第八章基坑安全保障措施.docx
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第八章基坑安全保障措施
第八章基坑安全保障措施
8.1基坑监测
除了由建设单位委托有资质的第三方单位实施基坑监测外，我公司也对部分项目进行监测。
8.1.1第三方监测
根据图纸设计要求，对以下一些重要部位需进行监测：
1.围护结构侧向位移（墙体测斜）
2.围护结构顶部水平位移、沉降
3.支撑轴力、立柱沉降
4.坑内外地下水位
5.地下管线水平位移、沉降
6.邻近建筑物的水平位移、沉降及裂缝观测
7.坑外地表沉降
8.基坑回弹
详细的基坑监测布置点见设计图纸，对监测单位编制的监测方案，须通过业主及我单位的认可，方能实施。
我公司对监测工作进行配合，保护好监测设施及监测点。
监测项目及预警值见表8.1-1。
表8.1-1基坑监测项目预警值及控制值
序号
部位
2～4支护段-27.20m以上基坑/2～4支护段-27.20m以下基坑/1、5～8支护段
1
监测项目
预警值
控制值
变化速率
（mm/d）
累计
累计
（mm）
（mm）
2
坡顶水平位移
30／－－／--
40/--/--
2.5/--/--
3
墙（桩）顶水平位移
25/16/6
35/20/8
2.0/1.5/0.5
4
坡顶沉降
25/12/6
35/15/8
2.0/1.5/0.5
5
深层水平位移
30/16/11
40/20/14
2.5/1.5/1.0
6
立柱位移
15
20
1.5
7
立柱桩桩身应力
设计值
8
支撑、锚杆内力
设计值
9
围护结构钢筋应力
设计值
10
围护结构混凝土应变
设计值
11
地下水水位
750
1000
500
监测的数据及时反馈设计单位，如有异常，采取应急措施来保障基坑的安全，对基坑监测数据的反馈如图8.1-1所示。
图8.1-1基坑监测反馈流程
8.1.2我公司自行实施的监测项目
1.基坑直接监测的项目包括：
表8.1-2基坑监测项目及监测数量
序号
监测项目
监测数量
北侧
东侧
南侧
西侧
1
地表沉降
3组
-
-
-
2
管线监测
5组
-
-
-
3
连续墙顶部水平位移
14点
8点
12点
8点
4
连续墙顶部沉降
2点
8点
8点
8点
5
地下水位监测
3点
2点
1点
2点
6
降水井及疏干井水位
全部监测
2.对施工场地内边坡、周围已有建筑物、施工工况等进行巡视检查。
主要包括以下内容：
（1）边坡有无塌陷、裂缝及滑移。
（2）开挖后暴露的土质情况与岩土工程勘察报告有无差异。
（3）基坑开挖有无超深开挖。
（4）基坑周围地面堆载是否有超载情况。
（5）基坑周边建筑物、道路及地表有无裂缝出现。
（6）锚杆、冠梁、连续墙、井、栈桥、支护桩有无受损
3.基坑监测频率
（1）在土建施工尚未开始时，进场配合第三方监测单位布设监测点，并测定稳定初始值（三次）。
（2）基坑开挖前3步深度在5m以内，每天观测一次，基坑开挖至5m以下及基坑开挖完成后一周内，每天观测两次。
基坑开挖至基底后一周后无明显位移时，可适当延长观测周期，每5天观测一次。
井在施工周期内每天监测两次。
日常的巡视每天两次，遇有机械在支护设施附近施工时，加强巡视次数。
（3）当出现下列情况之一时，进一步加强监测，缩短监测时间间隔，加密观测次数，并及时向设计、监理和业主及相关部位人员报告监测结果：
①监测项目的监测值达到报警标准；
②监测项目的监测值变化量较大或速率加快；
③基坑及周围环境中大量积水、长时间连续降雨、市政管线出现泄漏；
