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1工程概況
北京地鐵四號線中關村站處于商業(yè)高度發(fā)達的高科技園區(qū)中心,車站主于交通繁忙的中關村大街主路下方,為全埋式地下車站,共設四座出入口和兩座風道。其中三號出入口位于車站西北角,設計為單層現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構,采用明挖法施工,基坑寬6.3m,挖深達13.0m,基坑土層從上至下為人工填土層、粉土層、粉質(zhì)粘土層、粘土層、粉砂、中粗砂和砂礫層。結(jié)構西側(cè)8m為恒昌數(shù)碼電腦商城和中關村科技廣場展示中心,結(jié)構東側(cè)2m為中關村大街主路,基坑四周市政管線密布。只好采取直壁式支護開挖施工方法?;訃o結(jié)構采用Φ800mm混凝土灌注排樁和鋼管支撐體系,樁頂設0.8m高冠梁將排樁連接成整體,鋼支撐采用Φ400鋼管,支撐水平間距3.0~4.5m,豎向設3道。
2降水施工
基坑開挖前,需將坑內(nèi)的地下水位降低并排除,使坑內(nèi)土體在基坑開挖時,通過排水固結(jié)達到一定強度,提高坑內(nèi)土體的水平抗力,減少基坑的變形量;增強基坑底部穩(wěn)定性,減少坑底土體的隆起。本出入口結(jié)構范圍地層地下水主要為:①上層滯水,位于地面下3~4m,含水層為人工填土層和粉土層,透水性弱;②潛水,位于地面下8~9m,含水層為粉質(zhì)粘土層和粉土層,透水性一般;③承壓水,位于地面下12m以下,含水層為粘土層、粉砂、中粗砂和砂礫層,透水性強?;咏邓捎霉芫?滲井方式,降水早于基坑開挖前20天開始。降水過程中對臨近建筑物和地下管線的安全進行觀察監(jiān)測,同時在坑外地面設回灌井,必要時應采取回灌措施,確保周邊建筑物安全。
3基坑圍護施工
基坑四周設800mm混凝土灌注排樁圍護結(jié)構,樁間距1.0~1.2m,轉(zhuǎn)角部位局部加強。圍護樁采用旋挖鉆機成孔,導管法水下澆注混凝土成樁。鉆孔施工時,為減少對鄰樁的干擾,保證成樁質(zhì)量,采用隔三打一的辦法施工(即每隔三根樁施工一根樁)。
冠梁將圍護樁連接成整體排架,使全體圍護樁形成共同受力體系,抵抗外部土體或圍巖側(cè)向荷載。圍護樁施工完成后,立即進行冠梁開挖和樁頂混凝土鑿除清理,圍護樁主筋錨入冠梁,冠梁采用與圍護樁同標號混凝土現(xiàn)場澆注,澆注時同時安裝預埋鋼板,滿足下部鋼支撐安裝需要。
土方開挖后圍護樁間采用噴錨支護,防止樁間土體掉塊。
4基坑土方開挖施工
基坑土方開挖遵循“分段、分層、分塊挖土,先中間后兩邊,隨挖隨撐,限時完成”的原則,利用土體在基坑開挖過程中位移的變化規(guī)律,對基坑開挖作動態(tài)管理,采用監(jiān)控量測手段實行信息化施工,確保基坑變形量在設計允許之內(nèi)。
水平開挖采用從一端先向另一端分段順序開挖,豎向開挖采用由上到下順序分層開挖。開挖時支撐和挖土緊密配合,隨挖隨撐。基坑沿縱向分段分層開挖,每層每段開挖長度不宜超過支撐的間距,第一層一般為7~8m,在第二層及以下土層一般為4m左右,每層開挖面標高以該層支撐的底面或設計基坑底標高為準,開挖完成及時安裝鋼支撐施加預應力。
為防止邊坡失穩(wěn),施工前先清除基坑邊堆土等荷載,同時在基坑四周做好防排水和管線保護措施。基坑開挖主要采用挖掘機進行,每一開挖區(qū)域分別配備長臂挖掘機和小型挖掘機。長臂挖掘機置于地面垂直開挖和裝運土方,小型挖掘機主要用于底部、邊角清理開挖和收集土方。
基坑開挖分層進行,從上到下、按層次序進行開挖,嚴禁掏底開挖。土方開挖分三層進行,每層均挖至鋼支撐以下0.5m位置,坡度和臺階滿足挖掘機作業(yè)要求同時盡量縮短長度。開挖流程見圖1。
5鋼支撐施工
圍護樁外加鋼支撐構成基坑空間受力體系,來支撐基坑外巨大的土壓力和諸多外加荷載,達到安全施工的目的。因此圍護結(jié)構支撐的質(zhì)量控制十分關鍵,支撐采用Φ400mm鋼管(一般均采用Φ400mm、Φ600mm和Φ800mm鋼管,管徑視基坑寬度和支撐間距而定)。鋼管支撐為軸心受力結(jié)構,支撐直接撐在冠梁或鋼圍檁(俗稱“腰梁”),通過鋼圍檁直接承受排架樁傳遞的土體荷載或外力,以控制圍護樁向基坑內(nèi)部位移變形。支撐一端設置應力調(diào)節(jié)裝置(俗稱“活絡頭”),主要通過千斤頂施加預應力來調(diào)節(jié)支撐長度,用于控制支撐軸力。
鋼支撐和鋼圍檁均采用工廠制作,現(xiàn)場安裝時支撐必須直順無彎曲,接頭緊密牢固。圍檁與圍護樁墻必須密貼,若有間隙須用速凝細石混凝土填實;當有角撐時,圍檁或圍護樁墻的連接處除設專門的斜支座確保支撐軸心受力外,還應在圍檁與圍護樁墻間設置剪力傳遞的措施。安裝實景見圖2。
鋼支撐安裝后立即按設計值在支撐一頭或二端施加第一次預應力,并檢查接頭擰緊螺栓。一般在第一次施加預應力后12h內(nèi)監(jiān)測預應力損失及圍護結(jié)構水平位移情況,并復加預應力至設計值。施加支撐預應力應注意以下事項。
(1)當晝夜溫差過大導致支撐預應力損失時,立即在當天低溫時復加預應力至設計值。
(2)當基坑變形的速率超過控制范圍,接近警戒值,而支撐軸力未達到自身的規(guī)定值時,可增大支撐軸力來控制變形。
(3)當圍護結(jié)構變形過大,采用被動區(qū)注漿控制圍護結(jié)構位移時,應在注漿后1~2h內(nèi)對在注漿范圍的支撐復加預應力至設計值,以減少圍護結(jié)構外移所造成的應力損失。
(4)當支撐的軸力接近或超過設計值時,通過增設支撐來分解軸力,提高抗變形能力,阻止基坑變形進一步增大。
鋼支撐拆除分層進行,當基坑內(nèi)結(jié)構施做到鋼支撐處時,并且此時的結(jié)構混凝土達到設計強度75%時,便可拆卸鋼支撐。在鋼支撐拆卸前先施加預應力將預加力端的鋼楔卸去,放散支撐軸力,然后吊出鋼支撐,拆除鋼圍檁。
6施工監(jiān)測
深基坑監(jiān)測是信息化施工常用的一種方法,在確保深基坑開挖安全上起著十分重要的作用。監(jiān)測的主要內(nèi)容有支撐軸力、圍護樁位移和沉降變形、基坑周邊地表沉降、基坑周邊管線的位移沉降、基坑周邊構建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位變化等。在基坑開挖施工中,發(fā)現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)接近或超過警戒值時,應立即分析原因,準確地找出施工過程中存在的問題,及時調(diào)整施工步驟,采取相應的對策,便能有效控制基坑變形,確?;影踩?。
7施工注意事項
(1)施工降水不宜過快,降水過程中應加強周邊建筑物、管線和地表沉降監(jiān)測。土方開挖必須在水位監(jiān)測指導下進行。
(2)施工過程中注意基坑周邊用水管理,加強管線滲漏情況觀測,切斷基坑周邊水源補給途徑。若放線坑壁有滲漏情況,應查清原因,切忌盲目注漿堵漏。
(3)在施工中應嚴格控制基坑周邊堆載,基坑周邊2m范圍內(nèi)嚴禁堆載,基坑周邊1.4倍坑深范圍應控制堆載。
(4)土方開挖必須與支撐架設同步施工,按設計要求分層開挖,嚴禁超挖和掏底開挖。開挖段的長度必須根據(jù)基坑深度和坡度合理確定,不宜過長。當基坑挖至設計標高后,必須馬上澆筑墊層混凝土,進一步減少基坑變形值。底板混凝土必須在5~7d內(nèi)完成,相應結(jié)構層施工及時跟上,以建立永久的受力平衡體系,從根本上控制住基坑變形。
(5)加強施工監(jiān)測,掌握邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)、安全程度和支護效果,以便隨時調(diào)整設計參數(shù)及基坑施工方案,確?;影踩煽?。
深基坑支護是一個結(jié)構體系,需要滿足一定的變形與穩(wěn)定要求,才能確保建筑工程的質(zhì)量。而正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)是深基坑支護設計要求中的兩種極限狀態(tài)要求。正常使用極限狀態(tài)是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的較大變形或支護結(jié)構變形而影響正常使用,但又沒有對結(jié)構的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的極限狀態(tài);而承載能力極限狀態(tài)是指支護結(jié)構滑動、傾倒、破壞或周邊環(huán)境的破壞而形成大范圍失穩(wěn)的極限狀態(tài)。基坑支護設計時要保證相對承載力極限狀態(tài)的安全系數(shù),才能確保支護結(jié)構穩(wěn)定。同時在基于支護結(jié)構穩(wěn)定的前提下,應控制好位移量,以防止影響到周圍建筑物的安全使用。在設計的計算理論方面,要計算出支護結(jié)構穩(wěn)定性,同時也要計算出支護結(jié)構的變形問題,基于周圍環(huán)境條件下,將變形控制在允許范圍值內(nèi)。支護結(jié)構的位移控制主要是水平位移,因其便于直觀監(jiān)測位移情況及位移量變化。
2深基坑支護施工技術在建筑工程中的應用
2.1土釘支護施工土釘支護施工主要通過利用土釘與土體之間發(fā)生的相互作用以加固邊坡的功能,可以使土體具有良好的穩(wěn)定性和整體性。土體主要受彎矩作用和拉力作用影響而發(fā)生變形,因此,在設計土釘?shù)目估蛷姸葧r,結(jié)合相關施工標準,根據(jù)建筑工程施工實際情況進行有效設計。土釘支護施工時應注意:(1)嚴格根據(jù)相關要求進行土釘拉拔試驗,以確保土釘?shù)膶嶋H拉拔力,該項試驗檢測應由具有一定資質(zhì)的第三方進行。此外,還應準確把握好注漿力度和注漿量。(2)根據(jù)鉆機的總長度準確計算實際孔深,并明確標注每個孔口的深度。(3)嚴格根據(jù)施工設計要求控制好漿液的水灰比和外加劑數(shù)量及類型。通過重力完成注漿操作,直至注滿。同時應在漿液初凝之前進行補漿作業(yè),一般是1至2次。
