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经过近几年的努力,中国矿山企业的安全生产状况总体上呈现出相对稳定、趋于好转的态势。但重、特大事故时有发生,事故总量仍然偏大,矿山安全生产形势依然严峻。实践证明,要实现矿山安全生产的长治久安,就必须建立矿山安全生产长效机制。积极有效地开展矿山安全审计工作,发挥审计的监督检查作用,促进矿山切实落实安全生产主体责任,认真执行安全生产的各项法律法规,保证安全生产的必要投入,落实各项安全防范措施,不断改善安全生产条件。使矿山生产的运行方式、管理形式和监督体制等走上正轨,才能使矿山安全生产状况实现真正意义上的根本好转。安全审计作为一项专门针对企业安全生产进行监督和评价的独立审计活动,有助于督促企业遵守安全生产法律法规,有助于督促企业执行安全设施“三同时”,有助于督促企业生产责任事故赔偿及时到位,有助于督促企业安全投入及时、足额等。从而保证安全生产形势根本好转。借鉴相关学科知识建立完善的评价指标体系,是开展安全审计的关键。
一、构建矿山安全审计评价指标体系应遵循的原则
安全审计有别于常规的财政、财务审计,安全审计是企业安全生产主体责任的人格化,审计客体由静态的会计资料,到动态审计对象(企业)的主体责任和社会责任,从有形到无形,从客观反映到抽象分析。安全审计评价指标体系是度量企业安全生产活动的有效工具。为了提高这一测度工具的信度与效度,构建该评价体系时,必须满足以下几个原则:
(一)重要性原则
在中国矿山企业开展安全审计工作还仅仅处于探讨阶段,笔者认为与要求评价指标体系的全面性相比较,强调重要性原则对实践工作的开展更具有指导意义。同时,重要性原则也是在指标设定过程中对安全审计工作重点、成本与效率的综合考虑。当然,随着中国安全审计工作的发展与完善,该指标评价体系将进一步改进,以满足全面性原则的要求。
(二)责任性原则
矿山安全审计评价指标体系应准确考评被审计单位及内部各部门和个人必须履行的安全生产责任,即所衡量、评价的安全生产活动及其结果应是审计对象的职责范围,是其应当全部或部分负责,是可以控制和调节的,是其通过主观努力可以改变的结果和过程。事故的发生具有偶然性、不确定性及外部不经济性等特点,进一步造成一些企业盲目追求经济效益,重生产轻安全,安全管理薄弱;无证或证照不全非法生产,超能力、超强度、超定员违法违规生产。所有这些安全生产主体责任不落实是矿山事故易发、多发、频发,重特大事故集中、长期以来尚未得到切实有效遏制的根源。责任性原则是保证安全审计评价结论切实有效必须遵循原则之一。
(三)简明性原则
安全审计评价指标体系中应选择具有代表性、能够准确清楚反映问题的指标。由于安全审计评价涉及的领域非常广泛,评价指标虽然要求全面,但并不是越多越好。如果所选指标变量过多,一方面资料难以获取,另一方面综合分析过程也很困难。同时不便于决策者应用,而且大大增加了安全审计工作的复杂性和冗余度。如果所选指标变量过少,就有可能不足以或不能充分表征系统的真实行为或真实的行为轨迹。所以指标的设置要围绕评价的目的有针对性地加以选择,每个指标的含义要求明确,代表特征要求清楚,无相互交叉重叠现象。
(四)相关性原则
评价体系应与矿山安全审计的目标紧密相关,评价标准能够反映信息使用者的需求,能揭示被审计对象的具体安全生产状况及被审单位安全生产主体责任实现程度。相关性原则与简明性原则具有内在一致性要求。
(五)动态性原则
安全审计评价是一个随着审计项目的发展而发展以及安全生产形势变化而变化的动态过程,客观上要求设置的指标体系具有动态特点,既能反映该审计项目的历史状况和现状,在一定的时期内保持相对的稳定性,又能对未来的变化发展做出评价。同时能够适应安全生产形势变化、安全监管工作要求做出相应调整。
(六)地域性原则
不同地区的自然环境和社会环境不同,所处地区的地理位置、经济状况、水文地质等条件不同,对安全的影响因子也不同,因此应按照因地制宜原则,针对所研究地区及其主要问题选择评价指标。矿山安全评价指标体系的构建尤其注意遵循地域性原则。
二、构建矿山安全审计评价指标体系设计思路
(一)评价指标体系的维度定位
根据建立矿山安全审计评价体系的目标与原则,从范围层次上划分,安全审计评价标准分为总体评价标准和具体评价标准。所以在试图建立安全审计评价标准时,也分别从这两个方面考虑,先确立总体评价标准,再逐步完善具体标准。在指标体系架构中,不仅在矿山安全生产的规范性、效用管理以及外部效应三个维度进行了体系的构建(如图1所示)。并且从安全生产法律法规、安全内控制度、安全设施“三同时”、事故处理、安全投入等五个层面进行了体系的设计。当然,安全审计评价指标体系应该是动态的、可扩充的,审计人员可以随时按照实际情况增减,以增强其科学性、有效性,但主要指标需保留。
