位已把基坑開挖到基坑底面作業層第三方專業監測單位才介入；基坑開挖、基坑支護單位都對基坑及周邊不進行巡視巡查。

    由于時空效應，現行國家規范規定：在基坑開挖前應制定切實可行的現場監測方案，在施工時應按現場監測方案實施，基坑工程的監測項目應根據基坑側壁安全等級和具體特點按JGJ167-2009中表11·3·3進行選擇。又規定：現場監測應以儀器觀測為主、目測輔助調查相結合的方法進行。

    基坑工程監測應及時測報初始值，并在監測實施前根據基坑工程的特點確定監測報警值，以便在基坑工程實施期間及時發現風險點并采取有效措施保證基坑工程的安全，減少對周邊既有建筑（構）物及環境的影響，沒有初始值就沒有類比性和確定性這是很大的安全隱患。

    基坑變形監測是定期的觀測，而基坑坍塌經常是突發性的，而每日對基坑基坑及周邊進行巡視巡查是對定期監測的補充，也是很有必要和行之有效的經驗總結，它可以及時發現異常現象并啟動應急救援預案，將危害消滅在萌芽狀態支中。

    基坑開挖支護工程施工必須貫徹“先設計并編制專項施工方案經審批同意后再施工，分層、分段、分塊開挖要及時進行支護，與開挖支護施工同步進行監測、每日進行巡視巡查的原則”，只有這樣才能確保基坑工程的安全。

依據標準、規范及參考文獻：

（1）《建筑邊坡工程技術規范》（GB50300-2002）

（2）《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）

（3）《濕陷性黃土地區建筑基坑工程安全技術規程》（JGJ167-2009）

（4）《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025-2004）

（5）《巖土工程勘查規范》       （GB50021-2001）

（6）《建筑變形測量規范》       （JGJ8-2007）            

（7）《高層建筑巖土工程勘察規范》（JGJ72-2004）

（8）《建筑施工土石方工程安全技術規范》（JGJ180-2009）      

（9）《建筑與市政防水工程技術規范》    （JGJ/T111-98）  

（10）住房和城鄉建設部建質（2009）87號《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》

（11）《建筑施工高處作業安全技術規范》（JGJ80-91）                            

（12）《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2002）

（13）《西安地區基坑開挖支護安全技術措施》，朱書勤等，陜西建筑，2012.3

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)