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摘要:本文介绍了建筑深基坑工程的概念、分析了造成深基坑工程事故的原因、指明了深基坑工程质量安全技术控制措施、提出了深基坑工程安全管理建议。
Keywords: deep foundation pit quality control measures for safety reasons
Abstract: this paper introduces the construction of deep foundation pit engineering concept, this article analyzes the causes of deep foundation pit engineering the cause of the accident, indicated the deep foundation pit engineering quality security technology control measures, puts forward the deep foundation pit engineering safety management advice.
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
在我国沿海地区高层、超高层建筑及大型房地产项目越来越多,随之而来地下工程之深基坑工程亦普遍存在。深基坑工程为危险性较大的分部工程,深基坑工程造成的事故风险较高,结合个人的工作经验以及调查研究,浅析建筑深基坑工程的监督技术要点。
深基坑工程指满足以下条件之一的工程:(一)开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程;(二)开挖深度虽未超过5m,但地质条件、周围环境和地下管线复杂,或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。根据深基坑工程的客观特点及实际出现的工程事故特征,造成深基坑工程事故的原因主要有:
1、勘察阶段:勘察资料不详、勘察结果欠准确。
2、设计阶段:工程设计一般涉及到土方的挖填方案、支护方案、降水措施、应急方案、应着重根据土质属性和现场实际情况进行对支护参数设计合理,进行严密的稳定性计算分析及与之紧密相关的边坡破坏模式的选定,任何一个设计环节稍有不慎,均可能造成边坡变形失稳。
3、工程承包阶段:工程建设单位或总承包方为了盲目减低成本,对深基坑工程采取层层分包、盲目压价或不恰当地参与选择或强行武断某种支护方案,不尊重设计单位的意见随意更改支护方案或降水措施以至造成致命的技术性错误,或长期拖欠工程款而造成贻误支护时机,使工程质量得不到保证而出现工程事故。
4、施工过程阶段:施工过程的施工工艺、原材料质量、施工机具、施工人员和管理人员水平、施工速度、施工时机、客观的气候影响、施工和使用单位的监测和风险评估能力等因素都可直接或间接造成工程事故。
5、工程监理阶段:基坑支护或降水措施质量是否符合设计要求和规范的要求,工程监理单位肩负重任。基坑施工全过程的质量安全几乎全由监理控制,每一个环节、每一道工序、每一种材料到每一个施工细节、施工关键部位都不容忽视。工程经验告诉我们:监理工作做好了、做到位了在主观因素上可以避免某些事故的发生。
针对上列基坑工程事故可能发生的原因,提出以下相应的质量安全技术控制措施:
1、工程勘察阶段技术控制措施
(1)在初步勘察阶段,应根据岩土工程条件,初步判定开挖可能发生的问题和需要采取的支护措施;在详细勘察阶段,应针对基坑工程设计的要求进行勘察;在施工阶段,必要时补充技术勘察。
(2)基坑工程勘察的范围和深度应根据场地条件和设计要求确定,在深厚软土区应适当扩大勘察的范围和深度。
(3)基坑工程勘察,应进行环境状况的调查,查明邻近建筑物和地下设施的现状、结构特点以及对开挖变形的承受能力,力求勘察描述详尽、准确,能为设计有关计算参数提供有效而准确的参考依据和良好建议。
2、设计阶段技术控制措施
工程各方应尊重、优先设计单位的意见;设计单位应严格按勘察成果进行设计,重点对支护结构承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计计算,确定合适的基坑支护形式和降水措施;基坑设计方案应组织专家论证、审查通过后才能实施;在基坑使用过程中,设计应根据施工过程中的监测结果,验证设计,必要时对设计进行修正,完善设计以便动态指导基坑工程施工或有效使用。