(二)评价权重的分配
评价权重的分配涉及到各评价维度的权重分配以及每一维度内各评价指标之间的权重分配。在构建安全审计评价指标体系过程中,要确定评价指标的权重值。各项指标的权重值,反映了该指标在整个安全审计评价指标体系中所占的比重。权重值应根据该指标对企业安全生产水平的影响程度及其实施的难易程度来确定。指标权重的确定有主观法和客观法两大类,主观法主要包括专家调查法、层次分析法等,客观法主要包括主成分分析法、熵值法和数据包络法等。
安全审计评价指标体系的构建过程,应该是主观分析法和客观分析法相结合的过程。此外,指标体系的构造过程可分为指标体系框架的构建和指标筛选两个阶段,即指标初选和指标完善的过程。该过程可以概述为:分解总目标、构造层次结构、建立预选指标集筛选指标、最终确立评价指标体系。
在构建安全审计评价指标体系过程中,要确定定量指标的评价基准值。并应按照下列原则确定:凡是国家或行业管理部门在有关政策、规划等文件中对该指标已有明确要求值的就应选用国家要求的数值;凡是国家或行业管理部门对该指标尚无明确要求值的,则选用国内重点大型企业近年来满足安全管理要求所实际达到的中上等以上水平的指标值。确保定量指标的基准值代表了行业安全生产活动的平均水平。
需要说明的是,评价权重的分配会因不同阶段、发展重点、矿山生产特点的不同而有所差别。而对情况各异的矿山安全生产管理,我们不可能确定一成不变的安全审计评价指标体系,也不存在统一的指标权重,即使同一评价对象在不同的历史时期也会有所不同。尽管卓越的绩效评价系统对每个组织都是独特的,即按每个组织的需要和特点“量体裁衣”,但是反映社会满意度的指标,应该在安全审计评价体系中占据绝对的比重,社会评议信息应是评价结论的主要证据资料。
三、构建矿山安全审计评价指标体系
(一)安全审计内容
安全审计评价指标体系应紧紧围绕安全审计内容设定。考虑到中国矿山安全生产实际以及政府安全监管过程中存在的突出问题,笔者主张矿山安全审计主要内容应包括以下五部分:
1.安全生产法律法规遵守和执行情况审计
该审计主要是对矿山企业在生产经营过程中遵守相关安全生产法律法规的情况进行评价,包括定性指标和定量指标。评价时只需考虑法律法规的执行情况及效果,而不对法律法规本身进行过多地评价。评价时需遵循两条原则:首先,企业能否执行相关安全生产法律法规;其次,企业能否做到持续、全面执行安全生产法律法规。这也符合性测试重点之一。
2.安全内部控制制度设计及运行情况审计
该审计主要是对矿山企业安全内控制度是否健全,能否保证整个业务处理系统控制目标的实现,制度与制度之间的衔接是否紧密协调以及内控制度是否有效执行进行评价。从而判定矿山企业各种安全内控制度的履行结果是否达到预期目标,是否结合企业安全生产实际及时自查修订完善。为进一步确定安全审计的重点提供决策依据。
3.安全设施“三同时”情况审计
在安全设施“三同时”审计中,应该重点审查和评价与被审计单位安全设施“三同时”相关的下列内容:(1)被审计单位在生产经营过程中对相关的安全生产法律法规、规章制度、政策、计划、预算、程序、合同等的遵守情况;(2)安全设施项目风险的识别、评估及应对措施;(3)相关安全控制活动的适当性和有效性;(4)有关安全资产、安全负债、安全支出项目等财务信息和非财务信息的获取、处理、传递情况。
4.事故损失及事故责任履行情况审计
该审计主要是对矿山企业事故损失及事故责任履行情况进行评价。为事故责任认定及事故赔偿提供决策依据。工伤事故赔偿审计主要集中在两点:(1)赔偿标准是否合法合规。(2)赔偿额度是否足额、及时。这一点往往也是事故双方争执的焦点。有第三方出具相应审计意见,有助于安全监管部门执法,切实保障受伤员工合法权益。
5.安全投入情况审计
安全投入情况审计是安全审计的重点。众所周知,安全投入不足是造成中国安全生产形势依然严峻的主要原因之一。造成企业安全投入不足重要原因之一就在于缺乏有效监督。近几年,中国为扩大矿山企业安全投入资金来源及数量,建立稳定的安全保障资金渠道,颁布了一系列规定制度。由于安全投入效益的隐蔽性、滞后性、不确定性及其他原因(经济效益不佳、领导不重视、短期行为等),一些企业(尤其小型矿山企业)往往在安全投入方面“勤俭节约”。企业为了应付针对安全投入状况的检查弄虚作假。通过安全投入审计,能够有效监督矿山企业安全生产费用提取及使用情况,确保安全投入足额、及时。
(二)分级设立评价指标