④基坑附近地面荷载突然加大；
临近的建筑物或地面突然出现大量沉降、不均匀沉降或严重开裂。
4.基坑监测反馈流程
基坑监测的数据供内部使用，当监测的数据超过预警值时立即提交设计单位及相关部门的政府部门及周边施工单位，详见图8.1-2。
5.监测成果报告
（1）对于现场采集到的各项监测数据，首先利用统计模型进行粗差探测检验，确认不含粗差后再进行整体平差计算及测量精度统计，采用科学、合理的数据处理方法对监测成果进行整理分析，最终形成监测成果报告。
（2）监测成果报告中包含技术说明、监测时间、使用仪器及所达到精度，列出监测值、累计值、变形率、变形差值、变形曲线，并根据规范及监测情况提出结论性意见。
（3）当基坑变形较稳定，各个监测项目变形较小时，向总工程师进行口头报告，并在24小时内提交书面报告存档。
当监测出现异常时，在两小时内提交相关单位或人员。
（4）监测成果报告的内容
①监测综合情况说明表（各个监测项目累计变形最大量、变形速率最大量、是否超报警值、监测建议及分析等。
）；
②监测点点位布置平面图；
③监测成果表；
④监测项目变化速率、时间、监测项目累计变化量曲线图。
（5）监测成果报告以直观的形式（如表格、图形等）表达出获取的与施工过程有关的监测信息（如被测指标的当前值与变化速率等），监测结果一目了然，可读性强。
8.2基坑重大风险应急预案
针对基坑工程的特殊性，我单位从入场开始，就建立以项目经理部领导班子为首、企业总部领导班子为后盾、总部各部门支持配合的施工应急响应小组以便及时有效地处理重大突发事件。
8.2.1基坑重大风险事件的辨识及监测
1.依据本工程特点及工程施工时间跨度，本工程在施工期间有可能发生的重大事件辨识及重点监测部位详见表8.2-1。
图8.1-2基坑监测反馈流程
表8.2-1重大风险事件的辨识及监测
序号
事件分类
事件辨识
重点监测
1
基坑渗水
基坑侧壁有渗水、流沙现象出现或地连墙壁上局部有渗水现象
渗水部位降水井的水位变化
地连墙施工混凝土施工缝处施工质量
2
坑底突涌、流砂
坑底、工程桩头部位土体有顶起、冒浆现象
基坑周边是否有渗水迹象
观测井水位变化是否异常
3
基坑支护变形
护坡桩顶位移过大
基坑周围地面沉降量过大
护坡桩身挠曲变形
坑外排水抽水导致坑外砂土流失
预应力锚杆钢绞线水平变形
4
地面沉降、周边建筑物沉降、地下管线破坏
地面出现裂缝、塌陷
边坡变形过大
地面出现裂缝、塌陷
坡顶位移过大
周边建筑物倾斜
2.本深基坑工程坡顶位移、墙（桩）顶水平位移、地下水位等容易发生深基坑事故的部位，要重点监测。
基坑开挖期间密切注意坑外地下水位的变化，如果发现渗水、流砂、地面开裂等现象，要及时通知设计方，并采取堵漏措施。
依据本工程设计图纸，本基坑重点监测部位临界值见表8.1-1。
8.2.2应急机制小组
本工程应急机制小组分二级，第一级直接对接现场，由项目经理部领导成员组成，这也是事件发生第一反应小组，也是事件的控制中心。
第二级间接对接现场，由企业总部高层领导成员组成，它支持、服务于第一级应急小组工作，为第一级应急小组提供财政支持，社会关系求助，对第一应急小组工作提供建议和决策参考。
8.2.3应急物资的准备
应急物资储备是应对突发事件的重要保障，针对本工程各类突发事件，我单位拟配备充足、完备的应急物资，以确保突发事件发生时满足现场应急需求。
本工程主要应急物资准备见表8.2-2。
表8.2-2主要应急物资装备
序号
应急物资/设备名称
数量
存放地点
1
φ609*16钢管
20根
现场
2
钢板
