土方开挖支护安全管理重点及措施

土方开挖支护安全管理重点及措施根据现场踏勘及图纸所示，本工程基坑面积大，按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号文件要求，对于开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程，监理要求施工单位组织专家对专项方案论证。为保证基坑安全，制定本节安全监控措施。监理应编制《基坑支护安全监理实施细则》，加强施工单位资质及施工专项方案审核工作，强化方案实施情况进行现场监理，重视施工测量及基坑变形检测工作，尤其雨季期间应加强基坑周边安全巡视工作，发现险情及时采取应急措施，具体监督措施如下：一、基础工程的安全监控施工前要认真编制方案外，还应该遵守先撑后挖、分层开挖、支护桩附近留土台、不使基坑卸载过快而造成支护变形过大。不要使基坑暴露时间太长，监测数据表明，基坑暴露时间越长，支护结构变形也越大，这种变形直到基坑回填后才会停止。（一）基坑开挖中注意按照方案要求进行放坡，防止因为没有按照土质的类别和坡度的容许值以及规定的高宽比进行放坡，安全度不够造成坍塌。（二）注意基坑边坡顶部超载或者由于振动，破坏了土体的内聚力，引起土体结构破坏，造成的滑坡。（三）避免由于施工方法不当、开挖程序不对、超标高挖土、支撑设置或拆除不正确，或者排水措施不力以及解冻时造成的坍塌等。（四）对于基坑支护与降水工程，除了按常规程序进行安全生产监理外，重点注意下列问题：1.首先要审核地质勘探资料齐全性，土方机械完好性和人员持证上岗情况。2.基础方案选择是否合理，根据工程具体情况和有关资料的调查，重点审核地下管线保护措施、支护结构的类型、护壁的安全等级、结构选型以及开挖的监控措施。3.结合本工程情况，对施工中可能出现事故的因素提出事前控制要点。4.审核降水方案和对可能出现事故防范措施，提出事前控制要点。二、基坑降水工程根据以往工程经验，本工程地下水位对基坑施工有较大影响，是否采用降水的施工方法，监理要求进行专家论证，若最终采用降水的施工方法，应进行如下安全监控（一）井点监测在重要工程中，除设置井点外，还应进行监测。监测内容如下：1.流量观测。一般可用流量表观测，若发现流量过大而水位降低缓慢甚至降不下去时，应考虑改用流量较大的离心泵，反之，则可改用小泵以避免离心泵发热并节约电力。2.地下水位观测。可利用井点管作观测井，开始抽水时，每隔4～8h观测一次，以观测整个系统的降水功能，3d后或降水达到预定标高前，每天观测1～2次，降到预期标高后，可一周测一次，但若遇下雨须加密观测。3.孔隙水压力观测。孔隙水压力观测的目的是为了了解在降水期间，地层中孔隙压力的变化，从而估算地基强度、变形和边坡的稳定性。通常每天观测一次以上，如有异常现象出现，如边坡出现裂缝或基坑附近建筑物沉降较大或产生裂缝时，须加密观测次数，每日不少于2次。4.地面沉降及分层沉降观测。观测降水工程的水准点应设置在井点影响以外的位置，以便作为降水过程中对附近地面及建筑物沉降的基准点。另外，在影响范围或降水工程附近的建筑物亦应布置沉降观测点。沉降观测次数与孔隙水压力观测次数相同。（二）流砂与管涌的处理在地下水位以下开挖基坑，若从基坑中排水，此时坑外总水头压力大于坑内水头压力，则坑底地下水将向上渗流，地基中就会产生向上的渗流力，当水头压力差增加到水力梯度达到临界水力梯度时，就会出现流砂现象，使坑底泥砂翻涌，给施工带来很大困难，甚至影响邻近建筑物的安全。当土中渗流的水力梯度小于临界水力梯度时，虽然不致诱发流砂现象，但土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流带走，时间长了，在土层中形成管状空洞，使土体强度降低，压缩性增大，这种现象称为机械潜蚀或管涌。