矿山安全审计评价体系的建立是一项系统工程,需要花很大力气进行研究和实践。在这里我们先构思一个指标框架,许多指标还有待于讨论和完善。安全审计评价指标体系包括一级评价指标和二级评价指标两个层次。一级评价指标包括安全生产法律法规执行情况评价指标、企业安全内部控制情况评价指标、安全设施“三同时”、事故损失及事故责任履行情况评价指标和安全投入情况评价指标。二级评价指标是一级评价指标的具体化。具体内容(见表1)。
安全审计的综合评价,应该以评价年度各项二级定量指标的实际数据和各项二级定性指标的专家评分为基础,按照各二级指标的基准值和权重值计算各单项指标得分,再综合得出该企业安全管理水平的评价总分值。
单项指标评价分值=权重值× (1)
当>1时,按1计算。
二级定性指标和定量指标都采用百分制测评。定性指标采用专家评分平均值。
【关键词】深基坑;施工;灌注桩
1 工程概况
某工程首层平面呈长方形布置,长126.40m、宽39.7m~44.7m,总建筑物面积19801m2,建筑层数为地上三层(局部四层),地下一层。地下室面积为5363m2,周长约340m,底板标高为-3.5m~-3.7m,底板厚度为400mm,基坑开挖深度为4.0m~4.2m。该商场位于市中心繁华地段,四周交通便利,东、南面街道较窄,建筑红线距离建筑物最小处仅有10m,西、北面为车流量较大的主要交通干道,人员活动频繁,而且四周管线密布,尤其是光纤电缆和市政排水渠相距较近。地下水源丰富,地下水位较高,离地面0.8m~1.2m。由于该工程工况复杂,受地理环境影响大,基坑开挖不可能采用放坡施工方法。为确保基坑周围建筑物、地下管线、道路等的安全,决定采用钻孔灌注桩作挡土、水泥搅拌桩止水的支护方案(如图1、图2所示)。
本场地古地貌属水道的漫滩或阶地,土层自上而下分别是:(1)素填土层,1.8m~3.7m,呈松散状态,承载力特征值fak=50kPa;(2)粉土,1.7~1.9m,稠密,fak=80kPa;(3)淤泥质粘土,2.5~5.40m,饱和,流塑,fak=50kPa;(4)粘土,1.0~3.6m,可塑,局部软塑,fak=120kPa;(5)粉土,0.8~4.6m,饱和,稍密,fak=150kPa;(6)砾砂,0.7~2.5m,饱和,松散,fak=150kPa;(7)粉质粘土,1.0~6.3m,可塑~硬塑,fak=250~350kPa。
2 施工工艺
2.1 钻孔灌注桩施工
2.1.1 钻机就位前,在已平整场地内铺好枕木,并用水平尺校正,保证钻机平稳、牢固。在桩位埋设6~8 mm厚钢板护筒,内径比孔口大100~200mm,埋深1~1.5mm,同时挖好基坑,排泥槽,泥浆池等。
2.1.2 成孔采用循环工艺,钻进时取清水钻孔,自然送浆护壁或加入红粘土或膨润土泥浆护壁,泥浆密度为1.3t/m3。
2.1.3 钻进时应根据土层情况加压,开始应用轻压力,慢转速,逐步转入正常,按钻具自重强加压,不超过10KN,在松软土层中钻进,应根据泥浆补给情况控制钻进速度。
2.1.4 采用单机跳钻方法。
2.1.5 桩孔钻完后,应用空气压缩机清孔,也可用泥浆置换方法清孔。
2.1.6 清孔量孔径后,用吊车安放钢筋笼,进行隐蔽验收,合格后安放导管,然后灌注水下混凝土。灌注时,导管底至孔底的距离宜为300mm~500mm,并使用导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上,在以后的浇筑中,导管宜为2~6m。
2.1.7 浇筑至桩顶设计标高后,在桩顶预留4φ14插筋,L=1150mm,锚入桩长度为600mm。
2.1.8 转入下一根桩施工。
2.2 水泥搅拌桩施工
水泥搅拌桩是采用水泥作固化剂,通过特制的深层搅拌机械,将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌和形成水泥土。利用在水泥与软土间产生的一系列物理―化学反应,使软土硬化成整体性的具有一定强度的挡土防渗墙。
2.2.1 施工工艺:定桩位钻机对位搅拌钻制备固化剂浆液喷浆搅拌提升重复搅拌喷浆至桩顶标高转入下一根桩施工搅拌桩施工完成后,将钻孔桩顶上的浮浆凿除并清洗桩顶,然后在钻孔桩顶设置C25钢筋混凝土冠梁900×400,以增加挡土墙的整体性(见图3)。
3 施工及安全控制
3.1 钻孔桩施工
3.1.1 认真埋设护筒。埋设时应用十字架方法对准测量标定的桩位中心,使其偏差不小于0.05m。
3.1.2 桩机定位准确。桩机基本就位后,利用钻头与护筒内壁之间的孔隙大小来微微移动,调整桩机位置直到钻头中心与桩位中心重合为止,定好位的桩机必须用木楔将滚筒固定,最后用经纬仪进行观测,确认钻头中心与桩中心的偏差不大于0.05m方可开孔。