2.2土層錨桿施工土層錨桿施工主要通過錨桿鉆機鉆孔直接到達預計深度,注入水泥漿以保護孔壁,同時穿鋼絲絞線,進行多次補漿施工,最后基于滿足設計要求強度下鎖定張拉。具體施工流程如下:測量人員應嚴格根據(jù)設計要求在施工現(xiàn)場確定錨桿具置,隨后讓錨桿機就位,然后詳細檢查錨桿各個方面有無問題,如鉆桿傾角、錨桿水平位置、標高等,確認無誤后方可進行作業(yè);在鉆孔過程中,應嚴格根據(jù)設計要求鉆孔深度進行作業(yè)。同時使用錨桿前,應全面檢查錨桿是否存在問題,尤其是隱蔽工程要檢查并做好相應的記錄。此外,作業(yè)過程中,如果遇到異常問題或遇到障礙物時應立即停止鉆孔,詳細分析問題產(chǎn)生原因并采取有效的措施予以解決后方可繼續(xù)作業(yè)。錨桿水平方向孔距應根據(jù)施工相關規(guī)定進行嚴格控制,允許誤差范圍為在50mm以內(nèi),保證垂直方向孔距誤差在100mm以下。對于鉆孔底部的偏斜尺寸應控制在錨桿長度的3%以下。對于注漿的材料種類選擇及配合比確定方面,應嚴格根據(jù)設計標準進行,同時要確保漿液內(nèi)干凈,無雜物。漿液在攪拌時采用一邊攪拌一邊用的形式進行,且應勻速攪拌。注漿時應按照孔底自下而上的順序進行作業(yè),直至孔口溢出漿液時停止注漿。除此之外,進行張拉錨桿時,應預先標定好張拉設備,張拉施工均需滿足錨固體與臺座混凝土強度在15MPa以上的條件后方可進行作業(yè)。錨桿張拉前,應選取0.1至0.2倍的設計軸向拉力值,并對錨桿進行預張,一般為1至2次,以使錨桿各個部位間緊密,達到桿體完全平直的狀態(tài)。
2.3護坡樁施工護坡樁施工是護坡施工中常用技術,具有高施工效率、污染小等優(yōu)點,主要應用于地質(zhì)環(huán)境較為復雜的施工中。具體施工流程如下:使用螺旋鉆機達到預定深度,按照從孔底自下到上的順序不斷壓入漿液,以無塌孔問題或地下水的位置為界限,不斷使?jié){液上升,直至達到相應位置,然后將其全面提出鉆桿,將骨料和鋼筋籠投放,最后進行多次高壓補漿作業(yè)。
3深基坑施工質(zhì)量監(jiān)督
深基坑支護系統(tǒng)的施工質(zhì)量高低直接影響著整個工程施工質(zhì)量高低,因此,應加強深基坑支護施工質(zhì)量的監(jiān)督工作。明確挖土方案及施工組織情況,充分運用觀測體系以隨時掌控施工突況,確保施工安全與質(zhì)量。加強對深基坑邊坡變形情況、周邊建筑及地下管線變形等方面情況的檢查,減少安全隱患。同時,還應嚴格執(zhí)行安全責任制度,明確分工與職責。
4小結(jié)
關鍵詞:深基坑;支護施工;問題
引言
在現(xiàn)代城市建筑中,高層建筑的數(shù)量與日俱增,由此增加了基坑工程的施工難度。建筑的高度越高,基坑的深度也就越深,開挖難度越大,基坑支護是整個建筑工程的基礎保障。所以要合理的設置埋深標準,提高建筑物的穩(wěn)定性。為了確?;又ёo工程的質(zhì)量符合標準,應該不斷的提升施工水平,加強施工管理,為基坑支護工程的質(zhì)量提供基礎保障。
1 深基坑支護施工中存在的問題
現(xiàn)今深基坑支護結(jié)構的設計理論雖然有了很大發(fā)展,但是在實際施工中仍然存在許多不足的地方,主要表現(xiàn)為如下幾個方面。
1.1 邊坡修理不達標
基坑施工中的邊坡施工是基礎要素,在施工中經(jīng)常會出現(xiàn)邊坡修理不達標的現(xiàn)象,致使在擋土支護后出現(xiàn)超挖和欠挖的情況,影響到施工質(zhì)量。這些主要是由于在施工中,施工機械沒有按照施工規(guī)范執(zhí)行,操作人員的技術水平有限,致使邊坡表面的平整度和垂直度不能夠達到規(guī)范要求的標準,在利用人工進行修整的過程中,由于受到條件的限制,在深度上無法做到,所以邊坡修理不達標。
1.2 施工過程與施工設計的差別大
對于基坑施工的設計非常重要,其是根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和施工環(huán)境而制定的設計方案,對于工程的質(zhì)量有重要的影響,所以在施工的過程中,應該嚴格按照設計圖紙執(zhí)行,保證工程的質(zhì)量。但是在實際施工中,卻和設計方案存在很大的差異。有些施工企業(yè)為了節(jié)省成本,或者是追趕工期,為了局部的利益而偷工減料,致使工程的質(zhì)量存在嚴重的安全隱患?;又ёo工程是一個空間處理的過程,所以需要按照一定的規(guī)律來執(zhí)行,保證施工的效率。而在傳統(tǒng)的設計中是按照平面應變來處理的,所以在施工中,容易出現(xiàn)差距。
1.3 土層開挖和邊坡支護不配套
在基坑支護工程施工中,土層的開挖和邊坡的支護需要相互配合,才能夠保證工程按照規(guī)定的工期完成,并且符合規(guī)定的質(zhì)量標準。對于工程量比較大的土方工程,一般都是由專業(yè)化的施工企業(yè)來完成的,從嚴格意義上來講,絕大部分是兩個平行的合同,在施工的過程中,需要對土層開挖和邊坡支護協(xié)調(diào)管理,保證兩個項目能夠順利的完成。但是在實際施工中,土方施工單位為了搶工期,趕進度,施工程序比較混亂,甚至沒有給支護施工留有足夠的工作面,致使在支護施工中,由于工作面不足而影響到施工的效率和質(zhì)量。
1.4 管理不到位
對于技術含量比較低的工程,對其進行的管理也比較簡單,技術含量高的工程,組織管理也相對比較復雜。只有高效的組織管理,才能夠保證工程的順利進行。但是在實際施工中,有些企業(yè)為了追求自身的利益,不顧及工程的大局,在施工中隨意的改動設計方案,與設計方案出現(xiàn)嚴重的偏離,或者是將工程進行轉(zhuǎn)包,都嚴重的影響到工程的順利進行。在現(xiàn)代化信息管理模式下,應該加強信息系統(tǒng)的建立,在工程建設中,協(xié)調(diào)各個工序,保證工程的施工質(zhì)量。
2 深基坑支護實施策略
2.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)深基坑支護工程設計理念
現(xiàn)如今我國在深基坑支護技術上已經(jīng)積累很多實踐經(jīng)驗,初步摸索出巖土變化支護結(jié)構實際受力的規(guī)律,為建立健全深基坑支護結(jié)構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于巖土深基坑支護結(jié)構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段,而且,目前我國還沒有統(tǒng)一的支護結(jié)構設計的相關規(guī)范和標準。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。這些陳舊的計算理論所計算出的結(jié)果與深基坑支護結(jié)構的實際受力懸殊較大,既不安全也不經(jīng)濟。因此,深基坑支護結(jié)構的施工工程設計不應該再采用以往傳統(tǒng)的“結(jié)構荷載法”,而應徹底改變傳統(tǒng)的設計觀念,逐步建立以施工監(jiān)測為主導的信息反饋動態(tài)設計體系。
2.2 重視變形觀測,并注意及時補救
巖土工程中深基坑支護結(jié)構變形觀測的內(nèi)容包括:基坑邊坡的變形觀測及周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)可以及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況,分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差,在下部施工中及時校正設計參數(shù),對已施工的部位采取恰當?shù)难a救和控制措施,為此,要求現(xiàn)場變形觀測的數(shù)據(jù)必須準確、可靠、及時,要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責,保證觀測質(zhì)量。如果在實際測量中確實發(fā)現(xiàn)異常情況,就需要即時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現(xiàn)大的變形或滑動,立即分析主要原因,做出可靠的加固設計和施工方案,使加固工作快速而有效,防止變形或滑動繼續(xù)發(fā)展。研究和應用已有的基坑工程行業(yè)和地區(qū)性規(guī)范以及當?shù)氐墓こ探?jīng)驗。對于重大復雜的基坑工程目前國內(nèi)采用專家論證的形式,對保證工程安全、降低造價是有效和現(xiàn)實的一種方法。
2.3 全程控制基坑支護的施工質(zhì)量
基坑支護工程的質(zhì)量不僅要求有較高的施工技術,施工過程中的質(zhì)量管理同樣重要。因為基坑施工中涉及到眾多的環(huán)節(jié),任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯,都會對整個工程造成嚴重的影響,再進行補救將會非常的困難。在施工之前,施工人員要充分的了解設計圖紙,理解設計意圖,對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件以及周邊的環(huán)境進行詳細的了解,確保排水系統(tǒng)能夠正常運行,為施工的順利進行創(chuàng)造有利的環(huán)境。施工單位在施工過程中不得隨意改變錨桿位置、長度、型號、數(shù)量,鋼筋網(wǎng)間距,加強筋范圍,放坡系數(shù)等。設計方案變更時必須重新經(jīng)專家評審。基坑支護施工單位要與挖土施工單位緊密配合,堅持分層分段開挖和分層分段支護的施工原則進行施工。巖土深基坑開挖的過程中應采取措施以防止碰撞支護結(jié)構、工程樁或撓動基底原狀土。
3 結(jié)束語
基坑支護工程是整個建筑的基礎,其質(zhì)量的好壞直接影響到整個建筑的質(zhì)量,所以要嚴格控制基坑支護工程的質(zhì)量。在基坑支護工程施工中,對于施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件要進行詳細的勘察,根據(jù)地質(zhì)水文狀況以及周邊的施工環(huán)境制定出完善的施工方案。在施工的過程中,應該嚴格控制各項工作,對于施工材料要控制好質(zhì)量,做好人員和設備的調(diào)動安排,保證資源的優(yōu)化配置。加強施工過程中的監(jiān)督管理工作,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。在不斷的施工實踐中,基坑支護施工技術將會不斷的完善,為建筑業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎。
參考文獻
[1]付國軍.探討高層建筑工程深基坑支護施工技術[J].現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊),2012-01-05.
