深基坑开挖施工风险分析与支护安全控制对策探讨

期刊: 建筑监督检测与造价 2026年第09期 DOI: 10.67328/wslwpp1582 PDF下载

深基坑开挖施工风险分析与支护安全控制对策探讨

何昌

身份证:622701198801102970

摘要

随着城市高层建筑、地下综合管廊、地铁配套工程持续规模化建设,深基坑工程施工场景日趋复杂,普遍呈现开挖深度大、场地空间受限、周边建构筑物密集、地质水文条件多变等特点。深基坑开挖属于高风险岩土工程作业,施工全过程涉及土体扰动、地下水变化、支护结构受力变形、周边荷载波动等多重不确定因素,极易诱发边坡滑移、基坑坍塌、管涌流砂、支护失稳、周边沉降开裂等安全事故,不仅严重制约工程施工进度、增加建设成本,还极易造成人员伤亡与周边财产损失。

关键词

深基坑开挖;施工风险;支护结构;安全控制;动态监测;隐患治理

一、引言

在城镇化建设持续推进的背景下,城市地下空间开发利用力度持续加大,深基坑工程已成为房建、市政、轨道交通工程的基础性核心工序。相较于常规土方开挖,深基坑工程开挖深度普遍超过5m,部分核心城区项目开挖深度可达10–20m,施工区域多紧邻既有建筑、城市道路、地下管线,施工约束条件多、安全风险等级高。深基坑工程具有隐蔽性强、土体受力复杂、风险叠加性强、事故突发性高的典型特征,是建筑施工领域安全管控的重点与难点。

二、深基坑开挖施工典型安全风险辨识

2.1 基坑土体失稳与坍塌风险

土体失稳、边坡坍塌是深基坑施工最频发、危害最大的安全风险。城市场地浅层土体多为杂填土、粉质黏土、淤泥质软土,土体固结度低、抗剪强度弱、稳定性差,开挖卸荷后原有土体应力平衡被打破,坑壁土体极易出现松弛、滑移、开裂现象。在分层开挖过程中,若出现超深度开挖、分段长度过大、开挖坡度不合理、支护工序滞后等违规操作,会进一步加剧土体应力释放速率,导致坑壁局部坍塌、大面积滑坡。同时,雨季施工时雨水渗入土体,会大幅降低土体黏聚力与内摩擦角,诱发边坡失稳、局部垮塌,严重威胁现场施工人员与设备安全。

2.2 地下水诱发涌水、流砂与隆起风险

地下水是影响深基坑安全稳定的核心隐形因素,多数城市施工场地地下水埋藏浅、水量丰富、径流条件复杂。基坑开挖破除原有隔水层后,地下水会持续向坑内渗透,若前期降水方案不合理、降水深度不足、止水帷幕存在缺陷,极易出现坑壁渗水、坑底涌水现象。在砂层、粉砂地层中,地下水渗流作用会携带细小颗粒流失,形成流砂、管涌病害,逐步掏空支护结构底部与坑底土体,造成基坑底部隆起、支护结构悬空变形,最终引发整体失稳事故。此外,降水过快、降水深度超标还会引发周边地层不均匀沉降,造成临近建筑开裂、管线变形破损。

三、深基坑施工风险核心成因分析

3.1 地质勘察精度不足,前期预判缺失

部分项目前期地质勘察点位布设稀疏、勘察深度不足,未能精准探明场地软弱夹层、砂层分布、地下水埋深及径流规律,导致设计参数取值与现场实际工况偏差较大。基于不准确勘察数据编制的支护方案、降水方案、开挖方案先天存在缺陷,无法适配复杂地层应力变化与水文条件,施工过程中极易出现各类风险隐患,是基坑失稳的基础性诱因。

3.2 支护设计方案适配性不足

支护结构设计过度依赖通用模板,未充分结合城区复杂周边环境、地层差异性、开挖深度动态变化开展精细化设计。部分项目支护刚度配置不足、锚索间距偏大、止水体系设计不完善,无法有效抵抗侧向土压力与水压力;支撑体系布置不合理、预加应力取值偏低,导致支护结构抗变形能力不足,无法满足深基坑长期稳定运行要求。