3.1.3 控制泥浆密度。钻孔过程中,要用泥浆护壁、泥浆密度应适宜,一般以下1.2~1.5为好,视地质情况而定。在粘土层中,泵入泥浆可稀些,必要时可加清水,取1.2左右。而在砂砾层中,泥浆密度要控制在1.5左右,否则极易出现坍孔事故。
3.1.4 必须作清孔验收。现场派专人做好成孔清孔验收工作,以确保桩身质量。
3.1.5 钢筋笼安放控制。由于钢筋笼采局部加强配筋设计(见图4),安放时,必须由专人指挥,确保受力钢筋位置安放准确,同时要控制好钢筋笼标高和垂直度。
3.1.6 控制水下混凝土的标号、坍落度、水泥用量不小于360kg/m3,用中砂、砂率宜控制40%~45%,粗骨料最大粒径≤4 0 m m,坍落度180mm~220mm。
3.1.7 控制导管与钢筋应保持100mm距离。
3.2 搅拌桩施工
3.2.1 桩位、轴线控制。在搅拌桩轴线上每20m设控制桩一组,桩组间用钢卷尺每隔350mm标定出桩位,同时在桩机前每5m设控制桩一组,校核施工桩位。用经纬仪在桩机一侧放出一条与桩轴线平行的细线,控制成桩轴线,桩机的侧移距均以该细线为标准。
3.2.2 垂直度控制。平整场地,桩机行走路线范围内的地面高差不大于100mm,以利于调整垂直度。施工前用经纬仪调整桩机垂直度,在滑道架上下10m距离处用细绳各系一个十字形叉丝,使两叉丝中点连线处于同一垂线上,挂一垂求,在后续单桩施工中用垂球控制桩机的垂直度。
3.2.3 进场的R42.5普通硅酸盐水泥必须具备出厂质量合格证检验单,并对水泥的质量进行复检,认定合格后方可使用。
3.2.4 水泥浆液应严格按确定的配合比拌制,水灰比为0.5~0.6,水泥量为60kg/m。水泥浆液在搅拌筒内不断搅拌,浆液不得离析,且每次搅拌时间不得小于3min,水泥用量要准确,使用磅秤进行计算,喷浆时不出现断浆现象,输浆管道不堵塞。
3.2.5 相邻两次加固时间不得超过24h,若间歇时间太长应采取措施,可在下一根桩施工时增加水泥用量1%。
3.2.6 为防止断桩和缺浆,搅拌桩下沉到停浆点以下0.5m,待恢复供浆时再喷浆提升,停机超过3h,则重新清洗一次输浆管,确保输浆畅通,保证喷浆均匀。
3.2.7 搅拌桩完工后28d,可开挖土方,基坑开挖时控制地面堆载不得超过10kN/m2,离桩800mm以内土方采用人工挖除,同时基坑底标高以上300mm,土方也采用人工开挖,以防止发生断桩和扰动淤泥,保证支护桩的质量,施工期间作好基坑外侧地面排水和基坑内集水、排水工作。
4 质量检测
4.1 抽芯检测。对比孔桩和搅拌桩进行抽芯检测,取芯位置在单桩中心,检验结果表明,单桩长度、强度、水泥土的均匀程度,桩间搭接均满足要求。
4.2 现场水泥土的抗压强度,渗透系数检验。试验结果表明,水泥土28d无侧限抗压强度均超过3.0MPa,抗渗试块28d,渗透系数均小于A×10cm/s。
4.3 开挖后质量检验。开挖后对防渗墙进行质量检验时,墙面无渗漏且垂直整齐,无明显的贯通裂缝,坑底无渗漏,无塑性隆起。施工期间,用精密经纬仪对墙顶水平位移及沉降进行监测测量,沿墙顶每隔10m设一监测点,每天测两次,直至地下室施工完毕,其水平位移及沉降变化不明显。由此可见该基坑支护方案安全可靠,也取得良好效益,达到了钻孔桩和搅拌桩在本工程中应用的目的。
5 深基坑支护工程施工过程安全监测
由于深基坑施工具有一定危险的施工作业,在日常的施工安全检查和监督中,必须严格执行JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》进行检查和监督。对于深基坑来说,必须做好基坑变形监测的工作。为确保基坑支护结构和周边建筑物、道路、管线的安全,在基坑开挖、支护、机构施工过程的各个阶段,主要监测项目包括边坡位移、周边管线、周边建筑物、道路、市政设施、桩的钢筋应力等,应根据各个施工阶段特点进行动态同步监测,护坡桩施工、土方开挖期间,监测频率为1次/2d,土方开挖、支护完成后监测频率为1~2次/d;支护完成后15d内未出现大的异常变化,监测停止。根据每日监测情况,及时对基坑开挖的速度和深度等进行调整,使得深基坑施工在监控信息指导下正确、合理地进行,保证基坑的安全。
6 结束语
上述工程深基坑施工采取了合理的技术措施和严格的施工安全管理,在施工中取得了很好的效果,保证了深基坑施工的顺利完成和周边环境的正常工作秩序,未对周边环境造成影响。经相关权威部门检验,达至优良。
参考文献
关键词:深基坑支护工程;施工安全技术;分析