100m2
现场
3
28#槽钢
50根
现场
4
聚氨酯堵漏胶
150桶
现场50桶，场外100桶
5
聚氨酯注浆设备
5套
2套现场，3套场外专业抢险队
6
编织袋
1000个
现场
7
橡胶软管
100m
现场
8
水玻璃
4吨
现场
9
快干水泥
1000袋
现场
10
沙土袋
200个
现场
11
压密注浆机
3套
1套现场，2套场外专业抢险队
12
φ48mm钢管
1000m
现场
13
引流管
100m
现场
14
应急药品
200盒
综合办公室
15
大功率潜水泵
20台
现场
16
电焊机
5台
现场
17
空压机
20台
现场
18
发电机（200KW）
1台
现场
19
木塞
200个
现场
8.2.4基坑工程危险源排查
进场后针对可能危害基坑的危险源进行逐一排查，基坑危险源排查要结合以往施工深基坑施工经验，认真负责。
本工程主要危害深基坑的危险源排查、处理措施有：
1.进场后首先逐一检查基坑周围地下管网，查看地下管道是否有渗水、漏水现象。
排查时要每个井盖必须打开，一一进行检查，做好检查记录。
检查时发现有水的管道必须将水抽净，并做好记录，定期检查，若发现检查期间内管道水位有变化，要立即安排专人抽水进行处理。
并仔细检查该段管道是否存在漏水、开裂或接口不严的现象，若发现上述现象则立即通知市政管网单位进行维修。
维修结束后要继续对处理的管道进行观察，看是否仍有变化，直至完全管道隐患完全排除。
2.要逐个检查基坑周围污水管道、雨水管道与基坑的相对位置、标高、流向。
针对上游管井重点观察，下游管井也要定期检查，防止雨水、污水的回灌。
做好观察记录，遇有异常情况立即处理。
3.对于先期已经开挖，基坑支护单位已经处理完毕的横穿基坑的管道要做延长封闭处理，即除了在基坑位置做管道封闭处理外，在基坑之外的管井位置再做一层封闭处理，以防止因管道水量突然加大引起的基坑回灌。
4.每天收听天气预报，遇有下雨天气要提前做好基坑安全预防措施，派专人在基坑周围的雨水管井、污水管井重点观察，遇有情况立即安排抽水。
5.对于现场大门口等经常出入重车部位路面采取钢板覆盖，防止因碾压导致地下管网破裂、下沉等从而引起渗水、漏水影响基坑安全。
8.2.5基坑渗水应急措施
1.观察坑外观测井水位变化，对出现观测井水位有较大变化的区域的地连墙壁或其他部位基坑支护坑壁，作为重点防范的部位，开挖时派专人重点巡视。
2.土方开挖过程中，每次挖深前，派专人观察开挖面土体状况，如发现有渗水现象，立即停止开挖，并及时回填，判断渗水性质，必要时组织专家会审，确定处理意见，采取相应措施。
3.土方开挖完成后，如坑壁出现渗水、漏水，迅速找到漏点，组织实施初堵方案（一般用干海带、木塞等无机堵漏材料直接封堵，必要时配合采取化学灌浆措施）。
如围护结构存在夹泥现象，地连墙发生接缝渗水，水量较大时，在坑内堵漏的同时，应立即进行坑外注浆，注浆材料采用快凝的聚氨酯或双液浆。
如上述方法无法奏效，可在迎水面采用高压旋喷补做局部止水帷幕的方案，待稳定后实施永久性堵漏方案，永久性封堵处理方法主要使用混凝土修复专用技术进行处理，处理方案必须能够满足地连墙的设计使用要求，另行专题研究制定处理方案。
8.2.6流砂应急措施
流砂对于周围建筑物及施工极为不利，本工程开挖过程中在连续墙周围发生流砂现象时，要及时查明流砂发生的具体位置及相应的地质条件、流砂出口形状、范围、流砂量的大小，以便确定具体措施。
1.填堵封口：
当开挖土体时地连墙上出现流砂，要立即停止挖土。
流砂从孔洞或裂隙中涌出时，先用棉絮堵塞孔洞或裂隙。