3、工程承包阶段技术控制措施
作为工程发包方应端正质量安全思想意识,遵守职业道德,遵从工程法定的建设程序和认真对待设计单位的意见,严格在保证质量安全的前提下降低建设成本,不可违规发包或层层分包,按合同约定办事,及时支付工程款,以保证基坑工程的正常施工和正常使用。
4、施工过程阶段阶段技术控制措施
基坑施工前,必须进行图纸会审和施工质量安全技术交底,施工单位应编制好具体的基坑专项施工组织设计,经监理单位审批后实施;基坑开挖前仍需配合第三方检测单位做好监测方案,严格保护好监测设施;基坑开挖应连续施工,按照分层分段、对称平衡的原则进行开挖,严禁超挖;基坑周边严禁超堆荷载;开挖过程中应根据检测方案进行监测,用监测数据动态控制施工的安全状态。当监测数据超出报警值时,应及时通知工程各方,分析原因,视情况采取措施进行可靠的安全控制,出现较严重的异常要提高监测频率;基坑支护结构使用完毕要进行专项检测,组织各方分阶段验收;地下结构施工过程中,应及时回填。
5、工程监理阶段技术控制措施
监理单位要严控基坑施工监理的各个环节。应严格审查施工方案是否可行;施工过程中严控是否按施工方案实操,加强日常检查,主要检查支护结构是否出现裂缝、滑坡,特别是第三方的监测数据,发现隐患迅速处理,必要时会同工程各方共同处理。上道工序不合格,绝不允许进入下一工序施工。
从基坑工程施工全过程的各个环节层层把关,杜绝一切不利因素出现才能从根本上保证使
用安全。日常检查应特别重视以下异常情况:基坑支护结构或周边土体出现位移、开裂,或基坑出现渗漏、流砂、管涌、隆起、陷落等;基坑支护结构的支撑或锚固体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拨出的迹象;周边建筑物的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝;周边管线变形突然明显增长或开裂、泄漏等;存在勘察中未发现的不良地质条件;超深超长开挖或未及时支撑等不按设计要求施工情况;检测数据达到报警值;坡顶、坡边堆载过载;坡顶四周临边防护措施未全封闭;基坑及周边严重积水、长时间连续降雨。当出现以上情况之一时,均应采取有效的防控措施,排除安全隐患,确保基坑使用安全。
通过对深基坑施工出现的原因、可能出现的隐患及相应的技术控制措施的分析、探讨,对基坑施工、使用的提出以下安全管理建议:
严格控制设计、施工、监测和监理环节
坚持深基坑设计方案专家论证审查制度,从技术源头和防控措施上最大程度上避免基坑安全事故的发生。
严禁超挖。工程安全事故案列告诉我们,超挖是基坑施工工程的“大敌”,由此引起的问题较普遍,损失可小可大。因此,必须按照设计文件的施工规范的要求严格施工,先撑后挖、分层开挖且开挖高差不宜过大,严禁超挖。
施工过程中难免会出现这样或那样的问题,应有预见性,有应急抢险措施,基坑施工及使用单位应加强管理,高度重视,有问题及时排查、整治、汇报,将各种隐患消除在萌芽之中。
重视第三方的监测数据。根据施工进度及异常情况随时调整监测频率,保证监测结果能及时保障基坑的施工和使用的安全。
严格基坑施工过程监理。由经验丰富、技术全面、责任心强的监理工程师进行基坑施工、使用全过程监督,起发现问题及时处理的作用。
若碰到有临近建筑同时施工时,必须考虑相互不影响的不利因素,统筹兼顾,以免工程事故的出现。
自动化监测数据的实时处理问题
基坑的变形是连续渐进的,基坑的监测方法是间断式的,当基坑进入报警状态时,因监测方法的特性而监测数据实时性差,难以及时有效控制基坑的安全。对于重要的深大基坑采用实时监控系统可以补以上不足,从而确保基坑工程的安全。
基坑施工前,重视对周边建筑物完损状况的鉴定
深基坑工程施工前,应对影响范围内的建筑物进行检测鉴定。但事实上,能做到施工前鉴定的极少,原因是工程责任单位安全意识不强,为了节省投资成本,不愿“花钱打水票”。事实上,一旦出现基坑事故,如果有了事前的周边房屋完损状况的鉴定资料,可以为开挖检测、事故抢险和可能发生的房屋纠纷提供有力的依据。因此,在此呼吁监管单位重视基坑施工前对周边建筑物完损状况的鉴定。
关键词:深基坑;基坑支护;审核;管理