在国民经济水平的发展之下,各类高层建筑如雨后春笋般出现在人们的生活与生产之中,这也在一定程度上促进了建筑深基坑支护技术的发展,深基坑工程也成为建筑施工中难度较高、投资较大、风险偏高的工程。同时,与一般的施工技术相比而言,基坑面积较大,深度较深,其水文地质与工程地质条件也较为复杂,尤其是城市中的深基坑,对于施工质量的要求也更高,可以说,深基坑支护工程施工安全技术直接影响着整个建筑物的施工质量,下面就针对深基坑支护工程的施工安全技术进行深入的分析。
一、建筑工程深基坑支护工程的问题分析
1.基坑土体取样不确定
在进行设计前,需要对土层开展分层取样工作,这样才能够获取到最精确的指标,然而,为了降低工程造价,钻孔数量是有严格限制的,在这种情况下,所取土样就有较大的不确定性,难以真实的将土层情况反映出来。
2.土体物理力学参数变化不确定
深基坑支护结构的土压力大小对于其安全度有着直接的影响,由于地质情况具有复杂性的特征,因此,想要精确计算出土体的压力基本是不可能的,特别是在深基坑开挖完成之后,其黏聚力、内摩擦角与含水率是不断变化的,因此,支护结构的实际受力情况也会发生一定的变化。如果在设计过程中未确定好土体物理力学参数,就会对深基坑支护工程的施工产生一些不利影响,目前,土体物理力学参数的选择一直都是设计人员头疼的问题。
3.支护结构计算结果与受力情况不符
就现阶段来看,在进行深基坑支护结构计算时,主要的依据就是极限平衡理论,但是在实际上,支护结构的受力情况是十分复杂的,这也给深基坑支护工程的施工带来一些安全隐患。
4.基坑开挖过程的空间效应问题
有关研究显示,深基坑周边向基坑中的水平位移是一种中间大、两边小的趋势,因此,深基坑边坡失稳多发生于长边中间位置,因此,深基坑的开挖属于典型的空间问题,对于细长条基坑而言,可以应用平面应变问题进行处理,然而,长方形与方形的深基坑却需要进行调整才能够满足施工需求,但是由于一些因素的影响,部分设计人员未注意到这一问题,就给后续的施工埋下了安全隐患。
二、深基坑支护施工安全技术分析
在深基坑支护施工施工过程中,需要注意到以下几个问题:
第一,在开挖坑槽时,需要做好排水工作,防止生活废水、施工用水以及地表水进入到施工现场对边坡产生影响;如果施工现场的地下水位较高,就需要先降低地下水位再进行施工。
第二,在连续开挖时,应该减少无支护暴露时间,采取多台机械开挖的形式,控制好挖土机之间的间距,从上到下的进行开挖,对于相邻基坑的开挖,应该遵循同时开挖或者先深后浅的原则。
第三,为了减少静载压力,应该将材料与开挖泥土远离坑边,将高度控制在1.5m,如果土质较差,则禁止在坑边堆土。如果有重型机械在旁边施工,应该设置好专用的平台。在吊运土方之前,应该检查绳索与起吊工具是否牢固,待检查确认无误后,方可投入使用。
第四,为了保障施工人员的人身安全以及边坡的稳定性,在上下基坑时应该使用斜道或者体系,在进行机械开挖时,应该预留好一定厚度的原土层,如果采用人工挖掘的方式修正,应该控制好操作的间距。
第五,对于地下的沟道、电缆、管道需要事前调查清楚,并将其清晰的标准与平面图之中,在施工时要严格注意以上的问题,如果在开挖过程中遇到不明异物需要及时的采取安全措施。
三、提升深基坑支护工程施工安全技术的对策
1.改革传统设计观念
近些年来,我国建筑深基坑支护技术已经得到了飞速的发展,也收集了大量的施工数据,这就为发展深基坑支护结构设计奠定了坚持的基础,但是,就现阶段来看,国内外还未出现精确的计算方式,我国也未出现统一的设计规范,支护桩以及土体压力的计算还依照“等值梁法”与“库伦理论”进行,计算结果与实际受力存在着一定的差异,经济性与安全性都不理想。考虑到这一因素,设计人员应该转变传统的设计观念,逐步建立起以施工监测为基础的信息反馈体系。
2.开展支护结构试验
科学合理的理论需要建立在试验研究基础之上,但是由于各种因素的影响,我国建筑学界对于深基坑支护结构的试验还很少,一些支护结构成功了也没有总结出成功的经验,一些支护结构失败了也不知道失败原因是什么。虽然支护施工工作中累积了大量的技术资料,但是试验数据很少,难以进行科学的分析,不能将这些技术资料上升到理论高度,为了解决这一问题,在下一阶段下,就需要开展支护结构的试验。
试验内容应该包括工程现场试验与实验室模拟试验两个方面,虽然这些试验会花费大量的资金,但是能够取得可靠的资料,经过试验再开展设计就可以节约大量的费用,从这一层面而言,开展工程现场试验是十分必要的。
3.建立好变形控制的工程设计方法
在现阶段下,设计人员主要使用极限平衡原理开展设计工作,这种计算结果有着一定的参考性,但是将其应用在深基坑支护结构的设计工作中只能够满足强度需求,难以保障结构刚度,很多工程事故就是由于支护结构变形问题造成的,因此,评价深基坑支护结构设计方案时,不仅要考虑到施工强度,还要分析结构的刚度。考虑到以上的问题,在进行设计时,还要重点研究支护结构的空间效应与平面效应之间的转化、变形控制标准、地面超载因素对于支护结构的影响。