四、深基坑支护安全控制与风险防控关键对策

4.1 细化前期勘察,实现风险精准预判

施工前期需开展精细化地质补勘与风险排查,结合基坑开挖范围、周边敏感构筑物,加密勘察点位、加深勘察深度,精准探明土层分布、土体力学参数、地下水埋深、含水层分布及不良地质体发育情况。基于勘察成果开展分级风险评估,划分高、中、低风险区域,针对性制定分区开挖、分区支护、分区降水方案,从源头规避地质风险与设计偏差,为后续施工提供精准技术依据。

4.2 优化支护体系设计,提升整体结构刚度

结合基坑深度、地质条件、周边环境优化支护方案,摒弃通用化设计模板,推行精细化、差异化支护设计。软弱土层、高水位区域优先采用地下连续墙、灌注桩+止水帷幕复合支护体系,强化止水与抗变形能力;深基坑核心区域增设锚索、钢支撑,合理布设支撑间距,精准计算预加轴力,提升支护体系整体刚度与稳定性。严格验算基坑抗滑移、抗倾覆、抗隆起稳定性,确保支护结构受力合理、安全储备充足,从设计层面杜绝结构性安全隐患。

4.3 规范开挖工序,严控现场施工行为

严格执行深基坑“分层、分段、对称、平衡、限时”开挖原则,严控单次开挖厚度与分段长度,常规土层分层开挖厚度不超过1.5m,软土、砂层区域控制在1.0m以内,分段开挖长度严格适配支护施工节奏。坚决杜绝超挖、掏挖、无序开挖,开挖成型后限时完成支护施工,裸坑暴露时间严格控制在24小时以内,最大限度减少土体应力松弛与蠕变变形。规范坑边荷载管控,严禁坑边3m范围内堆载土方、建材,禁止重型机械近距离行走作业,规避附加荷载引发的基坑变形风险。

4.4 强化地下水综合治理,杜绝水害风险

构建“止水+降水+排水”三位一体地下水管控体系。提前施工闭合式止水帷幕,严格把控桩体搭接质量、墙体密实度,阻断外围地下水渗流通道;根据水文条件合理布设降水井、观测井,分级有序降水,确保基坑开挖面位于地下水位0.5m以下,同时严控降水速率,避免快速降水引发周边不均匀沉降。完善坑内集水井、排水沟排水系统,雨天及时抽排积水,防止水体长期浸泡软化土体;针对局部渗漏点位采用注浆封堵、高压止水工艺,彻底消除渗水、流砂、管涌隐患。

4.5 严控支护施工质量,筑牢安全体系

细化支护各工序质量管控标准,落实技术交底、过程管控、工序验收制度。土钉、锚索施工严格把控钻孔孔径、孔深、倾角,采用高压注浆确保浆液饱满、锚固密实;钢支撑安装精准对位、紧固牢靠,按设计要求施加预加轴力,抵消土体侧向变形应力;灌注桩、止水帷幕施工严控成孔质量、混凝土浇筑密实度,杜绝断桩、夹渣、渗漏缺陷。每道工序完成后必须经自检、专检合格后方可进入下一道工序,实现支护施工质量全过程闭环管控,保障支护体系整体性、稳定性与耐久性。

五、结论

深基坑开挖施工风险具有复杂性、叠加性、突发性特征,土体失稳坍塌、地下水水害、支护结构失效、周边环境扰动、现场管理疏漏是当前工程最核心的安全风险类型,风险诱因贯穿勘察、设计、施工、监测、管理全流程。传统粗放式施工管理模式无法适配城区复杂深基坑工程的安全管控要求,极易诱发各类安全事故。本文通过系统风险辨识与成因分析,构建了“前期精准预判、设计优化提质、工序规范管控、地下水综合治理、支护质量严控、动态监测预警、应急闭环管理”的全流程安全防控体系。通过精细化勘察、差异化支护设计、标准化开挖作业、系统化治水、全过程质量管控与智能化动态监测,可有效规避深基坑各类施工风险,大幅提升支护体系安全稳定性,杜绝基坑失稳与次生灾害发生。研究形成的风险分析方法与安全控制对策,可广泛应用于城市房建、市政、轨道交通等深基坑工程,对提升深基坑施工安全管理水平、保障工程建设安全有序推进具有重要的实践意义与推广价值。

参考文献

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[3]李振全.基于数据拟合的无锡地铁基坑施工安全监测分析[D].东南大学,2025.

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