中图分类号: TV551.4 文献标识码: A 文章编号:引言:因为深基坑支护工程是一个临时性的施工过程,在建筑主体结构中不存在使用功能,无非是建设工程在施工过程中的一种技术措施体现,有的建设单位(包括施工单位)为了节省投资、降低成本及加快工程进度,建设单位及施工单位往往只考虑基坑支护是施工阶段的临时性工程,基坑支护在施工过程中的重要性及复杂性没有考虑到位,以为只要能保证基础工程的顺利完工,对基坑支护工程不加重视,致于深基坑施工时安全质量事故常有发生,因此有可能要承担很大的经济风险,这样不仅既延误了建筑工程的工期,又会给企业造成巨大的经济损失。
1深基坑开挖专项施工方案的设计及实施单位选择在中国,高层和超高层建筑的出现较晚,深基坑支护设计也随着时代的发展日趋成熟,但设计的种类众多,因地质不明因素的影响,造成设计工作的难度加大。据不完全的统计,在深基坑工程施工过程的安全质量事故中,由于设计原因造成的事故占相当大的比例。设计原因主要存在以下因素,专项施工方案设计时考虑不周到、自己水平有限盲目设计、安全系数不符要求,提供的地质资料不正确,支护方案数据计算时考虑不周到等。针对以上情况,有关主要负责的方案设计人员应具有较强的力学理论知识和地基与基础等多学科的知识,又要有丰富护坡支护设计经验,还应熟悉当地的水文、地质、气象等状况,在结合建筑及周围环境的基础上,设计出经济合理安全可靠的深基坑支护方案,经有经验的相关专家论证,并经相关人员进行认真审核,在施工前应对施工方案进行详细的技术交底,保证充分理解设计意图,在组织施工时,使各个组成部分、各道工序间相互协调有序。由于深基坑支护的特殊性, 必须选择具有相应施工资质与能力的专业分包单位施工。分包单位的技术力量及投入设备是影响工程质量的重要因素之一,监理工程师应协助建设单位审查总包单位选定的专业分包单位,挑选技术力量浓厚并且具有类似工程施工经历的专业施工队伍,同时应堵绝层层转包、造成管理混乱,做到能排除重大安全事故的发生。
2对支护、开挖深基坑的专项施工方案必须经有关人员的严格审核
专项施工方案是具体指导施工的重要文件,在审核时必须严格把关。有些施工单位是套用别人的专项施工方案;存在控制要点不明确,技术措施实用性不强,根本没有指导意义。由此,监理工程师应认真审核施工单位提交的专项施工方案,发现不能满足施工安全要求的,必须要求其修改,达到能满足安全要求后按程序审核,特别复杂的施工方案必须组织专家论证,有总监审核通过后才能实施 ,要求施工单位在制定专项施工方案报监理机构审核的同时,还应该强调制定突发事件的应急预案,以便在发生突发事件时可以采取相应的有效措施对事故进行有效控制。
3深基坑施工的内容及注意事项
3.1 深基坑施工包括的内容及开挖方法
基坑工程的施工包括支护、挖土、挡土、围护、降水等环节,是一项复杂的系统工程,施工单位要严格按照经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体的技术措施,责任落入到人。在土方开挖施工前,应对邻近建筑物及容易造成破坏的部位进行实物拍照或录像,对不同的土质必须采取不同的方法进行施工,雨季不宜膨胀土的开挖,开挖软土的深度不宜过大。若如果挖土进度过快或者深度过深,容易改变原来土质的稳定状态,原来土体的抗剪强度受到影响时,会导致土体的快速滑移,对工程监控造成困难,极易造成工程的坍塌事故。
3.2 在实施降、排水时应考虑的因素在实施排水方案时,应从深基坑工程的止水、降水和排水三个方面进行综合考虑,根据建设单位提供的地质勘测报告,仔细分析地下水的成因以及周围的自然环境,对四周有建筑的基坑开挖,宜采用以止水为主,排水为辅,如果长时间的抽水会导致基坑周围土体随着流动的水一起流失,使傍边建筑物产生不均匀的下沉,严重的会发生坑底流沙、管涌等现象,增大了突发事件的处理难度,会造成不必要的经济损失。
3.3 采用用止水配合降水施工时应注意的事项要保证水泥桩体的质量,确定合理的水泥浆掺加量,保证桩体搅拌均匀、桩长能满足设计深度,确保水泥桩内有能满足强度的水泥量,在土层情况变异较大的部位,存在搅拌好的桩径难易控制,再者要保证水泥桩搭接区域的密实度,来减少空洞、蜂窝现象的产生,并且不能随意在基坑支护结构上开口,否则会产生重大的安全质量隐患,同时也破坏了止水的作用,会导致止水失败,有可能发生地下水的快速渗入。
4深基坑施工的信息管理在深基坑施工时质量上的整体刚度和稳定性控制,应该建立详细完整的工程管理信息系统。