【關鍵詞】地鐵工程,深基坑,施工技術,風險管理
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,地鐵已經(jīng)成為我國許多城市不可缺少的交通設施。而地鐵深基坑工程具有開挖難度大、費用高、降水困難及周圍環(huán)境影響大等特點,它已經(jīng)成為地鐵建設中的一大難題。深基坑工程質(zhì)量的好壞,直接影響到基坑工程的造價和安全。深基坑施工對保護周邊建筑的安全具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。因此,在新時期,伴隨著城市化建設步伐加快,加強對城市地鐵的施工技術管理和風險控制,對完善城市的交通網(wǎng)絡,保證地鐵系統(tǒng)的運行安全具有十分重要的社會經(jīng)濟意義。
二、地鐵深基坑施工技術要點控制
1.基坑圍護支撐體系
(一)地鐵深基坑支護方式包括地下連續(xù)墻+支撐、圍護樁+支撐、土釘+噴射混凝土等支護形式,受場地限制一般采用圍護樁+內(nèi)支撐的支護體系,根據(jù)土體側(cè)壓力、地下水位情況確定圍護樁類型、樁徑及間距。圍護樁施工一般采用沖擊鉆、旋挖鉆、全套管回轉(zhuǎn)鉆、人工挖孔等工藝。沖擊鉆、旋挖鉆對地質(zhì)條件比較苛刻,在砂卵石、軟土地層中成孔難度較大,且噪音大、污染環(huán)境、工藝落后,很難在市區(qū)施工中推廣,全套管回轉(zhuǎn)鉆成孔速度快,精度高、污染輕,適用于所有地層,是目前圍護樁施工中值得大力推廣的先進工藝。
(二)鉆孔灌注樁施工完成后,進行冠梁處土方開挖施工,土方開挖采用挖掘機或裝載機直接將土方裝車運走,開挖至設計冠梁底標高后進行冠梁及磚擋墻施工,冠梁以上土方開挖采用自然放坡形式。待擋墻施工完畢后對擋墻背后采用粘土回填并夯實至地面。冠梁施工前需將鉆孔樁樁頭鑿除,清洗、調(diào)直樁頂鋼筋,冠梁主筋應與樁頂錨固筋焊接,以保證結(jié)構的整體性。
(三)深基坑鋼管內(nèi)支撐體系是保證深基坑穩(wěn)定關鍵因素,根據(jù)土體側(cè)壓力值確定鋼管直徑、管壁厚度等參數(shù)。角部支撐由于受力復雜是內(nèi)支撐體系控制的關鍵環(huán)節(jié),為防止角部支撐滑動應安裝防滑裝置。在基坑開挖過程中充分利用“時空效應”,鋼支撐的安裝和預應力的施加應控制在12h以內(nèi)。施工中應作到隨挖隨撐,防止開挖深度與鋼支撐架設不匹配造成基坑監(jiān)測值變化異常,影響基坑穩(wěn)定。
2.土方開挖及其施工要點控制
基坑開挖按照“分層分段開挖,隨挖隨撐,開挖與支撐結(jié)合”的原則,采取豎向分層、縱向分段的措施開挖,及時支撐,減少圍巖土體暴露區(qū)域和時間?;娱_挖中設置集水槽,集水槽隨開挖隨加深,將基坑中積水及時抽出,保證土方開挖無水作業(yè)。
土方開挖采用豎向分層、縱向分段拉槽、橫向擴邊的原則,每1層每1段土方施工中,在橫斷面跨中開中槽,由車站東端開始沿縱向挖掘;由中槽向兩側(cè)開挖面進行開挖作業(yè)。中槽的大小首先要滿足挖掘機回轉(zhuǎn)棄土的要求,同時要盡可能多地保留兩側(cè)土體,以支撐圍護結(jié)構,減小對周邊環(huán)境的擾動,并滿足鋼支撐施作要求。中槽開挖至4m后架設鋼支撐,然后橫向擴邊拓展,挖至鉆孔樁附近時人工配合,以免機械開挖破壞圍護樁。當放坡開挖至坡腳線附近運輸車輛無法進入時,將采取多臺挖機接力倒運開挖;局部位置無條件作業(yè)的,可用坑內(nèi)挖機將土方裝至提升料斗內(nèi),再用行軌龍門將其吊。
(一)土方開挖過程必須嚴格接照技術方案設定的順序分段分層開挖,嚴格做到開挖一層、支護一層,上層未支護完,不得開挖下一層,并且做到不得在大雨天開挖施工。
(二)根據(jù)鋼支撐位置確定基坑豎向分5層開挖,每層開挖至鋼支撐下50cm。開挖完成及時安裝鋼支撐,按設計要求預加軸力后方可繼續(xù)開挖;第5層開挖至設計坑底標高以上20~30cm時進行人工清底,以控制好基底標高和防止土層擾動。
(三)土方開挖前必須先放邊坡線 ,土方開挖中必須隨開挖進度放出開挖邊線,以便及時控制開挖深度及邊線,避免超挖或開挖不足。
(四)坑底人工的清土、基坑邊角部位和樁邊機械開挖不到之處的土方應配備足夠的人工及時清運至挖機作業(yè)半徑范圍內(nèi),及時通過挖機將土方挖走,避免誤工。
(五)基坑開挖尤其是最底一層開挖中必須特別小心,避免挖斗碰撞基樁,在各層開挖中均應避免挖機直接碾壓樁頭,若挖機無法避開密集的樁頭時,需先截掉部分樁頭。
三、地鐵深基坑風險管理與控制
建設、規(guī)劃、勘察、設計、施工、監(jiān)理、第三方監(jiān)測等單位組成深基坑施工風險管理體系的基本單元。根據(jù)深基坑風險來源分為客觀風險和主觀風險,主觀風險包括各參建單位風險管理不到位,如由于前期拆遷影響造成后期工期壓力較大,出現(xiàn)盲目搶工;設計環(huán)節(jié)對區(qū)域地質(zhì)條件認識不足;監(jiān)理單位技術力量和同類工程管理經(jīng)驗薄弱;施工單位施工和技術管理不到位等??陀^風險包括復雜地質(zhì)、水文條件,周邊管線及建筑物對深基坑施工造成的影響。
1.嚴格控制施工設計
設計階段應保證現(xiàn)場勘察資料的真實性、完整性,設計意圖應充分結(jié)合現(xiàn)場實際具有可操作性,如有的設計單位為了提高基坑的穩(wěn)定性,采取加密鋼支撐、底撐換撐設計方案,造成施工階段實施難度較大,現(xiàn)場可操作性差,反而對深基坑的穩(wěn)定性造成了潛在安全隱患。施工方案的編制和審核是降低深基坑風險的另一個關鍵因素。方案編制階段應充分考慮周邊管線對深基坑造成的潛在影響并采取相應的措施。
2.科學進行項目決策
地鐵深基坑工程的復雜性已遠遠超出任何一個專家的知識領域或一種專業(yè)的專家群,而是需要技術、管理、財務、環(huán)境等一大批相關的不同領域的專家群體。利用群體決策支持系統(tǒng)可最大限度的發(fā)揮各決策人員的作用,增強決策結(jié)果的可信度,提高決策效果,幫助管理人員“做正確的事情”,將工程總體風險值壓縮在合理的范圍之內(nèi)。
3.建立完善的深基坑風險監(jiān)控體系,實現(xiàn)風險控制程序化
建立深基坑風險評估、分級、變形指標、風險預警控制體系,嚴格按程序進行風險控制,實現(xiàn)風險控制科學化、程序化。在設計階段根據(jù)深基坑周邊環(huán)境和基坑深度進行風險評估及分級,確定變形臨界值,對風險進行量化。在施工階段根據(jù)基坑變形監(jiān)測情況及時通過監(jiān)測平臺預警,根據(jù)預警響應程序參建各單位采取措施,對防止事故發(fā)生起到了一定的積極作用,這套風險管理體系應在地鐵行業(yè)大力推廣。
4.施工條件的具備是工程順利實施的前提。重要部位和環(huán)節(jié)施工前,對技術、環(huán)境、人員、設備等相關條件是否滿足工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)要求的檢查驗收,成為有效規(guī)避或減少安全質(zhì)量事故的有效措施,近來采取對重要部位和環(huán)節(jié)進行分類,并按制定的檢查要素,組織施工前條件驗收成為風險控制的重要手段。城市地下空間項目是在已有城市基礎設施具備的環(huán)境中實施,項目的本身往往又是多個分項組成,而分項目實施的順序,對地下工程來說,決定了項目設施的成敗和功效,具有十分的重要的意義,控制分項目實施的步驟也是風險控制的重要因素。
四、結(jié)束語
地鐵深基坑工程難度大,基坑安全控制極為重要。深基坑工程應選擇合適的支護形式和降水方式。在施工過程中,基坑開挖要嚴格按照設計進行,同時密切關注周圍地表沉降、圍護樁水平位移等監(jiān)測監(jiān)測數(shù)據(jù)。良好的施工安全風險管理體系為深基坑工程的順利進行提供保障。加強其施工技術管理和風險控制具有十分重要的意義。
參考文獻:
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關鍵詞:高層建筑;深基坑支護;質(zhì)量
Abstract: In this paper, combined with the author's many years of work experience in deep foundation pit support of high-rise building construction technology and quality control as the focus, the full text of the discussion, for reference.