4.研究新型支护结构设计方式
高层建筑的发展导致深基坑支护结构的设计在发生着不断的变化,在地下连续墙、钢筋混凝土板桩、钢板桩以及钻孔灌注桩挡墙等结构的广泛应用之后,组合拱帷幕、双排桩、旋喷土锚、土钉、预应力钢筋混凝土多孔板也相继问世,但是,这些支护结构简图、设计方法、计算模型依然是现阶段下设计工作中应该重点分析的问题。在未来阶段下,深基坑支护结构也开始朝着综合性模式发展,这就导致支护结构的受力情况越来越复杂,因此,必须要研究出新型的支护结构计算方式。
四、结语
总而言之,深基坑支护工程的施工具有风险高、协调量大、责任重大的特征,在设计与施工的过程中应该对水文地质条件、工程地质条件、基坑开挖深度、周边环境对施工的影响、基坑类型、排水条件、降水条件进行综合考虑,不断的改善设计方式,这样才能够有效提升深基坑支护工程的施工质量。
参考文献:
[1]柳孝荣,徐瑞坤.深基坑支护工程施工危险 危害因素辨识与安全对策[J]. 建筑安全,2006(10)
[2]陈晓凯,徐情根,徐醒华,萧宝成,林尤奖.深层组合搅拌桩在东莞常平明珠广场深基坑中的应用[J].广东土木与建筑. 2008(02)
[3]申曰奎.防止建设隐患,确保施工安全――浅析深基坑支护安全监测与施工安全[J].科技资讯,2010(19)
关键词:深基坑;支护施工;支护监测
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
一、工程概况
某工程为24层金融甲级写字楼,裙楼3层,3层地下室,总建筑面积为64420m2,其中地上建筑面积为50560m2。
基坑安全等级定为一级,基坑支护采用桩撑结构,针对上述工程条件,基坑支护采用直径为1200mm咬合桩+内支撑支护体系。
基坑开挖深度为16.8m,局部受多桩承台影响深度为18.2m。C、D~F段护坡桩采用D1000mm咬合桩,一荤一素布置,桩间距800mm;F、F’~I段护坡桩采用D1200mm咬合桩,一荤一素布置,桩间距1000mm。基坑开挖过程中,需设置两道钢筋混凝土支撑,第一道设置于标高-2.40(相对标高)的位置,第二道支撑设置于标高-9.50的位置。钢筋混凝土截面采用600mm(宽)×800mm(高),布置间距约4.5m,局部略有不同。
二、地质情况
拟建场地原始地貌属于低台地地貌,微地貌单元为风化剥蚀台地与河流阶地接触地带,地势开阔而略有起伏。场地标高介于7.15~7.75m,平均地面标高为7.39m。场地内地层自上而下依次为:人工填土层(Qml)、冲洪积层(Qal+pl)、坡洪积层(Qdl+pl)和残积层(Qel),场地下伏基岩为燕山期粗粒花岗岩(r53)。地下水位稳定水位埋深介于3.2~7.9m,标高介于-0.6~4.39m。据地下水的埋深及赋存状况,场地地下水类型主要有孔隙潜水和基岩裂隙水。
三、支护施工
1、施工顺序及土方开挖
(1)基坑土方开挖采用分区分层的开挖方式,土方开挖遵循“分区分层、边挖边撑”的原则,是由中部向东、西两侧开挖。如下图所示:
(2)基坑开挖、主体(基础等)施工过程中应防止施工机械碰撞支护结构,以确保基坑支护结构安全。
(3)基坑底以上30cm厚度土方采用人工开挖。
(4)基坑地下室外墙与支护桩间的回填采用中粗砂或石粉等无粘性土材料。
(5)基坑土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭,减小坑底暴露时间,防止水浸,并应及时进行地下结构的施工。
2、基坑截排水
本工程采用咬合桩作为截水措施,同时在基坑的坡顶及坡脚设置300mm×300mm的砖砌排水沟,并在基坑角点位置设置7个集水井,及时排走基坑积水和雨水。
3、支护桩施工
(1)咬合桩分两序施工,一序桩采用缓凝混凝土灌注,缓凝时间控制在初凝60小时,终凝时间70小时,混凝土等级为C15。二序桩为钢筋混凝土桩,在相邻的一序桩施工之后初凝之前进行施工,混凝土等级为C30。
(2)咬合桩采用套管钻机施工,为保证咬合桩定位达到精度,误差要求小于10mm,采用钢筋混凝土导槽进行控制。
(3)成孔过程中经常检查钻头直径是否符合要求,确保成孔直径满足设计和规范要求,成孔深度必须符合设计要求。
(4)钢筋笼在焊接结束后,分批进行检查验收,钢筋笼每5~15根为一个检验批。检验项目包括钢筋笼长度、锚固筋长度、主筋间距、螺旋筋间距、接头数量、焊点质量及表观质量等。钢筋笼的运输和起吊过程中,在钢筋笼上每隔3~4m装上可拆卸的十字形临时加劲架,防止变形。