然后再在棉絮中注入水泥浆-水玻璃浆液，水玻璃的浓度为41～43波美度。
2.打孔注浆封堵流砂：
若填堵封口仍不能堵住流砂，应用土回填先堵住流沙口，然后在流砂口附近采用风钻从墙内向墙外打斜孔，孔径宜为40mm，孔深根据孔的斜度及流砂部位确定。
在孔中注入水泥-水玻璃浆液，浆液通过双液注浆泵压入墙厚的土体内。
3.沿地下连续墙的外侧打孔进行注浆。
8.2.7坑底突涌应急措施
承压水突涌现象往往发生于地下承压水压力与土压力接近临界状态的时间段，施工至此部位时，我单位将采取措施提前重点应对。
一般在发生前，在勘测孔、工程桩边孔隙、每层土方第一次开挖面等位置可能会出现异常征兆，我们将安排专人对上述部位加强巡视。
1.一旦确定突涌发生，立即根据应急预案启动就近的备用减压井，实施承压水降压，直至突涌停止，并详细分析发生的突涌的原因，指导下步降水运行管理。
2.如勘测孔位置发生突涌，采用木塞、干海带等办法封堵洞口，随即填压土方或快干水泥的反压方案。
如在开挖过程中，出现突涌，首先回土压填，启动应急预案，使用水泥、沙袋、钢板等压填。
挖土阶段，坑内有计划的预留余土，作为应急压填物资，一旦发现有基底突涌，立即回填压实，
3.当采用反压法无法有效控制承压水突涌时，采用水泥-水玻璃双液注浆加固止水。
4.当多点处管涌发生后，逐个进行封堵，最后留一个管涌处，埋置引流管。
管子侧面安装一个阀门，上端用钢板焊死，阀门连接软管，将水排至基坑外。
8.2.8周边道路地面沉降、建筑物沉降过大应急措施
降水期间重点观测基坑外侧的水位变化及建筑物沉降、裂缝情况，若出现水位变化较大、建筑沉降过快，周边道路建筑物变形接近报警值并有继续发展的趋势时，要立即停止坑内降水工作并立即汇报给设计单位并组织设计、地勘等相关单位，邀请相应专业的专家进行专家会审。
现场要根据施工进展情况及专家会审确定的处理意见采取相应的措施。
1.因降水过程中坑外水位下降引起周边建筑、道路和管线的不均匀沉降，现场通过停止抽水及回灌等措施防止险情进一步发生（为采取回灌措施时现场储备水源不足，可与消防部门联系采用消防水源），同时在上级部门、设计、业主、监理及有关方面的指导下采取相应措施。
2.若沉降出现在土方开挖阶段，则应立即停止开挖，视现场情况决定是否实施回填和坑内坑外双液注浆加固等措施。
3.对因基坑变形而引发的道路管线险情，及时和设计和管线单位沟通，共同制定抢险救援方案并组织施工，控制变形。
8.3基坑安全保护措施
基坑安全保护分为两部分，一部分是对基坑周边管线和建筑物的保护，另一部分是对基坑自身的保护。
同时这两部分的安全是相辅相成的，只有保证了基坑的安全，周边建筑物才有可能不发生沉降和位移，而管线渗水、煤气泄露爆炸又会导致基坑坍塌。
8.3.1对基坑周边管线、建筑物的保护措施
8.3.1.1周边管线、建筑物的现况
周边管线和建筑物的分布如图8.3-1,需保护基坑北边管线、东西边管廊及南边文化中心。
图8.3-1周边管线和建筑物分布示意图
北侧主要管线按照至红线的距离由远到近详细情况汇总如下：
表8.3-1基坑北侧管线情况汇总
序号
管径
埋深（m）
位置
1
雨水管
φ1400
约3.5～4.0
位于北红线北侧约43.0-44.6m
2
热力管沟
（2）
主线4800×1400，支线1900×1100
约3.0～4.0
位于北红线北侧约32.0-34.0m，
3
污水管
φ600
约7.0
位于北红线北侧约28.7-30.8m
4
上水管
φ150
约1.4
位于北红线北侧约22.9-24.8m/26.4-28.8m