Key words: high building; deep foundation pit; quality
中圖分類號:TU74文獻標識碼: 文章編號:
一、高層建筑深基坑支護的主要形式和技術要求
(一)深基坑支護的主要形式
1.混凝土擋土墻與基底加固相結(jié)合的支護。該種形式因其技術含量較低,便于進行施工操作且成本較低等優(yōu)勢為建筑企業(yè)所青睞。但隨著近幾年對高層建筑工程要求的逐年提高,其施工工期長、環(huán)境影響較大、基層加固質(zhì)量難控性高等不足之處也逐步暴露出來。
2.土釘墻支護。該種支護形式以鋼結(jié)構為主干,結(jié)合混凝土面層形成較為堅固的混合土體,其以造價低廉、施工便捷和工藝簡單等優(yōu)點被廣泛應用于深基坑支護工程中。
3.復合土釘墻支護。主要是由混凝土攪拌樁等超前支護組成的防滲帷幕,能夠有效地解決噴射面與土體的粘結(jié)問題,并且具有較好的隔水性。基坑深度一般為 5~10m,比較適合在距離周圍建筑物較遠且對變形要求較高的基坑中使用。其優(yōu)點是工期短、成本低、施工工藝簡單。
4.噴錨網(wǎng)支護。是一種比較先進的支護形式,比較適合在土質(zhì)條件較差的地方使用,具有施工靈活、設備簡單、支護費用低、對基坑附近建筑物影響程度小等優(yōu)點。
(二)深基坑支護的技術要求
高層建筑深基坑支護的主要作用是在基坑開挖過程中用以擋土和擋水,并以此來確?;娱_挖施工能夠順利進行,防止由于基坑坍塌對周邊建筑、地下管線等造成危害。在高層建筑的支護結(jié)構當中一小部分是臨時性的,大部分基本都是永久性埋于地下,如地下連續(xù)墻等。因此,支護結(jié)構不僅應能夠確?;A安全,同時還要便于施工、經(jīng)濟合理。高層建筑深基坑支護的基本要求如下:其一,應采用技術先進、結(jié)構簡單、可靠性高的施工技術,同時還要確保支護體系能起到擋土的作用,以保持基坑邊坡的穩(wěn)定;其二,應確?;又車ㄖ⒌缆芬约暗叵鹿芫€等的安全;其三,基礎施工應在地下水位以上進行;其四,經(jīng)濟上應合理,并注意環(huán)保和施工安全。
二、高層建筑深基坑支護的施工技術
在高層建筑的深基坑支護中,具體的施工流程一般包括以下幾個步驟:
(一)施工前期的準備工作
在進行支護施工之前,需認真對施工現(xiàn)場的標高以及基坑開挖深度進行復核,并對基坑周邊的建筑物類型、道路和地下管線等的詳細資料進行調(diào)查,施工過程中一旦出現(xiàn)與勘查報告及設計要求不符的情況時,必須立即通知相關設計單位進行調(diào)整。
(二)支護樁施工
支護樁的施工是整個支護過程中較為重要環(huán)節(jié),成樁的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響整個支護結(jié)構的質(zhì)量,因此,必須對施工過程的主要工序進行嚴格控制,如成孔、清孔、制作及安放鋼筋籠、混凝土的配合比等。
(三)錨桿施工
錨桿是一種較為新型的成拉桿件,其一端與擋土墻進行可靠聯(lián)結(jié),另一端則錨固于地基的巖石中,主要是利用錨桿與巖石之間的錨固力來承受各種向外的傾覆力。當基坑開挖至錨桿的標高之后,應先進行土層錨桿施工,具體步驟為:鉆孔、制作錨頭、穿錨索、注漿,漿液通常采用水泥砂漿,注漿結(jié)束后,開始安裝鋼腰梁、臺座、墊板、穿外錨具、最后進行張拉錨固,并在現(xiàn)場進行試驗,確定錨桿符合設計要求后方可結(jié)束。
(四)土方開挖
在基坑土方開挖過程中,一般挖土量都會比較大,塵土會使周圍的居民受到一定的影響,所以在開挖過程中,應采用分層開挖的方式進行,這樣就可以一邊挖一邊運,避免了大量的土方堆積。土方開挖的速度應根據(jù)對圍護結(jié)構監(jiān)測結(jié)構的變化而變化,一旦結(jié)構發(fā)生位移、沉降等異常現(xiàn)象時,需立即停止,并及時查明原因,采取相應的措施進行處理。
三、高層建筑深基坑支護施工的質(zhì)量控制要點
高層建筑深基坑支護的施工階段是整個工程中較為關鍵的階段,因此,必須對該階段的質(zhì)量進行嚴格控制。
(一)深基坑施工
在高層建筑深基坑工程中,包括許多重要環(huán)節(jié),如挖土、防水、擋土及維護等,是一項較為復雜的系統(tǒng)工程,一旦其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤,都將會對整個工程造成影響,嚴重時還會發(fā)生安全事故。因此,施工單位必須嚴格按照施工流程和有關的技術規(guī)范等組織施工,并對重要位置的施工制定詳細可行的施工方案,同時還應加強過程控制。例如,在確定土方開挖方案時,需對基坑的地質(zhì)報告、地下設施以及周邊建筑物等實際情況進行詳細分析,如果是特殊土體則應精心組織施工,對于軟土地區(qū)而言,基坑的開挖深度不宜過大;膨脹土地區(qū)盡量不要在雨季進行開挖。
(二)深基坑周圍土體止水效果的控制
由于地下水對深基坑工程的施工影響較大,因此,在地下水位較高的地區(qū)進行深基坑施工,必須制定詳細的止水方案。在制定具體的止水方案時,應從防、降、排這三個方面加以考慮,并根據(jù)地勘部門提供的詳細地質(zhì)資料,分析地下水的主要成因,同時還應對基坑周圍的環(huán)境進行深入了解,絕對不能僅靠不間斷的抽水來降低水位,不然很有可能造成基坑附近的土體發(fā)生流失,致使周邊建筑物不均勻沉陷,嚴重時甚至會發(fā)生管涌,不僅增加了處理難度,而且還會延誤工期。止水帷幕是深基坑支護中較為常用一種止水措施,為了確保支護工程能夠順利進行,在止水帷幕施工時需注意以下幾點:1.確保樁體質(zhì)量合格;2.確保樁的密實度和搭接長度符合要求,防止樁頭開叉、蜂窩、空洞等現(xiàn)象的發(fā)生;3.嚴禁在支護結(jié)構上隨意開口,否則不僅會使支護結(jié)構的安全受到影響,而且還破壞了止水帷幕的效果,地下水則很容易從開口位置滲入。
(三)深基坑支護的信息化管理
深基坑支護信息化管理的主要手段是安排較為專業(yè)的施工監(jiān)測人員對基坑及周圍環(huán)境進行實時監(jiān)測,并根據(jù)監(jiān)測到實際情況與預期性狀進行對比分析,發(fā)現(xiàn)異常情況及時采取相應措施進行處理,確保工程安全。深基坑支護的具體監(jiān)測內(nèi)容如下:1.支護結(jié)構頂部的水平位移情況;2.支護結(jié)構及周圍建筑、道路的沉降、裂縫情況;3.基坑底部隆起情況。上訴監(jiān)測內(nèi)容除了應每天進行一遍目測之外,還應每隔 10m 左右設置一個觀測點,并在基坑開挖后,每隔 3 天左右監(jiān)測一次,位移較大時可調(diào)整為 1 天 1 次。監(jiān)測到的結(jié)果必須能夠真實反映被測目標的動態(tài)趨勢,并繪制變化曲線圖。另外,在開挖較深的基坑時,需對支撐的內(nèi)應力進行測試,當應力值達到設計值的 90%時,應采取必要的防范措施。
(四)突發(fā)事件的處理
在高層建筑深基坑支護施工過程中,經(jīng)常會發(fā)生一些不可預見的事件,為了確保支護結(jié)構的質(zhì)量,需制定應急預案。常見的突發(fā)事件如下:1.基坑內(nèi)流沙、管涌;2.支護結(jié)構局部出現(xiàn)沉降、裂縫;3.氣象異常;4.相鄰工地施工的影響;5.地下障礙物妨礙施工正常進行等。上訴突發(fā)事件一旦發(fā)生后,應及時啟動應急預案,并組織有關單位研究解決對策。
四、 結(jié)束語
總而言之,隨著高層建筑的發(fā)展,深基坑支護的難度會越來越多。只有在施工過程中對施工質(zhì)量進行嚴格控制,才能確保整體工程的質(zhì)量。
參考文獻:
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關鍵詞:高層建筑;深基坑支護;施工管理
Abstract: the deep foundation pit supporting is effective in ensuring foundation pit construction and underground structure peripheral environment safe a supporting structure, is the high-rise buildings in the important part of foundation pit engineering. In recent years, the foundation pit engineering safety accident occurred frequently, so to strengthen the management of the construction of the foundation pit is important. This paper briefly analyzes the high-rise building the present situation of the construction of the deep foundation pit supporting, and found that the problem, summarize and, at the same time, of a high-rise building deep foundation pit construction management and control key points are discussed in this paper.
