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影響深基坑安全施工因素的分析和防范措施

  
評論: 更新日期:2015年11月25日

近年來,我國幾個(gè)主要大中型城市相繼承辦了一系列的國際化大型賽事、展覽或會議,如奧運(yùn)會、世博會、亞運(yùn)會等,以及經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長而帶來的城市化進(jìn)程的加快,使城市土地資源的供給日漸稀少,城市的建筑密度不斷增大,隨著高層建筑的不斷興建,深基坑開挖支護(hù)工程的安全問題日益突出。因而深基坑開挖支護(hù)及對鄰近建筑、道路及設(shè)施的影響日益為工程師們所關(guān)注,研究開發(fā)出許多好的施工方法,但是基坑開挖深度越來越深,開挖環(huán)境日益復(fù)雜,設(shè)計(jì)及施工人員經(jīng)常遇到新的問題及新的挑戰(zhàn),基坑施工階段事故頻發(fā),尤其在一些沿海的大中型城市,事故發(fā)生率更高。深基坑工程是一個(gè)涉及到建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測等多專業(yè)的系統(tǒng)工程,各階段的工作質(zhì)量均可對深基坑安全的整體性產(chǎn)生影響,本文試對各涉及因素加以分析,提出一些看法和建議,以供參考。
        1、深基坑工程特點(diǎn)及現(xiàn)狀
        (1)基坑越挖越深。目前各大城市地價(jià)昂貴,開發(fā)商為了滿足使用功能,增加使用面積,或是因?yàn)榉铣枪芤?guī)定及人防需要,新建項(xiàng)目往往盡可能多的向地下發(fā)展,過去多是建1~2層地下室,現(xiàn)在在大城市、沿海地區(qū),地下3~4層已很尋常,5~6層也有,因此基坑深度多在10m以上,在20m左右的也為數(shù)不少。
        (2)工程地質(zhì)條件越來越差。隨著基坑越挖越深,地質(zhì)條件也變的越來越差,這一點(diǎn)在某些沿海城市較為突出,象天津、上海、廣州等城市。
        (3)基坑周圍環(huán)境復(fù)雜。一些重要高層和超高層建筑往往建在人口稠密、建筑物密集的地方,并緊靠重要市政公路。而此處原有建筑結(jié)構(gòu)陳舊,地上與地下管線密布。因此,基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定,也要保證周圍的建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。
        (4)基坑支護(hù)方法眾多。諸如人工挖孔樁,預(yù)制樁,深層攪拌樁,鋼板樁,地下連續(xù)墻,內(nèi)支撐,各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯(lián)合支護(hù),此外還有很多新技術(shù)處在推廣實(shí)用過程中。
        2、勘察設(shè)計(jì)階段的安全防范措施
        (1)確保地質(zhì)勘察資料的完整性、準(zhǔn)確性
        地質(zhì)勘察不應(yīng)僅限于為主體結(jié)構(gòu)施工而進(jìn)行的勘察,還應(yīng)根據(jù)基坑的平面位置,沿基坑周邊布孔進(jìn)行勘察。對深基坑,條件許可時(shí),需對基坑外側(cè)10~30米范圍內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察,這主要是考慮采用錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案時(shí),錨桿或錨索會延伸到基坑外一定范圍。
        另外,建設(shè)單位應(yīng)選擇有較好企業(yè)信譽(yù)和實(shí)力的地質(zhì)勘察單位,確保地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性。
        (2)周邊環(huán)境資料的準(zhǔn)確性、完整性
        l 周邊建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)型式、與基坑邊的距離、埋深布置等要了解清楚。不同基礎(chǔ)型式、不同埋深、距基坑邊距離的不同對基坑的影響是不一樣的。
        l 地下建(構(gòu))筑物,如地鐵、人防工程等基礎(chǔ)型式,與基坑邊的距離、埋深要了解清楚。
        l 地下管線(電信電纜、供、排水管、煤氣管)的類型、埋深,與基坑邊的距離要了解清楚。
        (3)設(shè)計(jì)方案的針對性
        基坑設(shè)計(jì)方案要根據(jù)基坑地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件(包括地上建(構(gòu))筑物、地下建(構(gòu))筑物、地下管線)、基坑開挖深度的不同,分別按不同的支護(hù)剖面進(jìn)行設(shè)計(jì)。以上三大要素中,任一條件變化,其支護(hù)方案都要相應(yīng)變化,才能確保方案的合理性、安全性、可行性及經(jīng)濟(jì)性。
        (4)基坑監(jiān)測方案設(shè)計(jì)
        監(jiān)測方案的設(shè)計(jì)要考慮周邊環(huán)境的允許位移及沉降、支護(hù)結(jié)構(gòu)的型式、基坑的安全等級來綜合考慮。
        一般而言,按國家、省、市基坑規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),基坑位移在報(bào)警值之內(nèi)一般不會出現(xiàn)安全事故。
        (5)動態(tài)設(shè)計(jì)的重要性
        動態(tài)設(shè)計(jì)是指針對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程情況、基坑開挖過程的地質(zhì)情況及基坑開挖過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)所反映的情況,據(jù)此分析支護(hù)方案的安全性,對以上揭示情況與原設(shè)計(jì)依據(jù)的資料不符之處,或施工發(fā)現(xiàn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求之處,及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全。
        l 由于地質(zhì)鉆孔是有限的,有限個(gè)孔所揭露的土層情況與實(shí)際開挖出的地質(zhì)情況總有不符之處,當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況與設(shè)計(jì)參考的地質(zhì)資料不同,設(shè)計(jì)人員要及時(shí)驗(yàn)算在實(shí)際地質(zhì)資料下,原設(shè)計(jì)方案是否安全,否則要及時(shí)進(jìn)行變更設(shè)計(jì),確保安全。
