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摘要：地下人防工程是世界各国城市建设中必须考虑的重要工程，但受工程地质条件、技术因素等多种因素的制约，人防工程的开挖稳定仍是一个难题。本文以具体工程为例，详细阐述了人防工程的挖土技术、边坡稳定技术。
关键词：人防工程；开挖；基坑；稳定
引言：
地下人防工程是世界各国城镇与工程建设中必须重点考虑的项目，其范畴一般包括：地下隧道工程、深基坑工程、市政工程和人防特殊硐室等。岩土开挖扰动引起的围岩变形破坏失稳的力学现象是一个极其复杂的工程地质问题，它既涉及到所挖围岩的自身强度与稳定性，又牵扯到工程地质环境和社会影响问题。特别是在城市密集區所开挖的地下洞室、隧道、基坑等各种工程，一方面必须保证所挖工程的自身安全，使所挖空间内外的各种工程顺利施工，另一方面还必须保证相邻建（构）筑物地下管线网络等设备的安全。下文将以具体工程为例，阐述人防工程的基坑开挖技术与边坡稳定技术。
1.工程概况
上海市某工程位于崇明县陈家镇新城，工程为地下一层人防指挥所，与在建工程“文化活动中心”相临。
图1项目概况图
场地平均标高相当于绝对标高3.900m，基坑开挖深度约为9.7m、中间指挥大厅开挖深度约为10.1m。工程结构为钢筋混凝土地下室，建筑面积约为2403平方米。
2.基坑土方开挖原则
基坑开挖必须在围护支撑结构龄期、设计强度达到后，降水达到设计要求后方可进行。在基坑开挖前，向监理工程师提供相应的试验和检验报告，征得书面同意后方可开挖。基坑开挖严格按照的“时空效应”理论分层、分段开挖，明确土方开挖每步的施工参数。本工程根据围护设计挖土东西对称，南北分层。开挖时必须分两块区域开挖，在开挖区域1开挖至坑底时，开挖区域2留2.5m土（距开挖坑底），开挖区域1底板完成后，方可开挖区域2余留土方。开挖至坑底时及时浇注垫层及底板。土方开挖过程中遵循“见底覆砼”的原则，分段挖土必须保证该段地下水位在挖土工作面以下3m。土方开挖时，在坑边5—10m范围内，严禁堆放弃土及其他大体积大面积的重物。土方开挖过程中严格控制南北分层纵坡的稳定性，分层开挖放坡（小坡）小于1：2，层与层之间设置平台，平台宽度为3—6m，放坡的总高度与长度之比控制在1：3-3.5左右。
挖土的核心是“竖向分层、平面分段”。在不同阶段、不同工况下通过对土的应力路径（卸载）作用和土的流变特性分析，采用不同的时空效应施工参数，并根据具体的环境变化动态调整，才是最有效保障基坑及周边环境的手段。所谓施工参数是对开挖分层和分段开挖的实际尺寸、开挖时限等各道工序的定量施工管理指标。开工前定施工参数，在开挖过程中结合各类监测数据的反馈信息对施工参数加以调整，是保障本深基坑和环境安全的关键。开挖时施工参数的调整的主要依据是各项监测数据。监测报警值如下：围护钻孔灌注桩桩顶侧向位移：20㎜或变化速率20㎜/天；围护钻孔灌注桩测斜：30㎜或变化速率20㎜/天；坑外地下水位：累计500㎜；地表沉降：20㎜或变化速率20㎜/天；支撑内力：≥2100KN；立柱沉降：≥20㎜；周边建筑物：20㎜或变化速率20㎜/天。
3.挖土技术
3.1挖土技术措施
在土方开挖时，挖机在基坑周围土体挖运时，不得碰撞围护桩、支撑立柱桩。特别立柱桩间的土由人工钎土后，然后用挖机装车外运。挖土至内支撑底时特别注意：内支撑底最后10cm土由人工随挖随铲，严禁超挖，扦土后要保持原状土层。挖土时，组织人工及时开挖排水沟集水井，排除坑内积水。当坑底展开一定的工作面后及时进行内支撑垫层混凝土施工，以避免可能带来的坑底土体隆起，影响支撑受力件的标高。每个施工段内的土方开挖必须遵循“竖向南北分层、水平东西分段”的原则，先期围护卸土已有2.45m，余下挖土深度约为7.25m，挖土分3层进行。竖向分层平面分段处理详见图2。
图2竖向分层平面分段处理详图
在各层基坑开挖时，如遇下雨等天气，必须在基坑内设置简易排水沟及集水井，用泥浆泵抽水。集水井采用砖垒土井的办法，井深1m，直径为0.5m左右，排水沟与集水井相联成网，使开挖面地下水位降至开挖面以下，保持基坑干燥。集水井与基坑挡墙内侧的距离一般大于5米（1/4基坑的宽度）。
3.2挖土施工质量保证措施
挖土时先掏空立柱四周，避免立柱承受不均匀的侧向土压力。开挖前，核对挖土深度，引测挖土标高。挖土至坑底时，在坑内每隔2m打一水平竹桩，以控制坑底标高。机械挖土至坑底以上10cm处，由人工铲土扦底，以防止挖深，扰动原土。基坑挖至设计标高后，及时进行砼垫层施工，封闭坑底。如局部基坑挖土超深，用道碴或素砼加固，严禁用土回填。挖土过程中，若发现土层与地质资料不符时，要及时通知设计单位及监理到现场查看，按实际情况处理。工程桩周边挖土时必须特别小心，严禁挖机碰撞围护桩及支撑件。加强对挖土、坑内支撑施工、破桩及垫层浇捣等配合作业的协调，以保证施工的顺利进行。垫层随挖随捣时，要与工程桩设分离措施，以免影响桩基动测质量。
每次挖土前，保证预降水质量，充分降低土方含水量。小机在基坑内行走时需铺设走道板，以减轻对土体的扰动。在整个土方施工阶段，始终保持低于工作面的排水的畅通，并及时排水。基坑围护一旦出现渗漏，立即进行修补，以保证施工安全和挖土质量。一旦土方开挖到基坑设计标高，立即分块进行垫层的施工。对周围环境进行监测，及时整理监测数据，并根据监测数据及时调整挖土方案，做到信息化施工。
4.基坑监测
加强监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力而达到保护环境的目的，在保护基坑安全的同时保护周边环境安全。在本深基坑开挖施工中，要保护基坑和周围环境的安全，必须密切监测下列内容：墙体的水平位移（测斜），土体的分层沉降，深井降水引起坑内外的水位差，地表沉降，围护墙墙顶位移，坑底土体回弹，支撑轴力，立柱沉降，建筑物的不均匀沉降和垂直度。考虑时空效应的基坑设计框图如图3所示。
图3考虑时空效应的基坑设计框图
5.边坡稳定技术
在土方开挖前对基坑开挖过程中的每一段开挖边坡的稳定性作验算，并达到允许的安全系数。边坡稳定的计算公式详见图4。
图4纵向滑坡验算示意图
分层开挖放坡坡度一般控制在1：2—1：2.5以下，层与层之间应该设置平台，平台宽度不小于3m。总纵坡度控制在1：3以下。在坡顶与坡脚处设置排水沟和集水井，及时用水泵抽取。
6.结语
深入分析人防地下工程开挖工程中的稳定与安全问题，一方面对在建人防工程的安全建设具有借鉴意义，另一方面也可以确保邻近建筑物和地下市政管网工程的安全。本文以上海市某工程深基坑开挖为例，分析了人防工程开挖过程中的稳定和安全问题，可供同类工程参考借鉴。
参考文献：
[1]阮永芬，郝建华，王东，牟杰，张伟.土钉和锚杆在人防工程基坑开挖与支护中的应用与比较[J].昆明理工大学学报（理工版）.2013（01）
[2]娄国充，卜建清.人防工程边坡的监测与滑裂面的确定[J].土木工程学报.2013（03）
[3]杨栋.人防工程基坑开挖与边坡稳定分析[J].岩土工程界.2014（09）
关键词：人防工程；开挖；基坑；稳定
引言：
地下人防工程是世界各国城镇与工程建设中必须重点考虑的项目，其范畴一般包括：地下隧道工程、深基坑工程、市政工程和人防特殊硐室等。岩土开挖扰动引起的围岩变形破坏失稳的力学现象是一个极其复杂的工程地质问题，它既涉及到所挖围岩的自身强度与稳定性，又牵扯到工程地质环境和社会影响问题。特别是在城市密集區所开挖的地下洞室、隧道、基坑等各种工程，一方面必须保证所挖工程的自身安全，使所挖空间内外的各种工程顺利施工，另一方面还必须保证相邻建（构）筑物地下管线网络等设备的安全。下文将以具体工程为例，阐述人防工程的基坑开挖技术与边坡稳定技术。
1.工程概况
上海市某工程位于崇明县陈家镇新城，工程为地下一层人防指挥所，与在建工程“文化活动中心”相临。
图1项目概况图
场地平均标高相当于绝对标高3.900m，基坑开挖深度约为9.7m、中间指挥大厅开挖深度约为10.1m。工程结构为钢筋混凝土地下室，建筑面积约为2403平方米。
2.基坑土方开挖原则
基坑开挖必须在围护支撑结构龄期、设计强度达到后，降水达到设计要求后方可进行。在基坑开挖前，向监理工程师提供相应的试验和检验报告，征得书面同意后方可开挖。基坑开挖严格按照的“时空效应”理论分层、分段开挖，明确土方开挖每步的施工参数。本工程根据围护设计挖土东西对称，南北分层。开挖时必须分两块区域开挖，在开挖区域1开挖至坑底时，开挖区域2留2.5m土（距开挖坑底），开挖区域1底板完成后，方可开挖区域2余留土方。开挖至坑底时及时浇注垫层及底板。土方开挖过程中遵循“见底覆砼”的原则，分段挖土必须保证该段地下水位在挖土工作面以下3m。土方开挖时，在坑边5—10m范围内，严禁堆放弃土及其他大体积大面积的重物。土方开挖过程中严格控制南北分层纵坡的稳定性，分层开挖放坡（小坡）小于1：2，层与层之间设置平台，平台宽度为3—6m，放坡的总高度与长度之比控制在1：3-3.5左右。
挖土的核心是“竖向分层、平面分段”。在不同阶段、不同工况下通过对土的应力路径（卸载）作用和土的流变特性分析，采用不同的时空效应施工参数，并根据具体的环境变化动态调整，才是最有效保障基坑及周边环境的手段。所谓施工参数是对开挖分层和分段开挖的实际尺寸、开挖时限等各道工序的定量施工管理指标。开工前定施工参数，在开挖过程中结合各类监测数据的反馈信息对施工参数加以调整，是保障本深基坑和环境安全的关键。开挖时施工参数的调整的主要依据是各项监测数据。监测报警值如下：围护钻孔灌注桩桩顶侧向位移：20㎜或变化速率20㎜/天；围护钻孔灌注桩测斜：30㎜或变化速率20㎜/天；坑外地下水位：累计500㎜；地表沉降：20㎜或变化速率20㎜/天；支撑内力：≥2100KN；立柱沉降：≥20㎜；周边建筑物：20㎜或变化速率20㎜/天。
3.挖土技术
3.1挖土技术措施
在土方开挖时，挖机在基坑周围土体挖运时，不得碰撞围护桩、支撑立柱桩。特别立柱桩间的土由人工钎土后，然后用挖机装车外运。挖土至内支撑底时特别注意：内支撑底最后10cm土由人工随挖随铲，严禁超挖，扦土后要保持原状土层。挖土时，组织人工及时开挖排水沟集水井，排除坑内积水。当坑底展开一定的工作面后及时进行内支撑垫层混凝土施工，以避免可能带来的坑底土体隆起，影响支撑受力件的标高。每个施工段内的土方开挖必须遵循“竖向南北分层、水平东西分段”的原则，先期围护卸土已有2.45m，余下挖土深度约为7.25m，挖土分3层进行。竖向分层平面分段处理详见图2。
图2竖向分层平面分段处理详图
在各层基坑开挖时，如遇下雨等天气，必须在基坑内设置简易排水沟及集水井，用泥浆泵抽水。集水井采用砖垒土井的办法，井深1m，直径为0.5m左右，排水沟与集水井相联成网，使开挖面地下水位降至开挖面以下，保持基坑干燥。集水井与基坑挡墙内侧的距离一般大于5米（1/4基坑的宽度）。
3.2挖土施工质量保证措施
挖土时先掏空立柱四周，避免立柱承受不均匀的侧向土压力。开挖前，核对挖土深度，引测挖土标高。挖土至坑底时，在坑内每隔2m打一水平竹桩，以控制坑底标高。机械挖土至坑底以上10cm处，由人工铲土扦底，以防止挖深，扰动原土。基坑挖至设计标高后，及时进行砼垫层施工，封闭坑底。如局部基坑挖土超深，用道碴或素砼加固，严禁用土回填。挖土过程中，若发现土层与地质资料不符时，要及时通知设计单位及监理到现场查看，按实际情况处理。工程桩周边挖土时必须特别小心，严禁挖机碰撞围护桩及支撑件。加强对挖土、坑内支撑施工、破桩及垫层浇捣等配合作业的协调，以保证施工的顺利进行。垫层随挖随捣时，要与工程桩设分离措施，以免影响桩基动测质量。
每次挖土前，保证预降水质量，充分降低土方含水量。小机在基坑内行走时需铺设走道板，以减轻对土体的扰动。在整个土方施工阶段，始终保持低于工作面的排水的畅通，并及时排水。基坑围护一旦出现渗漏，立即进行修补，以保证施工安全和挖土质量。一旦土方开挖到基坑设计标高，立即分块进行垫层的施工。对周围环境进行监测，及时整理监测数据，并根据监测数据及时调整挖土方案，做到信息化施工。
4.基坑监测
加强监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力而达到保护环境的目的，在保护基坑安全的同时保护周边环境安全。在本深基坑开挖施工中，要保护基坑和周围环境的安全，必须密切监测下列内容：墙体的水平位移（测斜），土体的分层沉降，深井降水引起坑内外的水位差，地表沉降，围护墙墙顶位移，坑底土体回弹，支撑轴力，立柱沉降，建筑物的不均匀沉降和垂直度。考虑时空效应的基坑设计框图如图3所示。
图3考虑时空效应的基坑设计框图
5.边坡稳定技术
在土方开挖前对基坑开挖过程中的每一段开挖边坡的稳定性作验算，并达到允许的安全系数。边坡稳定的计算公式详见图4。
图4纵向滑坡验算示意图
分层开挖放坡坡度一般控制在1：2—1：2.5以下，层与层之间应该设置平台，平台宽度不小于3m。总纵坡度控制在1：3以下。在坡顶与坡脚处设置排水沟和集水井，及时用水泵抽取。
6.结语
深入分析人防地下工程开挖工程中的稳定与安全问题，一方面对在建人防工程的安全建设具有借鉴意义，另一方面也可以确保邻近建筑物和地下市政管网工程的安全。本文以上海市某工程深基坑开挖为例，分析了人防工程开挖过程中的稳定和安全问题，可供同类工程参考借鉴。
参考文献：
[1]阮永芬，郝建华，王东，牟杰，张伟.土钉和锚杆在人防工程基坑开挖与支护中的应用与比较[J].昆明理工大学学报（理工版）.2013（01）
[2]娄国充，卜建清.人防工程边坡的监测与滑裂面的确定[J].土木工程学报.2013（03）
[3]杨栋.人防工程基坑开挖与边坡稳定分析[J].岩土工程界.2014（09）