Keywords: high building; Deep foundation pit supporting; Construction management
中圖分類號:TU71文獻標識碼:A文章編號:
隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,無論是民用建筑還是公用建筑都已向著高層化發(fā)展,并正在逐步取代傳統(tǒng)建筑?;庸こ淌歉邔咏ㄖ幕A性問題,是確保高質(zhì)量高層建筑的關鍵性因素。而對于高層建筑基坑開挖時,不可缺少的就是基坑支護施工,特別對于深基坑(深度超過5米)的支護施工,所謂的深基坑支護即采用支護結(jié)構來確保地下結(jié)構的施工和基坑周邊的環(huán)境安全。但是由于基坑支護結(jié)構不屬于高層建筑的組成部分,只是臨時的防護建筑,由此導致某些施工單位為了趕進程、節(jié)省投資而忽略深基坑的支護施工,這將對施工的安全性和優(yōu)質(zhì)性造成嚴重的不良影響?;诖耍┕て髽I(yè)應不斷加強深基坑的設計管理、施工現(xiàn)場管理及施工技術管理,以確保深基坑施工的安全性和高層建筑的施工質(zhì)量。
一、高層建筑深基坑支護施工管理現(xiàn)狀概述
截至目前為止,我國關于高層建筑的深基坑工程施工技術顯然已取得了一定的發(fā)展與進步,但通過實踐了解與分析,發(fā)現(xiàn)目前高層建筑深基坑支護施工仍存在一些不規(guī)范、不安全的地方:首先是深基坑邊坡修理不規(guī)范的問題,由于施工管理人員不重視基坑支護施工而管理不到位、不周全,導致施工人員在施工過程中出現(xiàn)多挖或少挖的現(xiàn)象;其次是深基坑施工設計的有效性問題,深基坑的施工設計本身屬于平面設計,而實際上需要體現(xiàn)的是立體的空間施工,因此通常造成深基坑支護結(jié)構構造誤差問題,另外實際的支護施工過程中的偷工減料現(xiàn)象,也使得施工設計得不到有效的落實;最后是邊坡支護和土層開挖不相符的問題,由于深基坑施工中的擋土支護施工要求的技術含量較高、工序也較為復雜,因此擋土支護施工通常是承包給較為專業(yè)的施工隊伍。專業(yè)的施工隊伍通常為了趕進度而忽視邊坡支護施工,從而出現(xiàn)施工現(xiàn)場雜亂無章,且不便于管理,最終導致邊坡支護與土層開挖不配套的現(xiàn)象。
二、高層建筑深基坑施工管理與控制要點
1、深基坑施工前的設計管理
從某種程度上講,設計方案的合理與否將對深基坑支護工程的施工產(chǎn)生直接性的影響,因此加強對設計坑施工前設計工作的管理十分有必要。高層建筑深基坑支護方案的設計和制訂,是一項涉及范圍較廣、技術含量較高的工作,不但要熟練掌握水文地質(zhì)的相關知識,還應明確水文地質(zhì)的不確定性。從現(xiàn)實的實例來看,深基坑施工所發(fā)生的事故,其中有39%~45%的事故是由施工設計方案不合理而引發(fā)的,為有效避免此類事故的發(fā)生,第一,應改變傳統(tǒng)的“結(jié)構荷載法”設計方法,而采用較為先進的以監(jiān)測為主導動態(tài)設計方法;第二,加強對施工方案設計人員的選擇,應選擇熟練掌握地基與地質(zhì)知識的設計人員,并且具有較為豐富的深基坑邊坡支護設計等經(jīng)驗;第三,加強對設計方案的審核工作,準確掌握設計圖紙意圖。另外最為直接、有效的辦法就是,業(yè)主應選擇資質(zhì)較高、經(jīng)驗較為豐富的設計單位來完成對深基坑支護施工方案的設計工作。
除上述某些施工企業(yè)自行設計方案外,部分企業(yè)需將深基坑支護方案設計工作分包給專業(yè)的設計單位。對于此,分包單位的正確選擇成為施工企業(yè)對深基坑施工管理的頭等問題,要確保選擇分包單位的正確性、合理性,應充分了解并掌握分包單位的具體信息,其中包括分包單位的施工設計資質(zhì)、分包單位的設計經(jīng)驗及分包單位的社會信譽等。經(jīng)長期的實踐證明,較高的資質(zhì)、豐富的經(jīng)驗及良好的社會信譽是有效確保分包單位選擇合理性的重要依據(jù)。
2、深基坑施工現(xiàn)場及施工技術的管理
2.1、深基坑周圍土體止水效果的管理與控制
由于深基坑施工是在地下進行的,因此地下水的合理處理是深基坑支護施工的關鍵性問題。加強對深基坑周圍土體止水效果的管理與控制,可以從以下幾方面做起:
(1)、深基坑周圍土體止水方案的合理設計。高層建筑的深基坑工程施工過程中,地下水對其的影響是非常高的,并嚴重影響到施工的安全性。通常地下水的來源主要有雨水、上層滯留水、承壓水及深基坑周圍管道漏水等,由于地下水來源較為復雜,在一定程度上決定了止水方案的高難度。合理、有效的止水方案是基坑工程施工的基礎性問題,因此在制訂深基坑止水方案時,應從地下水的特點及其來源入手,即充分考慮到防水、降水和排水三個方面,與此同時深刻了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)資料,從而保證了止水方案的全面性和可行性。
(2)、深基坑支護常用的止水措施。高層建筑深基坑支護工程通常選用止水帷幕的止水措施,此種措施主要適用于水位較高的深基坑施工。止水帷幕的止水方法有高壓噴射注漿法、深層攪拌法及壓力注漿法等,上述方法最終將匯集到攪拌樁問題上,至此攪拌樁質(zhì)量的高低將是影響止水效果好壞的直接性因素。為有效確保止水帷幕攪拌樁的質(zhì)量,應加強對水泥漿摻加量、攪拌的均勻性等的管理和控制、除此之外還應保證攪拌樁合理的搭接長度和密實度,以最大程度避免地下水的深入,并確保深基坑支護結(jié)構的穩(wěn)定性和安全性。
2.2、深基坑支護工程施工管理
總的來說,當今高層建筑設計坑支護工程的施工管理,應努力掙脫傳統(tǒng)的管理方法,而不斷嘗試新型的管理方法。目前深基坑的實際操作中,施工單位多采用信息化的管理方法來實現(xiàn)對深基坑支護工程的全程管理。
支護結(jié)構的穩(wěn)定性。深基坑的施工質(zhì)量主要取決于深基坑的整體剛度和穩(wěn)定性,而深基坑的整體剛度和穩(wěn)定性又在一定程度上取決于深基坑支護結(jié)構的穩(wěn)定性,因此對于支護結(jié)構的穩(wěn)定性管理至關重要。深基坑的支護結(jié)構,通常會因各種因素發(fā)生變形、產(chǎn)生沉降,或者出現(xiàn)位移等問題,這將標志著設計坑支護結(jié)構的完全失敗。通過不斷地實踐和研究,采用信息化管理方法對深基坑支護結(jié)構進行管理、控制,能夠有效避免支護結(jié)構出現(xiàn)穩(wěn)定性問題。深基坑支護結(jié)構的信息化管理,即安排專業(yè)的施工監(jiān)測人員對設計坑施工現(xiàn)場及周圍土體情況進行實時監(jiān)測。在監(jiān)測的過程中,監(jiān)測人員根據(jù)監(jiān)測到的基坑支護結(jié)構和巖土變位等情況,與實際方案中的預期性狀進行比對,切實的做到動態(tài)性的分析、動態(tài)性的監(jiān)測,以便于監(jiān)測人員對深基坑支護施工狀況了如指掌,從而能夠及時發(fā)現(xiàn)問題,及時采取相應的措施解決問題,并最終確保了深基坑施工的安全性。對于深基坑支護結(jié)構工程的監(jiān)測,除上述外還應包含深基坑底部隆起度、支護結(jié)構頂部水平位移、支護結(jié)構沉降和裂縫等。
總而言之,高層建筑深基坑支護工程是一項涉及面廣并具有不穩(wěn)定因素的系統(tǒng)性施工過程。深基坑的支護施工管理,應從施工前的準備階段做起,切實做好施工方案的設計工作,以有效確保施工設計方案的可行性。同時在施工過程中,摒棄傳統(tǒng)的施工作業(yè)方式,積極采用新型的信息化管理方法實現(xiàn)對支護結(jié)構的監(jiān)測與管理??傊?,高層建筑深基坑支護工程的管理應從施工中的各個環(huán)節(jié)、各個工序抓起,加強對整個基坑支護工程的施工管理與控制,以確保施工過程安全性的同時,為整個高層建筑的高質(zhì)量施工奠定基礎。
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論文摘要:設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關鍵因素,一個成功的深基坑支護設計方案應當經(jīng)濟合理、安全可靠、施工技術可行。在我國,深基坑的出現(xiàn)較晚,深基坑支護設計日趨成熟,但由于設計參數(shù)眾多,地質(zhì)不明因素的影響,使設計工作的難度加大。文章結(jié)合作者多年的工作經(jīng)驗,分析了高層建筑深基坑支護施工過程的控制要點。
近年來,隨著大批的高層和超高層建筑的建設,開發(fā)商為提高建筑用地率,加之國家有關規(guī)范對基礎埋置深度和人防工程的要求,多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少,有的地下建筑甚至有三四層,深的達十多米,于是,地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。但由于深基坑支護為臨時建筑,不在建筑主體施工的范圍內(nèi),為節(jié)省投資、降低成本及加快進度,業(yè)主、施工單位往往只強調(diào)基坑支護施工的臨時性,而忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性,認為只要基礎工程完成時,基坑支護未垮掉便解決問題,有的施工單位甚至認為挖一個大坑、簡單地處理一下坑壁即可,致使深基坑施工時安全質(zhì)量事故時有發(fā)生,不僅延誤了工期,還造成了巨大的經(jīng)濟損失。
一、施工準備階段的控制要點
(一)設計管理