管涌一般发生在砂砾石土层中。防治办法有：降低水力梯度，即降低水头压力或增加渗径长度等；在渗流溢出处增设反滤层、加压重或在建筑物下游设计减压井等，使渗透水流有畅通的出路；枯水季施工时，应减小坑内外水位差；采用不排水的水下挖上，使坑内外水压相平衡，断绝发生流砂的条件，如沉井挖土；以地下连续墙作为止水帷幕，达到截水防止流砂发生的目的。（三）事故现象及处理1.坑内土体失稳（1）现象：在基坑开挖过程中或开挖后，坑内降水引起土体失稳，会危及人身安全或影响邻近建筑物的安全和稳定。（2）原因分析：基坑内外水位差较大，或支护结构未进入不透水层。（3）预防及处理措施预防措施：基坑开挖前应查明不透水层分布情况,确保止水帷幕进入不透水层lm以上。处理措施：首先停止基坑开挖，降水，必要时进行灌水反压或堆料反压。管涌、流砂停止后，应通过桩后注浆，补桩、堵漏、被动区土体加固等措施进行加固处理。2.坑内涌砂现象（1）现象：在井点降水过程中，坑内出现严重涌砂现象。（2）原因分析：主要是由于含水层中滤料填人不妥所致。（3）预防及处理措施预防措施：基坑开挖前应查明不透水层分布情况，确保止水帷幕进入不透水层1m以上。处理措施：一旦发生这种现象，应立即更换滤料和包纱网，以防止流砂的进入；对于已打成的井点，只需将泥浆洗出后，暂停洗井，以免涌砂造成井口周围地面塌陷，甚至影响基坑的稳定。当其他井点地下水位大幅度下降后，再重新进行洗井，此时由于水位降低，水压力减小，进入井中的流砂会大大减少。洗井后用于抽水的井点，应保持连续抽水，不要间歇，以免扰动砂层，造成井孔重新涌沙。3.水位不下降（1）现象：井点降水过程中，水泵的能力有余，但实际出水量小，因而水位降不下去。（2）原因分析：这是由于钻孔、成孔时、泥浆稠、泥皮厚或洗井措施不当，使地下水向井内渗透的通道不畅；滤网和砂滤料未按实际上层情况选用，使其渗透能力降低；水文地质资料与实际不符，井点滤管位置不在透水性好的含水层中。（3）预防及处理措施预防措施：在井点管周围灌砂滤料后立即洗井，然后单井试抽，以使地下水渗流通道畅通；滤网和砂滤料应根据含水层土颗粒分析选用；对重大降水工程应做抽水试验；钻孔过程中应核对水文地质资料。处理措施：对于轻型井点，可向井点内注入高压清水，以冲动孔内滤料，将泥浆和泥皮稀释、破坏，再接泵抽吸。对于管井，可在井孔周边0.1～0.3m处用钻机钻孔(孔径100～1500mm)至含水层。压入高压清水冲洗孔中的滤料，或边送水边送气清洗，将泥砂和滤料吹出地面，并重新洗孔，或在适当位置补打井点。4.水位降深不足（1）现象：观测孔水位未降低至设计要求；基坑内出现涌水砂，施工困难。（2）原因分析：可能是由于局部地段的井点数量不足；或抽水泵型号选用不当，排水能力低；或水文地质资料不确切，实际涌水量超过计算涌水量。（3）预防及处理措施预防措施：复核井点过滤部分长度、井点进出水量及特殊点降深要求，在基坑转角处、地下水流的上游应加密井点间距。处理措施：增设降水井点数量；更换排水能力较大的深井泵；洗并不合格时应重新洗井。5.水质浑浊（1）现象：抽出的地下水含泥砂较多；基坑附近地表沉降较大。（2）原因分析：主要的原因可能是：井点滤网破损或井点滤网和砂滤料太粗，土层中的泥砂随地下水被抽出。（3）预防及处理措施预防措施：下井管前严格检查滤网，发现破损及时修补；根据土质条件选用滤网和砂滤料。处理措施：抽出的水始终浑浊的井点必须停止使用。6.出现异常情况（1）现象：基坑局部出现流砂或边坡开裂。（2）原因分析：主要的原因可能是：边坡一侧有大量井点管堵塞；基坑靠近河流或有积水的深水沟，地下水补给丰富；基坑附近地面堆载过大或机械振动，引起地表裂缝。