5
电力管
φ2150
约6.15
位于北红线北侧约19.7-21.9m/21.8-23.8m
6
热力管沟
（1）
1400×850
约2.0～3.5
位于北红线北侧约19.4-21.5m
7
煤气管
φ300
约2.0
位于北红线北侧约16.0-20.3m
其中热力管
（2）支线伸向基坑，目前已被封堵死，支线已废弃。
煤气管线一部分裸露在外坑壁上，由前期施工单位用钢支撑架空保护起来。
东、西、南三侧管廊的基础标高（-27.20m）接近设计降水水位标高（-28.60m）。
8.3.1.2周边管线、建筑物的保护措施
1.进场后观察煤气管支架生锈、变形情况，对有明显变形的钢支架进行加固，在薄弱部位增设钢支撑。
清理支架的泥土、大的锈斑，重新对支架完整的刷一遍防锈漆。
清除坑边一切垃圾，防止垃圾掉入坑中砸损煤气管线。
2.大门口洗车池采用4+4厚SBS沥青防水卷材处理，防止积水渗入边坡。
3.栈桥北段中部设缓冲平台，栈桥西段拐角处设转向平台，起着转向及缓冲作用，避免大型车辆偏离栈桥，撞向护壁，如下图。
图8.3-2栈桥缓冲平台示意
4.超过100吨以上的货运车辆不进入栈桥，栈桥限速10Km/h。
当有超过60吨的重载车辆进入栈桥时，不允许其他车辆进入栈桥，等重载车辆驶出栈桥后，才可以允许其他车辆通行，重载车辆尽量在桥中行驶。
5.不在北侧坑边堆载任何重物，不破坏地表。
检查原有施工单位对坑边的硬化情况，若有损坏，随时修补处理。
6.除汽车冲刷用水外，不在基坑北边设立任何用水点。
8.3.2对基坑护壁和支撑的保护措施
1.土方开挖前编制详细的土方开挖施工方案和支护方案，并递交一份至基坑围护设计单位，且经过专家论证通过后方可开挖。
2.土方开挖前按相关标准对围护结构的施工质量进行检查或验收；按照分层、分段、分块、对称、平衡、限时的方法确定开挖顺序。
3.土方挖机、运输车辆直接进入基坑作业时，坡道坡度不大于1：
7。
4.土方要分步开挖，每步深度和宽度根据护坡要求进行，锚杆施工工作面标高为锚杆设置标高下方500mm，不超挖，施工工作面宽度不小于10m，临时边坡坡度不大于1：
1.5，高度大于4m时，应二级放坡。
5.基坑开挖的土方不在临近建筑及基坑周边影响范围内堆放，并及时外运。
6.坑底以上300mm土方应采取人工修底的方式挖除，并防止坑底土体扰动；混凝土垫层应做到随挖随捣，挖土到设计标高后，应在8小时内浇筑垫层，垫层浇至围护墙边，无垫层坑底最大暴露面积不大于200㎡。
7.邻近基坑边的局部深坑（深度超过1.5m）在大面积垫层完成后开挖，不一次开挖到底。
8.基坑分块开挖时，开挖至坑底后，相应分块底板需在15天内浇筑完成。
9.基坑边超载应控制在设计荷载以内，并严格控制不均匀堆载；
10.挖土机械通过支撑前，回填300mm厚土体，并铺设道板架空后方可通行。
11.挖土机械不碰撞锚杆、钢腰梁、工程桩、围护桩、降水井管、支撑及立柱系统，在此类部位施工时由专人指挥司机作业，靠近支护设施30cm时，由人工挖除；挖土应先掏空立柱、降水井管、工程桩四周，避免立柱承受不均匀的侧向土压。
12.坑底周圈设排水沟，下雨天及时抽走雨水，防止泡槽。
13.支撑拆除前编制详尽可行的拆撑方案，并经有关各方认可方可实施。
待支撑拆除相应区域梁板及可靠换撑形成且达到设计强度80%后才进行拆除。
14.对测量点、测量设施设置警示标志，根据实际情况采取切实可行的保护措施。
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