設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關鍵因素,一個成功的深基坑支護設計方案應當經(jīng)濟合理、安全可靠、施工技術可行。在我國,深基坑的出現(xiàn)較晚,深基坑支護設計日趨成熟,但設計參數(shù)眾多,地質(zhì)不明因素的影響,使設計工作的難度加大。據(jù)2000年的資料統(tǒng)計,在基坑工程施工質(zhì)量事故中,由于設計原因造成的事故占總數(shù)的43%。設計原因主要表現(xiàn)在:無證掛單設計、盲目設計、參數(shù)取值錯誤、地下水處理方法失誤、支護方案選擇不當?shù)取R淖冞@種狀況,首先,設計人員應具有較強力學知識(理論、材料、結(jié)構、流體、土力學)和地基與基礎等多學科的知識,又要有豐富邊坡支護設計經(jīng)驗,熟悉當?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況和特點,在結(jié)合建筑及周圍環(huán)境特點的基礎上,設計出經(jīng)濟合理的深基坑支護方案。其次,工程人員在施工前應對方案進行認真審核,理解設計意圖,及時與設計人員溝通以掌握方案,在施工組織時,使各個組成部分、各道工序協(xié)調(diào)有序。再次,業(yè)主方應了解深基坑支護的重要性,選擇有經(jīng)驗的設計單位設計支護方案。
(二)分包單位的選擇
由于深基坑支護的特殊性,其施工應由具有施工資質(zhì)與能力的專業(yè)分包隊伍進行。施工單位的技術力量、整體素質(zhì)是影響工程質(zhì)量的重要因素之一,監(jiān)理工程師應協(xié)助業(yè)主審查總包單位選定的專業(yè)隊伍,選擇社會信譽好、技術力量強、施工經(jīng)驗豐富的分包單位,最好有類似工程的施工經(jīng)歷,同時應防止層層轉(zhuǎn)包、“層層剝皮”,以致影響工程質(zhì)量的現(xiàn)象發(fā)生。
(三)施工專項方案審定
施工專項方案是具體指導施工的重要文件。但在目前,有些施工單位往往是照搬他人的方案;有的雖說是按具體工程的實際情況編制的,但控制要點不具體,措施針對性不強,基本上無指導意義。因此,監(jiān)理工程師應認真審核施工單位提交的專項方案,對不能滿足施工要求的,堅決要求其修改完善后按程序申報,特別復雜的方案可組織專家匯審,待總監(jiān)審批后方能實施。審核內(nèi)容主要有:施工平面圖、基坑的支護方式、基坑開挖方式、降水措施、施工工期、監(jiān)測布置的合理性等。
二、施工階段的控制要點
施工階段是項目實施的關鍵階段,監(jiān)理工程師應根據(jù)地質(zhì)勘探資料和當?shù)厮臍夂驐l件,結(jié)合當?shù)厣罨庸こ淌┕さ慕?jīng)驗和條件,確定工程的關鍵項目,要求施工單位制定專項施工方案報監(jiān)理機構審核,并強調(diào)要制定突發(fā)事件的應急預案。
(一)深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環(huán)節(jié),是一項復雜的系統(tǒng)工程,任何一個環(huán)節(jié)的失誤都有可能導致施工失敗,甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規(guī)程、經(jīng)批準的施工組織設計及相關的技術規(guī)范組織施工,對各施工要點要制定具體措施,并加強過程控制。例如,確定土方開挖方案時,應對周圍建筑物、構筑物進行拍照和錄像,對地質(zhì)勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析,對特殊土質(zhì)需精心組織施工,膨脹土地區(qū)不宜在雨季開挖,軟土地區(qū)分層開挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土進度過快,極易改變土體原來的平衡狀態(tài),降低土體的抗剪強度,可導致土體快速滑移,這樣不利工程監(jiān)控,易造成坍塌事故。
(二)深基坑周圍土體止水效果的控制
在地下水位較高的地區(qū),地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水,由于水的來源復雜,枯水期和豐水期水位變化的影響,在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮,根據(jù)地質(zhì)勘察部門提供的地質(zhì)資料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周圍環(huán)境,對周邊有建筑基坑,宜采用以堵為主,抽水為輔,否則會導致基坑周圍土體與水體的流失,使建筑物不均勻沉陷,甚至發(fā)生坑底流沙、管涌等現(xiàn)象,增大了處理難度,拖延了工期,反之,以降水為主。 轉(zhuǎn)貼于
止水帷幕是高水位地區(qū)深基坑支護工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時,如果止水帷幕的攪拌樁成樁質(zhì)量不好,深基坑開挖后會出現(xiàn)滲水較多的現(xiàn)象。若此時再采用灌漿的方法進行處理,則延誤工期、增加造價。因此,在該類止水帷幕施工時要注意以下幾點:
1.保證樁體質(zhì)量。確定合理的水泥漿摻加量,保證樁體攪拌均勻、樁長達到設計深度,避免樁頭出現(xiàn)攪而無漿的情況,特別是在土層情況變異較大的地區(qū),因攪拌樁的樁徑不易控制,容易導致止水失效。
2.保證樁的搭接長度和密實度,杜絕空洞、蜂窩及樁頭開叉的現(xiàn)象。
3.不得隨意在基坑支護結(jié)構上開口,否則會影響支護結(jié)構的安全,也破壞了止水帷幕,導致地下水的滲入。
(三)深基坑支護的信息化管理
深基坑施工的質(zhì)量問題實質(zhì)上是基坑的整體剛度和穩(wěn)定性,即基坑支護結(jié)構是否會發(fā)生變形、是否會產(chǎn)生沉降及水平方向的位移或傾斜、支護結(jié)構是否有裂縫以及基坑底是否產(chǎn)生隆起和變形,若發(fā)生這些問題將導致基坑支護結(jié)構的失敗。
基坑支護結(jié)構信息化管理的主要手段,是安排專業(yè)施工監(jiān)測人員對基坑現(xiàn)場及周圍建筑物進行監(jiān)測,根據(jù)基坑開挖期間監(jiān)測到的基坑支護結(jié)構或巖土變位等情況,比照勘察、設計的預期性狀,動態(tài)分析監(jiān)測資料,全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率,對照報警標準,預測下一階段工作的動態(tài),及時對施工中可能出現(xiàn)的險情進行預報,超過位移設定的預警值時,應及時采取有效的應對措施,確保工程安全。
深基坑支護結(jié)構工程監(jiān)測的主要內(nèi)容有:支護結(jié)構頂部水平位移;支護結(jié)構沉降和裂縫;臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫;基坑底隆起的觀測等。以上監(jiān)測除每天進行目測之外,一般每8~10m設一個監(jiān)測點,關鍵部位適當加密,開挖后每天監(jiān)測3次,位移大時應適當加密。
觀測結(jié)果要真實反映所測目標的動態(tài)趨勢,并繪出變化曲線圖,以傳遞險情前兆信息,找出險情發(fā)生的必要條件,如地質(zhì)特性、支護結(jié)構、臨近建筑物、地下設施等,結(jié)合相關的誘發(fā)條件,如氣象條件、開挖施工、地下水變化等,根據(jù)基坑支護結(jié)構的穩(wěn)定性計算結(jié)果進行科學決策,以排除險情。開挖較深的基坑時,還應測試支撐的內(nèi)應力,當應力值達到設計值的90%(或支撐變形達10mm)時,要及時采取防范措施。另外,因現(xiàn)場施工情況復雜,監(jiān)測點極易被破壞,要注意對監(jiān)測點的保護。
(四)突發(fā)事件的處理
建筑施工是一個投資大、周期長、參與人員多的過程,施工過程中會發(fā)生許多不可預見的事件。對于基坑支護結(jié)構的施工,更要做好應對突發(fā)事件的技術準備。常見的突發(fā)事件有:基坑內(nèi)管涌、流沙;基坑支護局部出現(xiàn)成因不明的裂縫、沉降;氣象異常,出現(xiàn)持續(xù)多日的狂風暴雨;相鄰工地施工的影響,如降水、打樁、開挖土方;地下障礙物妨礙基坑支護結(jié)構或止水帷幕的施工等等。事件發(fā)生后,及時啟動應急預案,并會同相關單位研究解決辦法。
關鍵詞:隧道基坑;變深度地續(xù)墻;支撐軸力;三維有限元
Research on the axial force in a long strip of sloping pit
Zhao Chengcheng1Guo Zhixing2
(1.Tianjin Huaxing Survey and Design Co., Ltd. Tianjin 3002412. Tianjin Gangjin Architects & Engineers Co., Ltd. Tianjin 300308; )
ABSTRACT:the deep excavation is a Complex process of dynamic change when Interaction between envelope and soil, there are many uncertainties in the course of excavation. This paper analysizes the axial force of support in the course of excavation through measurement and simulation in two ways, then summed up the value of axial force with the conditions in the process of excavation.