（3）预防及处理措施预防措施：严格按照要求安装井点管路系统，按规定的程序施工；在水源一侧加密；避免基坑附近地面堆载过多，并尽量避免机械振动过度。处理措施：封堵地表裂缝，必要时用水泥注浆等措施填充地下空洞裂隙；提高失稳边坡一侧井点的抽水能力；卸除地表堆载，防止险情加剧。三、基坑开挖与支护监控（一）基坑开挖过程监控要点1.基坑开挖方案内容主要应包括开挖方法、开挖时间、土方开挖顺序、坡道位置设定、运输车辆行走路线、开挖监测方案，以及对支护结构及周边环境需采取的保护措施等。2.对基坑边界周围地面、槽底应采取有效的截排水措施，防止漏水、渗水流入坑内。对渗漏水应及时排出，避免在基坑内长期积聚。3.基坑周边严禁超堆荷载。4.土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，土方开挖应符合分层、分段、适时的原则。5.发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因，待采取相应措施后，方可继续开挖施工。6.施工过程中应随时检查土层、土质、地下水及构筑物等情况，发现与勘察报告及设计不符时，要求基坑设计人员到现场查勘制订处理方案。（二）监测规定1.基坑开挖前，应做出系统的开挖监控方案。内容包括：监控目的、监测项目、监控报警装值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。系统的监控措施是安全的重要保证。2.监测点的布置应满足监控的要求，从基坑边缘以外l～2倍开挖深度范围内需要保护的结构与设施均应作为监控对象。具体范围应根据土质条件、周围保护物的重要性等确定。3.位移观测基准点数量不应少于两点，且应设置在影响范围以外。4.监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。5.基坑监测项目的监控报警值，应根据监测对象的有关规范及支护机构设计要求确定。6.各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数，当有事故征兆时，应连续监测。7.基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交、阶段性监测结果报告。工程结束时应提交完整的监测报告。8.报告含以下内容：工程概况；监测项目和各测点的平面和立面布置图；采用一起的种类和监测方法；监测数据处理方法和监测结果过程曲线；监测结果评价。9.应该采用可靠实用的监测仪器，在监测期间内保护好测点。（三）监测内容1.支护结构顶部水平位移监测。作为最关键部位的监测，一般每隔5～8米设一监测点，在重要部位加密布点。2.支护结构倾斜监测。来掌握支护结构在各个施工阶段的倾斜变化情况，及时提出支护结构深度、水平位移、时间的变化曲线及分析结果。3.支护结构沉降观测。可按常规方法用水平仪对支护结构的关键部位进行观测。4.支护结构应力监测。用钢筋应力计对桩身钢筋和桩顶圈梁钢筋中，较大应力断面处的应力进行监测，以防发生结构性破坏。5.支撑结构受礼监测。施工前进行锚杆抗拔试验，施工中用测力计监测锚杆的实际受力。对钢支撑可用测压应力传感器或应变仪等监测受力变化。6.对邻近构筑物、道路、地下管网设施的沉降及变化的监测。（四）监测结果分析基坑支护工程监测的意义在于通过监测获得准确数据后，进行定量分析与评价，并及时进行险情预报，提出建议和措施，进一步加固处理直到问题解决。1.对支护结构顶部水平位移分析，包括位移速率和累计位移计算。2.对沉降和沉降速率