[摘 要]隨著經(jīng)濟的發(fā)展,建筑物多向更高,更深,更牢的方向發(fā)展,在開挖深基坑時,為確保施工安全,防止基坑坍塌變形,必須對開挖的建筑基坑采取安全可靠的支護措施,分析了當前深基坑支護存在的安全問題,提出了深基坑支護設計中的注意事項和預防措施。
[關鍵詞]支護 安全 措施
0.引言
建筑物基坑支護與施工技術是一門從實踐中發(fā)展的技術。以前高層建筑物較少,一般建筑基坑大部分可采用放坡開挖或少量的鋼板樁支護,基坑深度一般在5m以內(nèi)。因此,基坑側壁放坡或支護方法較簡單,工程事故較少。近幾年來,高層建筑的迅速興起,基坑支護技術方法也有了長足的發(fā)展,但是,現(xiàn)在的城市建筑物密集,有的基坑邊緣距已有建筑僅數(shù)十米,給基礎工程施工帶來很大的難度。因此,深基坑支護的安全問題應予以高度重視。
1.深基坑支護存在的問題
1.1 設計中土體的計算方法不當
深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響其安全性,但由于地質(zhì)情況多變且十分復雜,要精確地計算土壓力目前還十分困難,有些設計人員對于較復雜的地層土個參數(shù)的計算采取了加權去取平均值的做法,這雖然方便了計算,但是,對特殊地區(qū)的土的支護就失去了安全性,以整體籠統(tǒng)的覆蓋特殊地區(qū),留下了安全隱患。另外尤其是在深基坑開挖后,含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個參數(shù)是可變值,如果與設計前的數(shù)值差別很大,也會造成基坑失穩(wěn)的可能,并很難準確計算出支護結構的實際受力。
1.2 基坑土體的取樣的隨機性
在深基坑支護結構設計之前,必須對地基土層進行取樣分析,以取得土體比較合理的物理力學指標,為減少勘探的工作量和降低工程造價。因此,所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是,地質(zhì)構造是極其復雜,取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此,支護結構的設計也就不一定完全符合實際的地質(zhì)情況。
1.3 基坑開挖存在的空間效應考慮不周
深基坑開挖中大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn),常常以長邊的居中位置發(fā)生,這是以深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講,這種平面應變假設是比較符合實際的,而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以,在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時,支護結構要適當進行調(diào)整,以適應開挖空間效應的要求。
1.4 理論設計算與實際受力不符
深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明,有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數(shù),從理論上講是絕對安全的,但有時卻發(fā)生破壞;有的支護結構安全系數(shù)雖然比較小,甚至達不到規(guī)范的要求,但在實際工程中卻滿足要求。
上述存在的問題是無形中的隱患,都將對支護工程的安全造成很大的影響。
2.基坑支護的安全技術
2.1 技術安全
為了保證施工的技術安全,其應該嚴格按著各施工方案的操作規(guī)程執(zhí)行,遇到特殊情況應結合地區(qū)規(guī)程和當?shù)氐氖┕そ?jīng)驗處理,基坑開挖應連續(xù)施工,盡量減少無支護暴露時間,開挖必須遵循“自上而下,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則。利用錨桿做支護結構時,應按設計要求,及時進行錨桿施工,而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進行下一步開挖。
2.2 設計安全
技術上應采用安全,可靠的方案,切不可為了節(jié)省費用,而采用安全性小的設計方案,在使用設計規(guī)程中,應側重地方規(guī)程規(guī)范。在設計前,反復研究勘察報告,多搜尋周邊的已有建筑的設計經(jīng)驗和設計理念作為設計參考,避免為了設計方便,而生搬硬套前人的方案,應該與時俱進,開拓創(chuàng)新,在保證安全的前提下,增加設計的創(chuàng)新點。
2.3 施工安全
施工安全使基坑在使用期間安全可靠的使用,除必須有安全的設計外,還需與合理的施工密切配合,嚴格按設計要求精心施工。任何超挖都使得支護結構超載工作,必然導致嚴重后果,因此,施工前應嚴密組織,編制施工組織設計。
1基坑土方開挖應在降水排水施工完成且運轉正常達到預期要求后方可進行?;又車孛鎽扇》浪?、排水措施,避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內(nèi)。坑內(nèi)應設置排水溝和集水井,及時抽除積水。另外,監(jiān)測基坑的周圍建筑,放置因為降水,改變了地層土壓力而造成周邊建筑的傾覆
2坑邊不宜堆放土方和建筑材料,如不可避免時,一般應距基坑上部邊緣不小于2m,棄土堆高不超過1.5m,并且不超設計荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應適當增大。軟土地區(qū)不宜在坑邊堆置棄土。當重型機構在坑邊作業(yè)時,應設置專門的平臺或深基礎等。同時,應限制或隔離坑頂周圍振動荷載的作用。
3基坑挖土時,要做好挖土機械、車輛的通道布置,安排好挖土順序等,不得在挖土過程中碰撞圍護結構。并做好機械上下基坑坡道部位的支護。
3.對于深基坑支護設計中的幾點建議
3.1解放思想
不要有傳統(tǒng)保守的設計理念,要根據(jù)不同的地區(qū)環(huán)境,作出相應的處理方法。?對于深基坑支護結構的設計,國內(nèi)外至今尚沒有一種精確的計算方法和萬能的支護方法,多數(shù)是處于摸索和探討階段。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定,支護樁仍用“等值梁法”進行計算。其計算結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大,既不安全也不經(jīng)濟。
3.2全面設計
建立變形控制的新的工程設計方法。目前,設計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設計方法,其計算結果具重要的參考價值。但是,將這種設計方法用于深基坑支護結構,只能單純滿足支護結構的強度要求,而不能保證支護結構的剛度。眾多工程事故就是因為支護結構產(chǎn)生過大的變形而造成的。鑒于上述實際,在建立新的變形控制設計法時,應著重研究支護結構變形控制的標準、空間效應轉化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結構的影響等問題。
3.3專屬研究
對全國各地區(qū)大力開展支護結構的試驗研究?包括實驗室模擬試驗和工程現(xiàn)場試驗,雖然要耗費部分資金,但由于深基坑支護工程投資巨大,如經(jīng)過科學試驗再進行設計時,行定會節(jié)省可觀的經(jīng)費。實現(xiàn)一次付出,百次回報。實驗室的模擬研究與工程實踐相結合,實現(xiàn)支護設計安全性的提高。通過工程實踐積累大量的測試數(shù)據(jù),可對同類工程的成功打好基礎,為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。
4.結語
建筑基坑的開挖與支護結構是一個系統(tǒng)工程,涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、廠程結構、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集上力學、水力學、材料才學和結構力學等于一體的綜合性學科。支護結構又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體。正因如此,無論是結構設計還是施工組織都應當從整體功能出發(fā),將各組成部分協(xié)調(diào)好,才能確保它的安全可靠、經(jīng)濟合理。
參考文獻
[1] 余志成.建筑基坑支護技術規(guī)程[M].北京.中國建筑工業(yè)出版社.1998(7).
[2] 趙帆,郭強.建筑基坑支護工程安全性影響因素分析[J].科技資訊.2007(4)
[3] 李繼業(yè).試述建筑基坑支護工程安全性影響因素[J].中國西部科技.2007(8).
[4] 高大釗,孫鈞.深基坑工程[M].機械工業(yè)出版社.2002(5).