4.1基坑支护结构信息化管理的有关内容
落入专业监测人员对深基坑四周及邻近建筑物进行动态监测,由此可以监测到基坑支护结构发生变形及位移的有关真实情况,如:沉降、倾斜、裂缝、隆起等,再参照有关勘察、设计文件预计后期状况 ,进行对监测资料的动态分析,全面掌握工程位移变化的程度、部位、变化概率,按照报警规律,重新布置下一阶段的工作内容,及时对施工过程中容易出现险情的部位实施预防,当位移、变形值超过设定的预警值时,必须及时采取有效的补救措施,达到方案设计时的预计效果。
4.2观测点观测结果应及时记录并绘出变化曲线图观测结果应该能真实反映所监测部位的动态变化,并如实绘出施工过程中的变化曲线图,用来作为以后施工时参考的有利依据,分析可能发生险情的原因,如现场地质情况、支护结构的牢固程度,邻近建筑物、地下设施等的分布状况,再结合当时的土方开挖施工方法、地下水位、气象状况等,进行科学合理的组织施工。在开挖较深的基坑时,应对邻近建筑物、道路的沉降、裂缝、或倾斜进行经常性的检查及监测,按照有关规定在合理的间距内设置沉降、位移监测点,在发生监测数据变化异常时监测次数应当适当加密,在施工现场情况复杂监测点容易被破坏的部位,对监测点要进行有效的保护,用来保证监测数据的正确性。
5突发事件的钟类及处理方法 施工过程中会发生许多不可预计的事件,对于深基坑的支护、开挖施工,必须要事先编制好应对突发事件的专项应急预案。容易发生的突发事件有如下几方面:发生坍塌、流沙 或者局部出现成因不明的裂缝、沉降; 因当地气象异常出现长时间的连续暴雨天气;邻近道路、建筑物因深基坑开挖发生下沉、倾斜等。事件发生后,应及时启动专项应急预案,并会同有关单位研究解决办法,保证建设工程的质量及人身安全,把损失减小到最少程度。6结语
深基坑工程的施工是一个变化多样且存在危险因素繁多的实施过程,施工单位必须严格按照合理、科学的先后程序按专项施工方案进行施工,并尽量做到边施工、边监测,要做到确保安全,以效益服从安全为前提,从实践中取得经验,要做到对称开挖、限时定量、分层开挖、先撑后挖、随挖随撑的科学原则,用经济合理、科学可行的施工方案对深基坑施工全过程进行监控,做到建设工程能够保质保量的顺利完成。
参考文献:
[1] 林甲伟,朱亚芳.试论高层建筑深基坑支施工管理的控制[J].商品与质量:学术观察.2012年7期
【关键词】市政工程;深基坑;施工工艺;质量;安全;控制
1引言
随着国家的不断发展,市政工程不断增多方便了人们的生活。市政工程的建设中,深基坑是最重要的建设之一。在深基坑建设中,最重要的是深基坑的支护工作,深基坑的支护体系可以很好地确保相关工作人员施工时的安全。从目前的经验和建设实例来看,我国深基坑支护工作还存在较大的问题,深基坑的支护工作主要是在建设深基坑时对其周边环境进行安全防护,即在深基坑的四周墙壁上进行加固和支撑。这项工作看似简单,实则需要其周密的计划部署和严格的监管过程,在此方面,我国有严格的标准规范,相关的施工单位需要严格按照国家的规定标准进行施工[1]。
2深基坑工程施工的特点
2.1风险性大
对深基坑的侧壁进行加固和支撑、保护周围环境安全的工作只是临时性的,所以不会有太高的质量要求。而为了确保这种临时性的防护工作不会出现安全问题,相关的施工单位就必须安排专人对其进行实时的监测,一旦发现问题要及时地进行处理,同时,也要对有可能出现的安全事故作出相应的应急预案,一旦出现险情,要及时地进行救援,确保工作人员的生命安全。除了支护工程本身的状况外,天气也是一个影响深基坑安全施工的重要因素。通常情况下,深基坑的开挖深度是非常大的,遇到下雨的天气,深基坑内会很容易出现积水,这些积水会极大地影响到施工,为此,施工单位一定要提前做好深基坑地排水设施的建造,一旦遇到下雨天气要及时地进行排水,确保工程建设的顺利进行。
2.2区域性强
在不同的区域深基坑的建设差别是非常大的,尤其是对于我国这种幅员辽阔的国家,存在许多特殊的区域,如黄土高原这种以黄土为主的地方,地质较软较黏,就需要根据当地的实际情况进行相应的深基坑建设规划,使得深基坑能够适合当地的地质情况,有的时候甚至在同一个城市内的不同地方也需要相应地去调整建设方案。因此,深基坑的建设不存在模仿其他地方建设方法的做法,所有的施工单位必须对自己所在区域的地质情况进行详细的了解后,才能设计出适合本地区的施工方案[2]。
2.3具有较强的独立性