KEY WORDS: deep foundation pit ; underground diaphragm wall;axial force of support;3D finite element
中圖分類號: TV551.4 文獻標識碼: A 文章編號:
1.工程概況
研究段內(nèi)地下連續(xù)墻深度18-23.5m,混凝土的強度等級為C30,地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設置襯墻。豎向支撐道數(shù)為1~5道,采用Φ609鋼管支撐,支撐的縱向間距為3m,坑內(nèi)設置2~4排Φ402×12鋼管工具柱,工具柱之間設置縱向型鋼系梁。
2、實測分析
此隧道基坑工程監(jiān)測點很多,本文選擇了具代表性的三個標準段支撐軸力變化情況進行研究。本文研究隨著開挖時間的推進,鋼支撐軸力的變化規(guī)律,及四道支撐間的相互影響。具體分析如下:
圖1 支撐軸力隨開挖時間的變化曲線
鋼支撐軸力分析結(jié)果:
(1)第一道撐在安裝完的一段時間內(nèi),軸力變化基本較平緩,隨著第二層土方的開挖,第一道支撐軸力逐漸增大,最大值約為500kN,但待第二道支撐安裝完并發(fā)揮作用后,第一道撐軸力開始逐漸減小,最后趨向穩(wěn)定。
(2)第二道支撐的軸力變化曲線與第一道撐類似,但是第三道支撐安裝以后,軸力出現(xiàn)大幅度下降,因此第二道支撐軸力從開始就持續(xù)增大,第三道撐軸力出現(xiàn)回升后,第二道撐軸力才慢慢減小,最終趨于穩(wěn)定。
(3)第一道鋼支撐安裝之初,軸力值隨開挖時間呈現(xiàn)增大的趨勢,隨著第二道支撐的安裝,第一道撐的軸力開始出現(xiàn)減小的趨勢,最后在第三道撐安裝完成后,第一道撐軸力趨于穩(wěn)定;第二、三道支撐軸力的變化規(guī)律與第一道撐軸力變化近似一致,最后一道支撐軸力始終處于較穩(wěn)定狀態(tài)。這是因為每道支撐發(fā)揮作用是在下一層土方開挖但下一道支撐尚未安裝期間。
(4)基坑開挖過程中,從第一道撐到最后一道撐,鋼支撐軸力基本處于增大的趨勢,軸力增大值基本在300kN左右,因此在基坑設計時,為了經(jīng)濟效益,從上到下,其支撐的截面可以適當減小。
3、模擬計算結(jié)果分析
模擬計算后,支撐取S11方向的應力,然后通過應力與軸力間計算公式:F=σ×A,其中F為軸壓力,σ為模擬計算得到的應力,A為鋼支撐的截面積。
圖2支撐軸力隨工況的變化曲線
分析結(jié)果:
(1)第二層土方的開挖期間,第一道撐的軸力會出現(xiàn)大幅度增加過程,隨著第二道支撐開始發(fā)揮作用,第一道支撐的軸力開始逐漸減小。
(2)第二道支撐安裝后,軸力值也出現(xiàn)小量增長過程,但到第三道支撐完成后,第二道支撐軸力開始慢慢回落。
(3)隨著第四層土方的開挖,第三道支撐的軸力也逐漸增大,而第四道支撐自安裝后就一直較穩(wěn)定,軸力值約為1470kN。
4、模擬與實測對比分析
圖3 模擬與實測支撐軸力對比曲線
分析結(jié)論:
(1)模擬支撐軸力與實測軸力的變化趨勢近似一致,從第一道支撐軸力到第四道支撐,其軸力基本呈增大趨勢,且隨著下一道支撐開始承擔作用,每道支撐的軸力就開始逐漸減小。
(2)實測中,每道支撐軸力波動較大,但最終都趨于一穩(wěn)定值,而模擬軸力并沒有穩(wěn)定階段,分析原因,實測監(jiān)測中,隨著底板的完成,整個基坑的變形都趨于穩(wěn)定,而模擬結(jié)果就是按設置的四個分析步得出的。
結(jié)論
本文通過實測與模擬兩方面對條形坡基坑開挖過程中支撐軸力變化進行分析,從而為以后相近工程起到了施工超前預測、預報的效果,提高類似工程的設計、施工的可靠性。
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在我國目前城市化步伐加快的建設背景下,各類交通樞紐、大體量房建工程、 大型市政工程、地鐵車站及車輛段等建設工程,在給我們的城市化做貢獻的同時, 建設施工階段的深基坑工程也在我們的工程技術人員帶來一個個難題。深基坑工程由于受到建設環(huán)境及工程項目的唯一性、特殊性等各種不確定性因素的影響, 極易造成基坑工程的安全事故。因此,如何盡可能地減小對環(huán)境破壞程度和遏制深基坑工程中的事故發(fā)生,已經(jīng)成為政府管理部門和建筑領域同仁們非常重視的課題。
本文通過對深基坑工程事故的資料收集和整理,分析了深基坑工程事故的支 護結(jié)構體系破壞的六種形式。針對深基坑工程出現(xiàn)的事故,按責任方進行統(tǒng)計分 析,列舉了勘察方失誤、設計方失誤、施工方失誤、監(jiān)理方失誤和投資方的管理 失誤等幾類事故原因。
通過對深基坑結(jié)構體系的破壞形式分析,以及對建設工程參建各方的責任分 析,對建設中深基坑的支護設計以及施工過程中的管理進行分析總結(jié),最終提煉出目前深基坑施工管理的一些要點。
關鍵詞:深基坑工程,破壞形式,原因分析
中圖分類號: TV551.4 文獻標識碼: A
緒論
1.1選題背景
上世紀90年代以來,隨著高層建筑大量的建設和市政工程(如 地鐵工程中的車站、地下通道)對地下空間的開發(fā)與利用,使基坑工程向更深、更大的方向發(fā)展。但在其建設過程中,由于施工技術難度加大、基坑開挖與支護工期長、現(xiàn)場施工條件復雜等原因,產(chǎn)生了很多安全事故和環(huán)境破壞的問題。因此如何有效地遏制基坑工程中的事故發(fā)生以及災害損失和減少對環(huán)境的影響,已經(jīng)成為了一個迫切需要重視的課題,這就使得建筑工程領域?qū)ι罨庸こ淌鹿室蛩剡M行著力研究,在工程項目各階段進行有針對性的安全控制。
1. 2課題研究的動機
目前建筑施工各領域的地基基礎工程逐漸向深和大發(fā)展,而近年 由于深基坑工程引發(fā)的較大事故也時有發(fā)生,深基坑工程是施工中經(jīng)常面對的重要分部分項工程,對深基坑工程進一步研究是所有工程技術人員的重要課題。
1.3本論文的研究目的
針對深基坑工程的事故因素進行研究,使深基坑工程安全事故防范于未然。并在實施過程中,本著“安全第一,預防為主”的方針, 以達到以下目的:
1、提高深基坑工程的安全化程度
2、實現(xiàn)對深基坑工程實施過程的安全控制。
3、建立安全的最優(yōu)方案,為決策提供最好的依據(jù)。
1.4課題研究的意義
深基坑工程安全事故因素分析的必要性和意義主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
1、有利于降低深基坑工程事故的發(fā)生。
2、幫助決策者進行科學合理的決策。
一、概述
由于地質(zhì)條件復雜、設計和施工管理不完善的原因,我國基坑工程安全事故發(fā)生率較高,其中深基坑工程安全事故比例更高。這些基坑工程事故主要表現(xiàn)為支護圍護結(jié)構的破壞,基坑內(nèi)塌方、大面積的滑坡、基坑周圍道路的開裂或塌陷等等[1]。
首先,根據(jù)查閱和收集大量的深基坑工程事故,將基坑工程的事故進行了分類;而后,對造成深基坑工程事故的原因按不同的責任方(投資方、勘察方、設計方、施工方和監(jiān)理方)進行了深入的分析。
二、深基坑工程事故的統(tǒng)計分析
通過兩個渠道來收集深基坑工程事故實例,一是已出版的關于基坑事故分析書刊。如唐業(yè)清[1]、曾憲明[2]和王曙光[3]等深基坑著作。二是收集論文集、手冊中發(fā)表或引用的工程事故實例[4]-[6]。
按責任方的不同對收集的250個深基坑工程事故的實例,進行統(tǒng)計分析,得到了以下的統(tǒng)計數(shù)據(jù),如表2.1所示。
表2-1深基坑工程事故責任方統(tǒng)計表
從上數(shù)據(jù)可以得出:首先,由于施工方施工引起基坑工程事故約 占54%,其中包括施工質(zhì)量差、不嚴格遵守施工規(guī)程、治理水的措施不力、隨意修改設計、管理混亂和缺乏本地區(qū)施工經(jīng)驗等諸多因素。為了確保深基坑工程的安全,選擇施工單位時考慮施工單位的資質(zhì)是 深基坑工程施工關鍵的一環(huán)。其次,由于設計不當造成基坑工程事故的占總數(shù)的34%,其中包括不遵守規(guī)范的相關規(guī)定、支護方案選擇不當、支撐結(jié)構設計失誤、荷載取值不準確、土體強度指標選擇失真、 錨固結(jié)構設計失誤、設計人員缺乏經(jīng)驗等。另外,建設單位的管理約 占5%、監(jiān)理方監(jiān)督方面的占2.8%、基坑工程勘察方的事故有占3.7% 左右,也要引起各責任方的重視。
三、深基坑工程事故的分析
1、深基坑工程事故破壞形式分析
深基坑工程事故一般是是因支護體系的破壞而導致影響相鄰筑物及既有市政設施的使用功能受到影響,甚至發(fā)生破壞。粗略地將破壞形式分類如圖2-1。
圖2-1深基坑工程事故分類圖
支護體系破壞形式一般很多,破壞的原因往往是幾方面因素綜合 造成的,將其分為六類。
a、支護結(jié)構整體失效。當圍護結(jié)構插入深度不夠,造成邊坡整 體滑動破壞,如圖2-2(a)所示。
b、圍護結(jié)構斷裂。圍護結(jié)構不能以抵抗土壓力形成的彎矩時或 者圍護墻體承受彎矩變大,產(chǎn)生圍護折斷破壞,從而使圍護結(jié)構折斷 造成基坑邊坡坍塌。如圖2-2(b)。
c、支撐系統(tǒng)失穩(wěn)破壞。對于支撐式圍護結(jié)構,支撐體系強度不夠或穩(wěn)定性差,對拉錨式圍護結(jié)構,錨拉力差,造成圍護體系破壞。如圖2-2(c)所示。
d、踢腳破壞。拉錨式和內(nèi)撐式圍護結(jié)構,當插入深度不夠或者坑底壓力很小和土質(zhì)差時,易造成圍護結(jié)構踢腳失穩(wěn)破壞,如圖2-2(d) 所示。
