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探讨风井基坑施工风险因素及相应措施来源：人大经济论坛论文库 作者：小谨 时间：2015-04-13
探讨风井基坑施工风险因素及相应措施
摘要：随着城市建设和技术水平的发展，地铁工程建设的难度和要求也在不断提高，特别是现在我国城市地铁建设多数是在人流量大、建筑物密集、交通重要的地区，施工空间受限，而且周边环境要求较高，这就使得地铁建设过程中施工方案选择和施工工艺的控制更为重要，必须要根据工程的实际情况，结合现有的技术水平和管理水平等综合确定。本章讨论了基坑工程主要风险及其应对，提出本工程风井基坑施工的风险因素，并对施工过程中风险应对所采取的主要措施。关键词：风井施工；风险因素；风险控制；
1、前言
为了满足通风、防灾以及刀具检查等的需要，地铁工程过江隧道通常会设置中间风井。一般中间风井基坑深度大、地质水文条件复杂、施工过程中极易发生事故，可能造成支护结构破坏、基坑坍塌等现象，甚至会对邻近建筑物、管线、道路等造成影响，因此施工风险较大，应对风井基坑支护体系选型、基坑开挖、降水、监测等方案进行分析和研究，选择与工程条件相适应的方案进行施工，同时严格控制施工过程，尽量避免事故的发生，保证工程质量及环境安全。
2 、风井基坑施工常见事故及风险分析
2.1 风井基坑工程主要风险
基坑工程施工过程中事故的对象一般是两类，一是基坑本身，主要是支护体系的破坏等；另一类是由于基坑施工对周边环境产生不良影响而造成的建筑物开裂、管线破坏、邻近道路产生裂缝甚至塌陷等。
2.1.1基坑变形、失稳
当基坑支护结构设计或施工不当，导致承载力不足时，可能造成支护结构的变形，进而造成造成坑壁失稳，发生塌陷；若支护结构插入深度未满足要求则可能造成基坑滑坡等破坏。基坑的变形主要与土体强度、支护结构入土深度、支护结构刚度、地下水等因素紧密相关。基坑出现塌方、滑坡往往会导致主体结构破坏、工程量增加等，造成工期拖延以及经济损失。
2.1.2基底扰动
基地扰动主要是基坑底部土体可能在外部环境作用下发生变化，降低持力层承载力，造成基础不稳定；另一方面随着基坑开挖深度的增加，土体释放自重应力可能造成坑底土地隆起，支护结构等造成破坏。基底扰动同样可能造成工期的延误以及对环境产生不良影响。
2.1.3管涌、流砂
基坑施工过程中降、排水方案不当，可能出现管涌、流砂等，造成基底、坑壁的土体流失，支护体系破坏，影响施工。
2.1.4主体结构变形
基坑围护结构和支撑体系的破坏，都可能造成主体结构的轴线移位、倾斜变形等，影响工程的施工和使用。同时，主体结构本身可能包括模板工程、钢筋工程、混凝土工程等，其各自材料及施工质量都会影响主体结构的性能。
2.1.5周边环境破坏
基坑工程会对周边环境造成很大扰动，土体位移可能造成邻近建筑物的裂缝、沉降及倾斜，管线的变形和破坏，道路的开裂和塌陷等，导致周边环境破坏。
3 、风井基坑施工风险相应措施
风井基坑施工中应针对风险因素采取相应的措施进行防范，保证基坑工程及周边环境的安全。常见的工程风险应对方式有五类，主要包括风险回避、风险缓解、风险转移、风险自留和风险利用。在施工中需要根据工程实际和风险类型等因素进行应对方案的选择，通常是多种方案的配合使用：损失较小、或者通过采取措施及加强管理可以避免的风险可以选择风险自留；风险很大、且可以变更工程项目的可以选择风险回避；一般的风险则可以通过工程常用的技术、管理手段，尽量降低风险发生的可能性或后果的严重程度。因而施工中应合理选择切实有效的风险应对方案，确保基坑工程的质量和安全。
基坑工程风险控制可能主要从以下方面进行：
1、支护型式选择
基坑支护结构施工包含很多方面内容，如岩土工程、结构工程、施工工艺等等，具有综合性、复杂性、经验性等特点，可能因为地质条件、周围环境要求、人的经验判断、技术水平等因素的不同，而选择不同的方案；或者说采用同一种支护结构型式，也会因为环境条件的差异而造成不同的结果。随着技术水平的发展，基坑支护结构设计的方案也越来越多，常见的有地下连续墙、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、钢板桩等等，各自具有自己的优缺点和适用性，因此，如何根据工程特点，安全、合理的选择支护形式是基坑工程关注的重点。
（1）基坑支护结构选型原则
基坑支护结构设计的是首要任务是选择合适的支护结构型式。同一个基坑，若采用不同的支护结构型式，可能造成造价、周围建筑物沉降等的巨大差距。因此，如何合理的选择基坑支护结构是非常重要的。 要合理的选择基坑支护结构，必须要了解各种支护结构型式的特点，同时要综合考虑地质条件和周围环境等因素，有针对性的选择最适合的结构型式，从而达到综合最优的效果。因此，基坑支护结构选型的原则主要有以下几个方面：
①不同基坑支护结构的特点，包括结构型式的合理性、优点和缺点。
②地质条件和周边环境，必须根据土质特点和水文条件合理选择，保证施工过程中周边环境的安全。
③经济性。在保证质量和安全的情况下，可尽量降低工程造价。
（2）不同基坑支护结构的特点及适用
基坑支护结构的主要作用是为了保证基坑开挖及风井结构施工过程中周边环境的安全，通过控制周围土体的变形和位移，从而尽量避免邻近建筑物、构筑物、地下管等线的变形和破坏，确保基坑工程的安全和周围环境的安全。近几十年，基坑工程的发展很快，积累了丰富实践经验，支护结构的型式也有了很多创新和改进，并在工程实践中收到良好效果。
基坑支护结构型式选择是由地质条件和周边环境、工程造价、结构型式特点综合确定的，但需要注意是要保证周边环境的安全。由于地铁工程过江隧道风井的设置经常是位于江岸边等位置，地质条件较差，水土压力大，而风井结构平面尺寸较大、基坑深度较大，又必须保证周围环境安全，一般的支护结构型式很难满足施工安全和环境要求。因此，地下连续墙因其抗渗止水性能好、刚度大、适应多种土质的特点受到了青睐，特别适用于地质水文条件较差、或周边环境要求高的深大基坑。
2、支护结构施工控制
支护结构能够有效的发挥作用是保证基坑工程安全的一个重要条件，因而除了要选择合适的支护型式外，必须保证支护结构施工质量，应注意以下方面控制：
（1）严格按照设计要求施工，不可擅自更改设计或降低设计标准，施工中应保证支护结构的强度、刚度以及防渗性能等。
（2）施工中应保证支护结构平面尺寸、深度以及垂直度能够满足精度要求，避免基坑轴线、位置等出现偏差。
（3）采用性能良好的材料，杜绝不合格材料入场，保证钢筋工程、混凝土工程、模板工程等的施工质量。
（4）尽量减少基坑边坡的荷载，施工机械作业时要加强监测，或采取适当保护措施，保证基坑边坡的稳定性。
3、基坑开挖及降水控制
（1）基坑合理开挖
基坑的时空效应是基坑开挖施工控制非常重要的一个因素。基坑开挖的时空效应是指基坑施工中科学的利用土体自身的控制地层的潜力以解决基坑稳定和变形问题，具体来说基坑支护结构和土体的位移是与每分步开挖的深度和宽度、无支撑暴露时间等具有相关性。应用时空效应理论能有效的控制基坑变形，保证周边环境的安全，在基坑工程中广泛应用，可以节省工期和地基加固费用，收到良好经济效益。
（2）地下水控制
基坑地下水控制方案的选择应根据场地、水文地质条件及周边环境要求来综合考虑，还要与支护结构的设计相适应。通过工程实践经验显示，地下水控制可分为降水、截水和回灌等型式单独或组合使用，可按表 1选用。
表 1 基坑地下水控制方法及适用条件
基坑工程的地下水控制方法应在施工前充分考虑对邻近建筑物、地下管线等可能造成的不利影响，根据实际工程条件选择适宜的方法。同时在施工过程中也要注意对地下水进行必要的监测，尽量避免发生管涌流砂等事故，以及在发生异常情况时及时采取有效的补救措施。
4、加强施工监测
基坑施工监测一般为全过程监测，在基坑施工前就已开始，到地下工程全部完成为止。随着基坑工程施工进程，风险水平处于变化状态，对其实施动态跟踪监测可以有效的反应基坑安全状态；根据监测信息与预警值对比，及时做出相应施工调整或采取应对措施。因此施工监测是基坑施工风险控制有重要意义。
参考文献：
[1]李洪武.浅谈房屋建筑设计中常见的质量问题[J].辽宁建材，2008（4）. [2]扬新德.浅析民用建筑设计存在的问题及对应措施[J].中华民居，2010（11）.
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