在进行深基坑开挖工作的过程中,需要考虑到地质、地下管线等多种情况,开挖的深基坑不能影响到原来已有的地质以及已有的地下管线的使用,同时,还要确保地下不同承受能力的地基不会被挤压变形,这就导致开挖深基坑的每一个步骤都必须严格按实际情况进行设计,也就是上一个深基坑开挖工程的设计换到不同的地质环境中便无法进行使用,所以至今为止,在开挖深基坑的工作中无法制定相应的统一标准。
3地基施工中深基坑支护应用
3.1合理设置坑壁形式
深基坑坑壁的设置对于深基坑支护工作的进行非常重要,要想完成高质量的深基坑支护工作,就必须以合理的坑壁为基础。坑壁的设置需要施工单位对坑壁可能产生的严重后果作出判断,并以此为根据进行坑壁设置的后续工作,坑壁的设置同样需要施工方对施工地的环境进行详细了解,需要因地制宜,根据当地的地质水文情况对坑壁的设置作出相应的调整。详细科学的规划是设置出合理坑壁形式的基础。
3.2深基坑地下水处理情况分析
在进行深基坑开挖工作过程中可能会接触到当地的地下水,对于这种地下水,通常的会使用排水和止水2种方法进行处理,具体使用哪种方法要根据当地的实际情况进行确定,不同的地质环境所采用的方法是不同的。因为是对基坑内的水进行相应的处理,所以在处理地下水的过程中也要详细地了解当地的降水情况。
3.3钢支撑施工技术要点
施工过程中,安全始终是放在首位考虑的事情。在开挖基坑和进行基坑支护工作的时候都要确保其稳固性。为了更好地确保基坑以及基坑支护工作的安全,施工单位可以设置一个由钢支撑和围护桩所结合而成的受力体系,这个受力体系可以承担基坑所不能承受的巨大压力,以此来确保施工的安全。对围护结构体系要进行科学的建设,使用钢围檩对围护体系进行加固,同时,还要使用角撑等对围护体系进行加固。在所有工作完成之后,还要对其进行检测,确保其质量无问题后再进行相关的收尾工作[3]。
3.4支护结构的选择
支护结构的选择对于整个工程的建设来说是非常重要的。要根据当地的实际情况来进行选择,施工场地的大小和土质的软硬程度都会影响到支护结构的选择。目前,在深基坑的开挖工作中较常使用的技术有2种,一种是支护开挖,另一种是放坡开挖。2种技术的不同就在于是否在有支护的情况下进行开挖,所以,放坡开挖又被称为无支护开挖。相比于支护开挖,无支护开挖的限制性因素比较多,但成本较低。因此,在选择任何一种技术前,都要以工程的技术、质量要求以及投入成本等各方面的因素为考虑基础,在详细周密地考量的基础之上,选择合适的基坑开挖技术。
4市政工程深基坑施工质量安全控制
在深基坑支护工程施工之前,还必须对施工期间可能发生的各种突发状况加以预测,且提出针对性的应急方案。坍塌、流沙等都是在进行深基坑支护工作中常见的安全事故。为了避免这些安全事故给施工带来重大的损失,施工单位在施工之前就要安排专人对施工过程中的情况进行实时的监测,一旦发现可能出现事故的情况,要及时地进行处理,同时,要加强对所有工作人员的安全教育工作,把提前做好的安全预案下发到每一个工作人员的手中,要在事故出现之前进行处理。从以往的经验来看,某些施工单位为了赶在工期之内完成工作,在明知事故隐患没有彻底解决的情况下,进行施工,最终导致事故的出现中造成重大的损失,所以相关的施工单位要牢记,不能为节约一点成本,就让工作人员在具有安全事故隐患的环境中工作。
4.1对基坑的施工管理采用信息化的管理技术
高科技的信息管理管理技术能有效地对施工过程中的各个环节进行有效的监管,同时,也能将各个施工段和施工区域的信息进行有效的传播,使得信息能够最快速、最广泛地传播,避免一些意外情况的发生。例如,在深基坑出现沉降或者变形的情况下,信息化的管理可以及时的进行监测,同时在最短的时间内对相关的方案进行调整,确保问题的及时解决。除了解决相关的问题之外,信息化的管理还可以在一定程度上节省建设单位的管理成本,提高整体的施工效率[4]。
4.2对止水帷幕进行结构参数设计
止水帷幕就是利用搅拌桩相互搭接而形成的一种装置,这种装置在深基坑的开挖过程中是非常重要的,它的相关设计参数需要施工单位进行准确的了解:(1)桩径,对于止水帷幕来说,桩径是第一个要考虑的因素,桩径的大小对于工程的造价和止水帷幕的性能都有极大的影响,所以一定要根据实际的情况以及设备的性能计算出合适的桩径;(2)排数,通常情况下在进行止水帷幕的建设过程中都会使用双排,双排相较于单层具有较好的防漏水的性能,使用双排进行止水帷幕的构造会大大地提高工程质量;(3)桩长,搅拌桩的长度主要是为了在水中起作用,所以,决定桩长的主要因素是水位的深度,在水位较深的情况下,桩长较长,在水位比较浅的情况下,桩长较短;(4)咬合长度,通常情况下在进行止水帷幕设计的时候,都会出现两桩重合的情况,而两桩重合叫做咬合,两桩重叠的长度就叫做咬合长度,咬合长度需要进行精准的计算,不能马虎[5]。