(5)混凝土应符合设计要求和水下混凝土的各项技术指标,每班不定时检查混凝土坍落度,保证混凝土坍落度满足施工要求。
(6)严格控制孔底沉渣厚度、泥浆比重满足施工规范要求,第二次清孔后要及时进行混凝土浇筑,用测绳检查混凝土灌注深度,并计算导管长度,确保导管埋入混凝土2~6m,严格控制第一次和最后一次灌注量,确保桩身质量和桩顶在凿除浮浆后达到设计强度及桩顶标高。
4、冠梁、腰梁及支撑施工
(1)冠梁600×800mm、1000×800mm,冠梁、腰梁及支撑混凝土设计强度等级为C30,钢筋保护层厚度为30mm。
(2)冠梁施工进行分段施工,冠梁浇筑时的底模采用细石混凝土薄层找平,梁侧模板采用18mm厚优质镜面板、50×100mm木枋和φ48×3.2钢管围柃,配套穿墙螺杆采用直径为φ14的高强螺杆。
(3)混凝土采用输送泵下料,人工振捣,振捣要密实但不得过振。混凝土浇筑时,应注意保护钢筋的位置,每浇筑一段应用抹子压实、抹平,表面不得有松散混凝土,保证混凝土平整度和光洁度。
土方开挖时开始后要及时去除,梁底多余混凝土及杂物以防坠落伤人。
5、立柱施工
(1)立柱采用直径800mm的钻孔桩。
(2)立柱采用C30混凝土浇筑,钢筋保护层厚度50mm。
(3)立柱定位误差小于30mm,桩垂直度偏差小于0.5%。
6、支护结构质量检测
(1)支护结构施工现场使用的水泥、钢筋、等原材料和加工的成品,按规范有关施工验收标准进行检验。
(2)咬合桩荤桩及钻孔桩质量检验采用低应变动测法检验桩身结构完整性,检测数量为总桩数的5%,且不得少于5根。当按低应变动测判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时,应用钻芯法进行补充检测,检测数量为总桩数的1%,且不小于3根。
四、施工安全监测
为保证基坑自身稳定和安全,在基坑施工过程中,对基坑进行全程监测监控。变形监测以结构安全监测为主,建立24小时连续监测自动化安全监测系统。根据监测数据,了解基坑安全状态,判断支护设计是否合理,施工方法和工艺是否可行。监测的主要内容有:
监测平面布置图
1、对于隧道结构采用自动化监测,采用徕卡SmartMonitor自动监测系统配合测量机器人TS30进行自动监测,实现无人值守24小时自动监测。被监测隧道长约160米,每20米布设一个监测断面,靠近基坑段的断面间距加密为10米,共计13组监测断面。每个断面布置5个监测点,包括1个拱顶沉降监测点、2个道床沉降观测点和2个拱腰水平位移监测点。
2、基坑支护结构坡顶位移监测,采用徕卡TC402全站仪,共布设16个桩顶位移监测点,监测点在冠梁施工完成后,根据图纸在现场选定布点设置。
3、桩身测斜,基坑两边围护结构桩身监测,布设3点。
4、基坑周边道路,采用天宝DINI12电子水准仪及配套铟钢尺,共设13个周边道路、管线沉降观测点。
5、支撑轴力监测,采用钢筋计、钢弦式频率读数仪,共设10组轴力监测点。
6、地下水位监测,共布设6个地下水位监测井,地下水位监测采用孔内设置水位管,采用电子水位计进行测量。
7、监测频率
五、结束语
深基坑支护工程是高层建筑基础工程施工中的难点和重点。它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响,而且更对周围环境有着不可忽视的影响。采用咬合桩+内支撑支护形式在本工程中取得了良好的效果,也带来了较好的经济效益;而且还方便了施工,节省了工期,更节约了施工成本。
【参考文献】
[1]GB5O010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]唐孟雄,陈如桂,陈伟. 深基坑工程变形控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
关键词:现代建筑 深基坑支护技术 安全管理分析
随着土地资源的日趋紧张,深基坑工程成为现代高层建筑施工的重要环节。复杂的地质工况与施工环境,推动了建筑安全施工技术的不断开发。深基坑支护技术,作为保障地下建筑结构及地质环境安全性能的加固保护措施,是现代基坑施工过程中,重要的施工手段。
1、深基坑支护技术的内涵特征
1.1 临时性保护措施
基坑支护体系属于临时性加固型保护措施和结构,其安全储备相对较小,具有较大的风险性。深基坑支护施工过程中需要实施监测、应急措施,以便保障基坑支护体系的安全性能。
1.2 综合性系统工程