e、基底隆起破壞?;觾?nèi)外土體的高度差產(chǎn)生的壓力差,外側(cè)土體向坑內(nèi)方向擠壓,造成基坑底部的土體隆起,引起圍護體系失穩(wěn) 破壞,2-2(e)如圖所示。
f、坑底管涌破壞。當基坑滲流引起管涌時,被動土壓力將會減 小,以致喪失,從而造成圍護體系破壞,如圖2-2(f)所示。
(a)支護結(jié)構整體失效;(b)圍護結(jié)構折斷:(c)支撐體系失穩(wěn)破壞;(d)踢腳失穩(wěn)破壞;(e)基底隆起破壞;(f)管涌破壞圖2-2圍護體系破壞的基本形式。
基坑破壞的主要原因可能是由一種原因引起的,也可能同時由幾種原因共同引起的,但破壞形式往往是幾種形式的綜合。因為坑底隆 起造成破壞也產(chǎn)生整體失穩(wěn)和墻體斷裂破壞;圍護結(jié)構斷裂造成破壞 也產(chǎn)生踢腳破壞,有時也產(chǎn)生基坑隆起破壞;踢腳破壞也產(chǎn)生基坑隆 起和整體失穩(wěn)現(xiàn)象。
2、深基坑工程事故原因分析
為了充分利用地下空間,大城市的高層建筑、地下建筑、地鐵車站、隧道等工程的大幅增多,深基坑工程也隨之不斷增多。深基坑工程既涉及到土力學強度問題和變形問題,又涉及到土體與支護結(jié)構之 間的相互作用問題。通過分析,把事故原因歸納為以下的原因:
(1)投資單位的原因
a未對深基坑工程項目進行前期的詳細規(guī)劃,只是盲目進行申報,建設條件不成熟,致后期施工無法順利完成。
b沒有嚴格審查勘測、設計、施工、監(jiān)理和檢測單位的資質(zhì)條件,就選隨意選擇實施單位,造成深基坑工程的各個環(huán)節(jié)都出現(xiàn)問題。 c深基坑工程項目沒有嚴格地按照工程建設程序進行辦理,沒有按規(guī)定辦理有關報建程序,沒有辦理必須施工許可證和質(zhì)量安全審批以及監(jiān)督手續(xù),致使深基坑工程質(zhì)量和安全監(jiān)督失控,造成重大事故。 d任意發(fā)包深基坑工程項目。施工資質(zhì)不夠的施工單位專業(yè)技術水平低、管理能力差,無法應對基坑施工中出現(xiàn)各種復雜的情況,最終造 成深基坑工程質(zhì)量安全事故的發(fā)生。
e對深基坑工程過度地壓低設計費用,使得設計中存在不少質(zhì)量和安全問題,一些方面考慮不周;對深基坑工程施工,則是過度壓縮施工時間,施工則偷工減料,造成深基坑工程重大的質(zhì)量安全問題。 f只是盲目套用以前用過的深基坑工程支護方案、圖紙,而不請設計單位進行支護設計,結(jié)果造成深基坑工程的安全事故。
(2)勘察單位的原因
勘察數(shù)據(jù)資料及其結(jié)論是深基坑設計的基本依據(jù),所以勘察數(shù)據(jù)不準確、不詳細甚至是錯誤,必然會引起勘察結(jié)論偏差和錯誤,勢必決定著深基坑支護工程存在著安全事故問題。勘察存在的問題是: a不具備相應資質(zhì)的勘察單位越級承包勘察基坑工程項目。因?qū)I(yè)技 術能力有限和設備不足,技術人員專業(yè)水平不夠,而造成勘察數(shù)據(jù)不準確、甚至是錯誤,結(jié)果會造成設計和施工的質(zhì)量安全事故發(fā)生。 b進行深基坑工程勘察時,未認真仔細地對工程場地進行實地勘察, 只是套用附近建筑物以往勘察數(shù)據(jù)資料,往往提供的數(shù)據(jù)和指標與實際情況不相符合,對設計和施工造成誤導,結(jié)果會造成質(zhì)量安全事故。 c沒有按照規(guī)范和工程的實際情況來確定勘察方案,隨意減少勘察內(nèi)容、范圍和勘察取點數(shù),忽視專門對水文地質(zhì)進行勘察工作。d在一些地質(zhì)的特殊情況下,進行深基坑工程勘察時,沒有附加新勘察項目。
(3)設計單位的原因
設計是深基坑施工前很關鍵的一環(huán),對施工的質(zhì)量和安全有著決定性影響。設計階段存在的問題:
a一些設計單位根本不具備相應的設計資質(zhì),越級承包設計項目。 b由于深基坑工程涉及的專業(yè)面比較廣,一些設計人員沒有相應足夠的專業(yè)知識與經(jīng)驗,很難設計出符合要求的圖紙。 c有些深基坑工程設計人員在對工程現(xiàn)場環(huán)境不熟悉的情況下,在地 形、水文地質(zhì)資料不完整的條件下,主觀地進行設計構思、盲目地照 搬別人的資料圖紙,或隨意套用以前的設計方案,草率地畫出施工圖。 d深基坑支護方案的設計選擇錯誤。如:盲目地套用支護結(jié)構方案、支護結(jié)構方案不符合開挖中對周圍環(huán)境保護要求、支護方案選擇根本不符合支護要求。
e進行設計時計算誤差大。例如:土體強度指標值失真、設計荷載取值不當和對地下水處理考慮不當。
f設計單位屈服于投資方或施工方的要求壓力,隨意修改設計方案。
(4)施工單位的原因
施工階段是深基坑工程質(zhì)量和安全最關鍵的一環(huán),也是施工現(xiàn)場 一線工程技術人員密切接觸的環(huán)節(jié),如能較好把控施工階段,則可以發(fā)現(xiàn)和修正前期的失誤;反之,這一階段也會隱藏大量的質(zhì)量安全問題:a—些未取得相應施工資質(zhì)的施工單位,參與深基坑工程的施工項目。 因施工能力有限,而造成深基坑工程安全事故。 b施工單位為了獲取更多的利潤,隨意更改設計方案和施工時偷工減料。使施工開挖、地下水處理、支護結(jié)構等工序中存在質(zhì)量和安全問題,引發(fā)重大的工程安全事故。c在進行深基坑工程施工時,未嚴格遵守施工規(guī)程而造成施工方法不 當。例如:基坑沒有分區(qū)分層開挖,造成開挖高差過大;基坑暴露時 間過長,未進行墊層的施工,引起支撐結(jié)構產(chǎn)生過大的變形,發(fā)生基 坑事故;施工過程中各工種工序之間協(xié)調(diào)不周,引起深基坑工程事故。 d治理水的措施不力。深基坑施工中,處理地下水是一個難點,因土質(zhì)與地下水位的不同,基坑開挖和支護施工的方法也隨之不同。對地 下水的處理是深基坑工程施工中很重要的一部分,它關系到是整個工 程的成敗。由地下水引起在深基坑工程事故數(shù)在深基坑工程事故中占很高的比例。對地下水處理不當,有時還引起地面沉降,對環(huán)境造成 不良影響。為確保深基坑工程施工的正常進行,必須對地下水進行有 效處理。e施工信息化程度不高。信息化施工是一項新技術,具有成本小和成 效大的特點,是利用施工中所獲取的巖土工程信息反饋用以指導調(diào)整 施工的工作。因為施工過程中可獲得大量工程信息和資料,所以,深 基坑工程施工中,進行安裝各種監(jiān)測儀器,來采集施工中的地質(zhì)信息 (地下水位、水質(zhì)、巖土體的變形、土壓力的變化等數(shù)據(jù))。根據(jù)這 些信息及時調(diào)整設計,反饋到施工中,一方面可保證施工安全,另一方面可使設計優(yōu)化,消除安全隱患,實現(xiàn)工程安全。
(5)監(jiān)理單位的原因
監(jiān)理人員在施工時應對施工方的施工進行質(zhì)量和安全的監(jiān)理。其存在的問題有:
a缺乏相應的監(jiān)理資質(zhì)的監(jiān)理單位,或監(jiān)理人員專業(yè)素質(zhì)不強,對業(yè) 務和監(jiān)理職責不熟悉。
b未配備必要的監(jiān)理設備和設施。監(jiān)理配備的設備不齊,無法全面而又到位地進行監(jiān)理工作的開展。
c監(jiān)理人員未履行好監(jiān)理的職責。某些監(jiān)理人員安全意識不高,工作不認真負責,對施工中錯誤的施工行為和違規(guī)作業(yè)未及時制止?;蚝鲆暳藢ㄖ牧系臋z驗,使劣質(zhì)的建材進入深基坑工程施工里。忽視 對設計質(zhì)量的嚴格審查,使設計的安全隱患帶到施工階段里,造成施工時的安全事故。
(6)深基坑監(jiān)測的問題
合理的設計和施工對深基坑工程的安全起決定作用,貫穿在施工全過程的安全監(jiān)測也對深基坑工程的安全起決定作用,所以對于超深、超大的深基坑工程,監(jiān)測是重要和必需的。其事故的原因主要有: a在深基坑施工工程中未進行必要的監(jiān)測。建設單位為節(jié)省成本,未埋設基本的監(jiān)測儀器和工具,未安排必須的監(jiān)測工作對深基坑工程安全檢測,僅憑工程師對深基坑工程安全進行肉眼檢查,埋下安全隱患。 b深基坑施工工程中監(jiān)測不合理。投資方與施工方雖然設置監(jiān)測工作,監(jiān)測內(nèi)容卻不合理,不能構成真正的監(jiān)測網(wǎng)絡體系,沒起到監(jiān)測 深基坑工程安全的作用,導致深基坑安全事故的發(fā)生。C現(xiàn)場各參施單位人員對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析能力欠缺,有時不及時對檢測數(shù)據(jù)進行分析;有些監(jiān)理監(jiān)測到危險卻不及時報警;有些監(jiān)測單位因 檢測失誤而對監(jiān)測數(shù)據(jù)作假。都對深基坑施工安全造成很大的影響。
結(jié) 論
每一項單位工程都有其獨立性、特殊性和唯一性,對于較大單位(單項)工程中最為重要的深基坑工程來說,“安全”無疑是每一個建設者頭頂懸著的利劍,然而,這樣一個大的系統(tǒng)工程,且地表以下的土層是千變?nèi)f化的,雖然現(xiàn)在有高科技的勘察手段,但在開挖之前 誰也不可能對圖層的變化完全預判準確。深基坑工程事故一般是由許 多不利因素共同作用造成的,甲方、勘察、設計、施工、監(jiān)理與深基 坑工程的安全均有著密切的關系,但是,如果按照規(guī)范的程序?qū)嵤┟?一個步驟,尤其是在施工階段,各方加以協(xié)調(diào)配合,有可能將許多失 誤化解,從我部案例可見,深基坑工程安全事故可防、可控。
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