基坑支护型式
常见的基坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩:型钢桩横挡板支护,钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑。各工程依据实际现场情况,可以选择适当的型式。
基坑支护中存在的问题
现场环境的复杂性,给施工作业带来诸多不便,管理人员思想不够重视,缺乏有效的质量监控体系,影响施工质量,造成工程事故。比如:施工中随意改变设计方案、不按图施工、注浆压力达不到设计要求、偷工减料、使用水泥钢筋等材料不合格,造成锚拉力不够、止水无效等。有些施工单位片面要求施工进度,为追求经济效益盲目加快施工进度,而忽视了质量为本的方针,使施工质量达不到设计要求。
施工控制的要点
1.前期控制
基础施工前必须进行地质勘探和了解地下管线情况,根据土质情况和基础深度编制专项施工方案。施工方案应与施工现场实际相符,能指导实际施工。其内容包括:放坡要求或支护结构设计、机械类型选择、开挖顺序和分层开挖深度、坡道位置、坑边荷载、车辆进出道路、降水排水措施及监测要求等。对重要的地下管线应采取相应措施;基础施工时应进行支护,基坑深度超过5M的对基坑支护结构必须按有关标准进行设计计算,有设计计算书和施工图纸,同时必须通过专家论证;施工方案必须经企业技术负责人审批,签字盖章后方可实施。
另外,要事前组成从项目经理到施工班组长的技术交底班子。充分认识深基坑支护设计与施工所要达到的目的和作用。并让每位参与者都熟悉施工的每一个环节,严格执行有关规范。做到监督和管理的作用,确保施工技术方案的实施。
2.施工措施
(1)临边防护
基坑施工必须进行临边防护。深度不超过2M的临边可采用1.2M高栏杆式防护,深度超过2M的基坑施工还必须采用密目式安全网做封闭式防护。设置的临边防护栏杆离基坑边口的距离不得小于50cm。
(2)坑壁支护
坑槽开挖时设置的边坡要符合安全要求。坑壁支护的做法以及对重要地下管线的加固措施必须符合专项施工方案和基坑支护结构设计方案的要求。
(3)排水措施
基坑施工应根据施工方案设置有效的排水、降水措施。当采用坑外降水的,必须有防止临近建筑物危险沉降的措施。
(4)监控坑边荷载
基坑边堆土、料具堆放的数量和距基坑边距离等应符合有关规定和施工方案的要求。
(5)上下通道
基坑施工时必须有专用通道供作业人员上下。设置的通道,在结构上必须牢固可靠,数量、位置满足施工要求并符合有关安全防护规定。
(6)土方开挖
所有施工机械应由企业安全管理部门检查验收后进场作业,并有验收记录。施工机械操作人员应按规定进行培训考核,持证上岗,熟悉本工种安全技术操作规程。作业时,应按施工方案和规程挖土,不得超挖、破坏基底土层的结构。作业位置应稳定、安全,在挖土机作业半径范围内严禁人员进入。
(7)基坑支护变形监测动态实施
基坑支护结构应按照方案进行变形监测,并有监测记录。对毗邻建筑物和重要管线、道路应进行沉降观测,并有观测记录。
同时,按图施工,动态监控。深基坑支护工程主要以挡土、防水等为主要目的,而设计的单一或复合挡土支护结构。有理论依据和可行性,必须尊重设计、按图施工,但施工中的不确定因素及设计所依据的资料有可能与实际情况不一致,要求在施工中必须依据实际的情况,作出相应调整。
(8)创设合理的作业环境
基坑内作业人员应有稳定、安全的立足处;垂直、交叉作业时应设置安全隔离防护措施。夜间或光线较暗的施工应设置足够的照明,不得在一个作业场所只装设局部照明。
(9)强化信息反馈施工的技术分析与管理
深基坑支护工程是包括基坑的开挖、支护、防水及环境保护于一体的复杂系统,单靠数学力学法难以对系统的变化性状作出足够准确的预测,只凭施工经验亦是有一定限制。因此,只有利用监测信息反馈分析才能较好地预测系统的变化趋势。监测方案应在施工设计方案时一同考虑,定出监测内容与要求。做到及时收集、整理、分析有关动态性,从而为及时修改设计方案及施工方案等提供准确的数据。当出现险情预兆时可提高警惕,以便及时采取措施。