基坑工程包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的程度影响着基坑支护体系的施工。深基坑支护技术融合了岩土工程,结构原理,力学理论、检测技术与施工技术等诸多知识体系,综合性较强。
1.3 区域性时空效应
基坑工程具有很强的区域性,其地质环境存在很大的差异性,基坑的开挖程度对基坑支护体系的稳定性影响较大。基坑支护体系设计要针对基坑工程的地质结构、季节时令等时空效应给予充分重视。
2、常见的深基坑支护技术分析
2.1 深层搅拌桩支护
深层搅拌桩支护是利用水泥、石灰等材料作为固化剂,通过深层搅拌机械,将软土、浆液和固化剂进行混合搅拌,利用其物化反应性能,使软土固结硬化形成具有整体稳定性和一定强度的水泥土搅拌桩桩体,作为深基坑的支护结构。
2.2 地下连续墙支护
地下连续墙是利用特制的成槽机械,在泥浆护壁的情况下,开挖一定深度的沟槽,然后吊放钢筋笼,浇筑混凝土,在深层地下形成一道钢筋混凝土墙作为挡土墙体的支护技术。当软土基坑开挖深度大于10米、周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求较高时,常采用地下连续墙作基坑的支护结构。
2.3 排桩支护
排桩支护是以某种桩型按队列式间隔布置组成的基坑支护结构。排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等常用桩型,其支护形式包括柱列式排桩支护、连续排桩支护、组合式排桩支护等支护技术。其结构形式可分为悬臂支护或锚杆结构,布桩可分为单排或双排布置。桩的嵌固深度、桩径和配筋根据坑深、支撑布置和周围环境要求等进行科学预算设置。
2.4 土钉墙支护
土钉墙支护是在基坑开挖过程中,在原位土体中钉置密度较大的细长型金属构件,并在基坑坡面土体结构表面喷射混凝土,形成钢筋网混凝土面层,通过土体、面层和构件接触界面上的粘结力和磨擦力共同作用形成复合土体,利用复合土体的稳定性达到支护加固目的。土钉墙支护在施工过程中必须进行现场监测,具有施工快捷简便性大、安全可靠性高、灵活适应性强,常用于开挖深度不大、施工机械化程度要求不高的粘性砂土和硬粘土基坑支护,
2.5 锚喷支护
锚喷支护技术,是采用锚杆和喷射混凝土来支护围岩结构的施工措施。锚喷支护是将锚杆材料、混凝土喷层与围岩坡壁共同作用形成整体性防护加固体系,防止岩体松动或剥落。锚喷支护面层与开挖围岩坡壁嵌合密实,刚度柔性较好,具有良好的物理力学性能,当深基抗邻近有建筑物,交通干线或地下管线影响,基坑不能放坡开坑时可以采用喷锚支护技术。
2.6 拱圈结构支护
利用钢筋混凝土浇筑成闭合式或者非闭合式的拱圈结构,配合其他材料进行基坑支护的形式进行挡土,能承受水平方向的土压力,能充分发挥混凝土抗压强度高的特性。施工方便,施工机械化程度要求不高,施工速度较快。拱圈形成包括圆拱、椭圆拱和二次曲线拱,施工现场要适合拱圈布置,构造应符合圆环受力特点。要特别注意的是拱脚的稳定性,并对其稳定性要有可靠的保证措施。
3、深基坑支护技术的安全管理
3.1 完善安全监管体系
深基坑支护技术施工,要有完备的安全监管制度体系为保障。要牢固对树立以人为本的安全管理理念,严格执行安全第一,预防为主的方计。建立和完善安全生产责任制,实施技术施工的过程化监控管理,实现深基坑支护安全的前提保障。
3.2 优化施工设计方案
深基坑支护,是一项安全防护要求很高的单项工程,需要科学合理的施工方案进行指导和落实。施工方案设计是指导工程现场全部施工活动的重要技术目标,编制有针对性的责任施工方案,对于保障支护安全管理是十分必要的。
3.3 工程支护技术管控
高层建筑深基坑支护包括开挖、挡土、围护、防水等具体施工环节,是一项复杂的综合性系统工程。要严格按照施工规程和相关技术规范组织施工,对深基坑工程的土方开挖、实地支护等具体施工要点进行加强过程管理和控制。
3.4 现场工况施工检测
深基坑支护属于具有区域性时空效应的临时性保护结构,手基坑开挖施工现场的地质环境影响较大,针对地下工程的地质结构、岩土性状、水文性质、以及基坑深度进行及时适时的了解和监测,有利于基坑支护的安全性。
3.5 构建安全应急预案
由于深基坑工程的施工具有一定的危险性,针对深基坑支护的施工特点,施工单位应当建立和完善应急救援预案,加强支护施工的技术管理和质量奖偶那个值,防止突发事故的发生。
4、结语
总之,深基坑支护技术施工是一个循序渐进的过程,随着现代高层建筑的规模化发展,深基坑支护技术的安全施工要求愈加严格。施工监管双方应立足于实际,科学的优化和择取支护技术,严格施工程序,创新管控措施,加强深基坑支护技术施工的过程控制,保证工程的安全高效施工质量。
参考文献