        l 周邊環(huán)境條件與原設(shè)計(jì)參考的周邊環(huán)境資料也不一定完全相同,特別是一些地下建(構(gòu))筑物、地下管線等,發(fā)現(xiàn)不同,也要及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案,確保安全。
        l 支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若不能達(dá)到要求,必須及時(shí)補(bǔ)強(qiáng),該補(bǔ)錨桿(索)、支撐還是增設(shè)止水措施,根據(jù)實(shí)際情況而定。
        l 根據(jù)基坑開挖過程中的監(jiān)測結(jié)果,對原設(shè)計(jì)方案的安全性進(jìn)行復(fù)核,若基坑未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,位移或應(yīng)力己達(dá)到或超過設(shè)計(jì)報(bào)警值,必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì),確保基坑安全。
        3、基坑施工過程的安全防范措施
        (1)周邊環(huán)境資料與設(shè)計(jì)圖紙是否一致
        l 施工單位在基坑施工前,應(yīng)先對周邊環(huán)境資料按設(shè)計(jì)圖紙先核實(shí),特別是地下建(構(gòu))筑物,地下管線,一旦發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)圖紙不符,應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。
        l 由于種種原因,部分地下建(構(gòu))筑物,地下管線在基坑施工前未能查清,則在施工過程中一旦發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)情況與設(shè)計(jì)圖不同,應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)反映,以便及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,確?;影踩?。
        (2)設(shè)計(jì)參考的地質(zhì)資料與實(shí)際開挖所揭露的地質(zhì)資料是否一致
        地質(zhì)資料是支護(hù)方案設(shè)計(jì)的最重要的依據(jù)之一,同樣的支護(hù)方案,地質(zhì)條件不同,方案的安全度也不同。因此,在施工過程中,特別是基坑土方開挖過程中,若發(fā)現(xiàn)實(shí)際開挖所揭露的地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)所參考的地質(zhì)資料有異,則必須及時(shí)向設(shè)計(jì)反映,若實(shí)際地質(zhì)條件比設(shè)計(jì)所參考的資料好,則可對原方案進(jìn)行優(yōu)化;若變差,則需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
        (3)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量能否滿足設(shè)計(jì)要求
        目前深基坑支護(hù)多采用護(hù)坡樁、地下連續(xù)墻加錨桿的支護(hù)方式,這些工藝較為成熟,施工的好壞主要看能否嚴(yán)格按照圖紙施工、過程檢測是否嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行及施工和管理人員的職業(yè)化程度。
        止水結(jié)構(gòu)能否滿足止水要求是基坑施工及工程樁、承臺、底板的施工能否順利的重要因素之一,也是基坑施工過程中周邊環(huán)境的安全與否的重要因素之一。
        (4)總包管理的作用
        因基坑支護(hù)施工專業(yè)性較強(qiáng),目前建筑市場普遍存在業(yè)主將此項(xiàng)工作單獨(dú)發(fā)包,不納入后續(xù)工程的總包管理,由于管理的不連續(xù)性,容易造成基坑開挖局部尺寸不夠、邊坡滲水或降水不足等情況,建議將基坑支護(hù)和土方開挖納入總包管理,而總包方也應(yīng)對基坑施工質(zhì)量給予高度關(guān)注,不可忽視,因?yàn)榛拥氖┕ず脡呐c基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工密切相關(guān)。
        (5)施工過程中容易產(chǎn)生安全事故的情況
        搶工期:支護(hù)結(jié)構(gòu),特別是錨桿(索)齡期未達(dá)到規(guī)范要求,強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求就開挖下一層土;
        超挖:一次開挖深度超出設(shè)計(jì)要求,或?qū)嶋H開挖深度超過設(shè)計(jì)深度;
        超載:坡頂堆載過高,超出設(shè)計(jì)允許超載;
        止水帷幕漏水,導(dǎo)致基坑周邊下沉,建筑物開裂;
        施工不按設(shè)計(jì)要求的施工順序施工或設(shè)計(jì)方案施工。
        4、基坑監(jiān)測的重要性
        基坑施工過程中的安全與否,除了設(shè)計(jì)施工外,及時(shí)且準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù),讓設(shè)計(jì)人員及時(shí)對基坑的安全性做出評判,也是確?;影踩闹匾胧?br />         關(guān)于不同支護(hù)方案、不同安全等級的基坑,應(yīng)選用何種測試項(xiàng)目,規(guī)范上已有明確指導(dǎo)意見。準(zhǔn)確及時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù),是將事故控制在萌芽階段的重要措施。
        基坑工程在建筑工程界確實(shí)屬于事故高發(fā)項(xiàng)目,個(gè)別事故也造成了嚴(yán)重的社會影響,不過只要對基坑工程從勘察設(shè)計(jì)至基坑回填的全過程每一環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)控,遇到問題實(shí)事求是、認(rèn)真研究處理,基坑安全事故是完全可以預(yù)防的,也是可以避免的。
       

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