(10)地下水降水排水及止水控制
基坑开挖期间,地下水控制也属于基坑支护的一部分,地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式单独或组合使用,降水排水及止水(以下简称水处理)对工程的安全与经济有重大影响。多数基坑工程事故与水都有直接或间接的关系。水处理的主要目的是:①在基坑开挖过程中,坑内保持干燥,使土方工程得以顺利进行,②防止坑底出现流土(流砂)及坑底土泡水软化。降低强度;③坑外土层降水后减少对围护桩墙的水压力,提高支护稳定性;④降水或止水可防止坑外土粒流失,引起地面沉降而影响邻近建筑安全。对于不同的地基土层和具体工程。以上4点中各点的重要性有所不同。
(11)做好安全教育工作
牢固树立“安全第一、预防为主”的生产方针,做好“五同时”教育工作,将各项安全工作落实并强化到人,提高全员安全意识。制定并做好质量安全检查措施,列表列出常见施工事故和施工质量隐患或通病的出现部位,产生原因,预防和补救措施,对深基坑不安全或有安全隐患部位,应明视挂牌,提醒工人注意安全。
结束语
摘要:文章简述了复合土钉墙支护技术的定义、形式及特点,并结合工程实例,探讨了复合土钉墙支护技术的施工工艺及要点,以供参考。
关键词:复合土钉墙支护 深基坑 施工
近年来,随着我国城市建设的发展,建筑物越来越密集,基坑开挖深度不断加大,基坑降水深度不断增加,对基坑支护和降水工程的要求也更加严格。土钉墙以其工期短、施工便捷、经济节能、稳定可靠等诸多优点得到迅速的发展。但是,对于深基坑的支护,单独的土钉支护方法往往无法满足工程需求。土钉墙支护适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护或边坡加固。土钉墙不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土,不宜用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。若在软土中应用土钉墙,可以结合使用其他支护形式(如水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩)。因此,复合土钉墙支护以其技术性可靠、施工工艺简单、施工工期短和成本低等优点,在深基坑支护工程中被广泛应用。
一、复合土钉墙支护技术概述
复合土钉墙主要是通过水泥土搅拌桩对边坡土体进行土体加固,解决土体自守性、隔水性以及喷射面层与土体的粘结问题;以水平向压密注浆及二次压力灌注解决土体加固及土钉抗拔问题;以相对较深的搅拌桩插入深度解决坑底的抗隆起、管涌和渗流问题,形成防渗帷幕、超前支护及土钉等组成的复合型土钉支护。合土钉墙是常规土钉墙、预应力锚杆、止水帷幕这种支护体系相互结合的产物,有以下三种基本形式如图1所示。与传统的土钉墙相比较,复合土钉墙支护技术可应用于复杂的地质情况、较深的基坑、基坑较接近周围建筑物、地下水位高、附加荷载大、单一土钉墙支护形式无法满足工程安全要求的复杂基坑工程中。
图1 复合土钉墙基本形式
二、工程实例
(一)工程概况
某工程,场地平整,交通便利,占地面积53553.68m2。建建筑物面积约14000m2,地上8层,地下2层,结构形式为框剪结构,基础形式为筏板基础,基坑深度5.3m。
(二)基坑支护设计
根据场地地质条件和周边建筑布置,基坑不同的位置采取不同的支护,基坑放坡后,东侧、南侧采用钢筋网喷射混凝土+钢筋锚杆进行支护;西侧、北侧采用钢筋网喷射混凝土+钢花管锚杆进行支护。
(三)放线
根据设计图纸,确定基坑开挖边线,用木桩和白灰作出开挖线标记;土方开挖:分三次开挖,第一次至—2.8m,第二次至—3.8m,第三次至—5.3m。边开挖边支护,分层开挖,分层支护,挖完亦支护完。土方开挖必须和支护施工密切配合,前一层土钉完成注浆一天以上方可进行下一层边坡面的开挖。开挖时铲头不得撞击网壁和钉头,开挖进程和复合土钉墙施工形成循环作业。
(四)修坡
要求坡面修理平整,确保喷射砼质量;土钉制作、成孔:土钉按照设计方案制作,钢管四周开注浆小孔,小孔直径8mm,小孔在钢管上呈螺旋状布置,小孔间距50mm,钢管口部1m范围不设注浆孔,钢管末端封闭。土钉位置、间距及角度根据设计图纸要求,用空压机带动冲击器将加工好的土钉分段焊接打入土中。
(五)钢筋锚杆施工
