送電線路工程基坑坍塌原因分析及預控措施

王瑞琦

華東送變電工程公司 上海 201803

摘要：隨著送電線路電壓等級的不斷提高，鐵塔基礎尺寸也隨之加大，有單腿方量大、基坑深的特點，基坑坍塌是基礎施工過程中影響施工安全的重要因素，通過對基坑坍塌原因的分析，做出預控措施，可有效地避免安全事故的發生，保證施工進度。

關鍵詞：基坑坍塌；放坡；地下水

1.前言

皖電東送淮南至上海特高壓線路工程，是我國第一條1000kV雙回路鋼管塔線路，單基鐵塔全高都超過90米，重量超過200噸，相應的基礎設計尺寸也加大，某標段共有基礎78基，沿線地形主要為平地、河網和山地，地形條件一般，地質情況復雜。其中柔性大板式基礎15基，平均每基基礎方量300m?，坑深最深5米，基本都位于水田中，地下水位較高，豐水期地下水位0m，枯水期地下水位2-3m。由于基礎工程量大，加上當地政策處理較為困難，施工易因受阻暫停，基坑暴露時間長，受雨水多次沖刷和地下水浸泡，容易造成開挖基坑的坍塌事故。下面就這一工程中出現的安全隱患進行詳細分析，結合建筑工程中的施工經驗，進行防范。

2.基坑坍塌主要原因

2.1地下水的影響

地下水是基坑工程的主要危害，據統計70%以上的基坑事故是由水直接或間接造成的。地下水對基坑穩定性的影響主要有以下幾個方面：地下水滲透引起的可能開裂坍塌；基面以下土層發生突涌破壞導致基坑底開裂出線管涌；基坑長時間受地下水浸泡引起土質軟化，降低了抗剪強度；地下水滲流入坑內，沖刷帶走了土中的粗骨粒，導致土壤空隙比增大，黏聚力降低，抗剪強度也降低。

2.2地表水的影響

地表水主要是指施工場地內的溝渠，施工用水，雨水，從降水井或坑中抽出的地下水等。地表水如排放不當，造成長時間對坑壁附近的浸泡，也會造成坑壁土質軟化，但平常施工中往往因為地表水量少影響不明顯而被忽略。

2.3放坡施工不規范

施工過程中違反技術規范要求，放坡率控制不好，而且沒有準確勘察地質情況，放坡率小于設計值，使坑壁處于不穩定的狀態，很容易出現塌方。如果施工場地有限不能滿足規范所要求的坡率或者地下水豐富，土質穩定性差，此時一般不考慮坡率法。

開挖尺寸不夠時將坡腳挖去，或是在挖通不同土層時，沒有根據土壤的不同特性分別放坡，也會使邊坡失去穩定性。

2.4基坑開挖堆土不當

開挖施工中為圖方便將土或材料堆放距離坑口過近，堆放高度過高，造成對坑壁的靜壓力大于坑壁抗剪力，坑壁土向坑內滑動坍塌。

另外，施工現場基坑邊上堆放料具、機械設備、積土等，機械挖土往往在坑邊作業，這樣一來就增加了坑邊荷載，加上機械震動的影響，給邊坡穩定帶來一定的影響。

3.基坑坍塌預控措施

施工前需認真對照地質報告核對土質情況，如有明顯不符應上報，依照作業指導書中的措施進行防塌方控制。

土方開挖應遵循“分層、分段、分塊開挖，先中間后兩邊，隨挖隨撐，限時完成”的原則，以縮短開挖時間，減少累積變形為主要控制目標?？刹扇∫韵麓胧?/p>

3.1有效降低基坑地下水位

常用的降水方式有明溝排水和抽水井降水。明溝排水法在基坑四角挖集水坑，并在基礎底板以外0.5m處向外挖排水溝將滲出的水引入集水坑中，用泵抽出，保證施工過程中坑內無水。

抽水井降水法是在準備施工的基坑外側一定距離處提前打好一定數量的小水井，其深度大于設計基礎坑深，在井內放置抽水泵降水，直至水位降至坑底標高以下再進行施工。

由于采用抽水井法施工需要打井且數量較多，發電機、施工水管，抽水泵等設備投入多，前期準備時間長，成本較高，因此對于受地下水浸泡不易出現基坑坍塌的土質，基坑降水可優先采用明溝排水法。對于土質較差，在水中浸泡下容易坍塌的基礎及出水量大明溝排水無法滿足要求的基坑，可選用抽水井法進行降水工作。

基坑內抽出的水應排至距基坑不小于30m位置，防止水又滲入坑壁土中引起坍塌。

暴雨來臨之前所有邊坡應鋪設塑料膜防止雨水沖刷，同時在坡腳設置水泵抽水，防止坡腳被水浸泡。

3.2采用合理的放坡比

由于采用坡率法比采用支護結構具有成本低工期短的特點，在基坑開挖時可優先采用坡率法施工，開挖邊坡具體要求如下表所示：

表一

土質類別 砂土、礫土、淤泥 砂質粘土 粘土、黃土 硬質粘土

深寬比 1：0.75 1：0.5 1：0.3 1：0.15

在實際施工時，放坡寬度值一般不小于表中數值，為保證邊坡穩定還可適當加大放坡寬度。普通土質基坑可按下圖1所示進行放坡。當土質較差或因地下水影響造成土壤抗剪力不足時，可加大坑口寬度，按階梯形狀向內分層放坡開挖，知道設計要求深度，如圖2所示。各層臺階的高度和放坡寬度可根據現場情況控制。

對于土質較差采用井點法降水及分層放坡后仍出現塌方的基坑，可用木樁或擋土板對坑壁進行加強，在基坑周圍打下3-5m長的木樁或鋼管，間距可按2m布置。樁外側設置木板或者裝有土的編織袋等，樁之間用橫桿進行連接，在樁頭部位加拉線與地面的板樁連接，以防止木樁或鋼管向坑內傾倒。

施工期間要及時對支撐施加預應力，隨著基坑開挖深度的增加，做好支撐預應力的附加工作。還需加強對支撐的觀察，如鋼支撐失穩前一般有拱起側彎或下沉的先兆，應迅速采取加固或補撐措施。

3.3基坑周邊設置護欄

防護欄桿應由上、下兩道橫桿及欄桿柱組成，上桿離地面高度1.0-1.2 m。下桿離地面高度0.5-0.6m，并加掛安全網，橫桿長度大于 2.5 m時必須加設欄桿柱。欄桿柱可采用鋼管打入地面，埋深0.5-0.7m，鋼管離邊口的距離不應小于0.8 m；當基坑周邊采用板樁時，鋼管可打在板樁外側，以保證坑邊作業的人身安全。

3.4其他措施

機械挖土的挖掘機械作業位置必須牢固，作業半徑內嚴禁站人。進人現場的作業人員必須戴安全帽。

鋼管堆放的兩側設立柱，堆放高度不超過1m。

水泥堆放的地面墊平，堆放高度不超過12包。

圓木和毛竹堆放的兩側設立柱，堆放高度不超過2m，并有防止滾落的措施。

線盤放置的地面平整、堅實，滾動方向前后均掩牢。

基坑需要停工較長時間，應在平臺、基坑邊和坡腳設置排水明溝和積水坑，并派專人抽水值班，必要是對基坑邊坡面進行噴射素混凝土保護。

基坑開挖結束后要及時進行墊層和底板的澆筑，將對坑底土體的隆起起到很大限制作用。并且基坑開挖到底后這一段時間為坍塌風險最高期。

4.總結

總之，加快施工進度，降低無支撐暴露時間是控制基坑變形、保障基坑安全的重要環節。深基坑施工要嚴格執行規范及有關規定，從技術上采取周密的防護措施，并保證防護措施落到實處，從而保證施工全過程的安全。

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