(1)工艺流程:开挖作业面修边坡造锚杆孔安放锚杆灌注水泥砂浆焊接加强钢筋喷射细石混凝土下层喷锚施工。
(2)成孔:鉴于基坑周边建筑物情况、地质条件,本工程决定采用人工凿孔或钻机钻孔,对于坡残积土层中锚杆采用专门的锚杆钻机机械作业成孔与洛阳铲作业成孔配合施工。根据设计的孔位布置进行测量画线,然后标出准确的孔位,在按照设计要求的孔长、孔的5°倾角和孔径进行凿孔。锚杆定位偏差不大于30mm,锚孔偏斜度不大于5%,成孔深度超过锚杆设计长度的0.5m。
(3)安装锚杆:a.锚杆采用φ22螺纹钢筋,按照设计长度切好钢筋,在焊接前将钢筋去除锈斑、油污、平直,然后沿锚杆体轴线方向每隔2m设置一个采用φ8钢筋制作的对中支架,将经过除锈并保持顺直的锚杆体和止浆袋、注浆管一并放入孔内,以便使锚杆处于孔的中心位置;b.当钻孔时遇到障碍物无法钻进的时,应改变钻孔方向;当土层为软土时,则应加大倾角;c.为了避免孔底尖灭,达不到设计孔径,当钻孔钻进达到设计深度后,要求稳钻lmin~2min,不能立即停钻。此外,钻孔结束后,将孔内泥浆、松土等清除干净后才可以送入锚杆。
(4)注浆:注浆的目的是为了保证锚杆与周围土体紧密粘合。因此,为了保证浆液充满孔壁,使锚杆具有较高的抗拔力,应严格控制注浆的配合比。首先,注浆材料宜选用P.0.42.5R普通硅酸盐纯水泥浆,水灰比为0.5:0.6,为了确保锚杆与孔壁之间注满水泥浆,浆体28天无侧限抗压强度应≥25MPa,压力≥0.4MPa,水泥浆内加早强减水剂及膨胀剂;其次,注浆前应先清洗孔内,直到孔口返出清水为止。水泥浆从孔底向外灌注,为了防止浆液流出,在注浆管插入孔内距孔底约0.5m处,在孔口绑扎止浆面袋,随着浆液的灌入,逐步将注浆管向外拔出,直至孔口,拔管过程中应保证管口始终埋在水泥浆内,待孔口溢浆,方可停止注浆;最后,如果孔口出现不饱满或有漏浆时,应及时进行补灌。锚杆孔内锚固体强度达到设计强度的70%以上且≥3天时,即可开挖下一层土方。
(六)挂网喷混凝土
挂网喷混凝土范围为基坑坡面;挂网喷混凝土上部应与截水墙紧密连接;挂网采用φ6.5mm钢筋@150mm~200mm(土岩体松散地段采用小值);混凝土强度等级≥C20,厚度100mm;坡面应设泄水孔,φ≥l00@250mm~300mm,在粉质黏土与强风化岩界面适当加密。在施工中,根据现场施工情况,可采用先挂网喷混凝土后作业土(岩)钉、分步挂网喷混凝土及钉入少量短土钉等施工方法,以维护坑壁土的稳定及安全。
(七)钢花管锚杆施工
(1)钢花管锚杆采用长度为6m~9m、倾角为15°、φ48、δ63.5钢管,采用P.O.42.5R纯水泥浆作为压力灌浆水泥,水灰比为0.5:0.6,水泥用量不小于30kg/m;(2)用φ48、δ63.5钢管制作成花管(滤管),入土端加工成桩尖状,滤水孔对向间距500mm,孔眼前端(造管尖侧)焊接钢筋或角钢块,构成孔前倒刺及保护块;(3)按设计角度及位置将钢花管通过冲击锤对正,击入土中到设计长度;(4)在打入钢花管锚杆时,为了避免产生振动影响,如果发现有塌孔或管涌时,应采用低频小冲击力设备将锚杆间隔打入土层;(5)锚杆采用底部一次注浆,注浆压力达到0.6MPa~0.8MPa,浆注满后稳压3min~5min,在初凝之前用1.2MPa压力注浆补浆一次,注浆孔附近的混凝土要具有抵抗注浆引起的压力扩散作用,锚杆综合抗拔力设计值≥8kN/m;(6)坡面为挂φ6、200mm×200mm钢筋网喷射混凝土,骨架钢筋为2φ20,沿锚杆位置布置;(7)钢筋网绑扎要预留搭接筋,搭接长度为一个网格长度,钢筋网格误差不大于±20mm,焊接加强筋,并与钢花管头焊接;(8)喷射混凝土强度等级为C20,厚度为100mm,必须加入速疑剂到混凝土中,其厚度控制用锚杆头或插入标桩进行,完成喷锚后,即喷水进行养护,养护时间根据气温环境,一般为3天~7d天;(9)完成上层喷锚3天后,进行下一层开挖喷锚作业,以此循环,直到坑底标高。
(八)施工安全管理措施
(1)制定安全生产责任制,明确项目经理为项目安全生产第一责任人,对有关的管理、执行和检查人员都明确具体职责,做到分工明确,各负其责;
(2)制定基坑专项施工方案,分析确定危险部位和过程,并制定相应的应急措施,使这些危险部位和过程能得到有效控制;
(3)坚持“安全第一、预防为主”的方针,加强对职工的安全教育,并体现全面、全员、全过程的原则,确保只有经过安全教育的人员才能上岗。
参考文献: