文/吳利榮 上海建浩工程顧問有限公司 上海 200030
為避免和減少因深基坑施工引起的安全事故,國家政府建設(shè)主管部門對深基坑施工制定了法律、法規(guī)及技術(shù)標準,以及適合地方的規(guī)定。大量的建筑工程施工為基坑設(shè)計與施工積累了豐富的經(jīng)驗,但深基坑工程由于影響因素和特點各不相同,理論研究與實踐的差距,深基坑工程仍然存在著一些問題。
1.1 造成建筑工程深基坑施工安全的因素有很多方面,比如設(shè)計問題:①基坑的變形控制設(shè)計問題,基坑變形包括支護結(jié)構(gòu)變形、坑底隆起和基坑周圍建筑物位移;②基坑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、土壓力不正確計算問題;由于支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,在施工過程中存在缺陷,導(dǎo)致支撐體系穩(wěn)定性降低,給深基坑施工帶來安全隱患。
1.2 比如基坑施工安全問題的原因:①不合理深基坑施工方案問題,施工方案依據(jù)地勘與設(shè)計文件、地下水位情況、施工條件和施工方法、周圍環(huán)境、氣候、施工周期等都有關(guān)系;施工方案通過專家認證,要與實際工況相符合問題。②基坑開挖與支撐體系銜接問題,基坑工程主要集中在建筑物密集地區(qū),一般采取支撐體系圍護開挖;基坑施工中可以通過原設(shè)計方案結(jié)合專家判斷的時空效應(yīng)施工方案,使開挖與支撐體系的良好銜接既可以加快施工進度,又可以保證基坑的穩(wěn)定性;但實際我們時空效應(yīng)是依靠大量的工程實踐經(jīng)驗總結(jié),無法定量的表達不同施工參數(shù)對基坑變形的影響,大多數(shù)靠專家判斷,數(shù)據(jù)難以掌握,須加強基坑變形監(jiān)測控制。③地下水控制是基坑工程的一個難點,基坑開挖的施工方法與土質(zhì)及地下水位等息息相關(guān);沿海、沿江等高水位地區(qū)或表層滯水豐富的地區(qū),深基坑工程主要解決基坑底及上部土層的滯水和降雨積水的疏排等,降低地下水可能引起地面沉降,將對周邊環(huán)境造成不良影響,尤其是深井降水;因此,科學(xué)有效的對深基坑進行地下水控制,對于基坑安全有著十分重要的意義。④缺乏信息化管理問題,以施工過程的信息為紐帶,通過信息監(jiān)測、收集,分析研究收集的信息,然后反饋于設(shè)計,將獲得實測參數(shù)與原設(shè)計參數(shù)比較,重新選擇施工參數(shù),不斷優(yōu)化設(shè)計,以選擇合理的施工,使設(shè)計與施工環(huán)環(huán)相扣的一種信息化施工方法,以及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題,進而及時改進施工技術(shù),以取得良好的工程效果和保持周邊環(huán)境安全的效果。
不同的區(qū)域在地質(zhì)方面也會存在著一定的差異性,而地質(zhì)的變化,土層中的含水量與摩擦角等物理參數(shù)也會發(fā)生相應(yīng)的變化,無形中增加了實際計算的壓力。設(shè)計的過程中,不能選用準確的參數(shù),造成設(shè)計結(jié)果的錯誤,施工工藝與支護結(jié)構(gòu)也會隨著物理的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,需要工作人員通過實際的情況進行選擇。但是,部分技術(shù)人員的專業(yè)能力有限,無法做出有效的判斷,進而影響到施工進度。
做好勘察工作對基坑工程來說十分重要,是正確進行支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和合理組織施工的重要依據(jù)??辈旆秶话阒辽贁U大至開挖線以外相當(dāng)于預(yù)計開挖深度的1倍至2倍左右的范圍,對于軟土地區(qū)應(yīng)宜擴大??辈焐疃葢?yīng)滿足基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,主要提供以下資料:工程地質(zhì)和水文資料;場地周圍環(huán)境及地下管線狀況;地下結(jié)構(gòu)設(shè)計資料等,尤其是流砂和水土流失問題,總之,勘察是正確設(shè)計、確定施工方案、合理開挖、合理支護結(jié)構(gòu)與降水方案的前提與依據(jù)。
工程監(jiān)測是防止產(chǎn)生環(huán)境影響必不可少的環(huán)節(jié)和手段,同時還可以為動態(tài)設(shè)計與信息化施工提供必要的信心反饋和資料積累?;颖O(jiān)測不僅在施工期內(nèi),在使用期限內(nèi)也要定期進行。監(jiān)測項目主要有:水平位移、豎向位移、傾斜、裂縫、支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力、土壓力、孔隙水壓力、坑底隆起、地下水位和錨桿拉力等。不僅要監(jiān)測基坑本身,還要監(jiān)測周圍土體、建筑物及地下管線、設(shè)施、道路等。
基坑降水措施是控制地下水的水位,而深基坑施工最為突顯的要素就在于地下水位控制。具體在布置深井時,依據(jù)基坑整體降水深度要求,如果基坑較淺采取輕型井點降水處理即可;妥善的深基坑降水措施減少了土體含水率,進而顯著優(yōu)化整個基坑表現(xiàn)出來的穩(wěn)定性與抗滑性特征。
通過基坑護壁(墻)周邊的水泥土攪拌樁止水帷幕措施,避免地下水對基坑開挖帶來的不良影響;采用水泥土攪拌樁進行深基坑內(nèi)加固時,同樣起到止水和坑底加固作用;基坑止水帷幕措施,避免了地下水滲透基坑不利因素,確保了基坑的穩(wěn)定性。
施工前應(yīng)對工程的地質(zhì)勘察報告認真分析研究, 根據(jù)挖土深度范圍內(nèi)不同土質(zhì)的物理性能和地下水位情況,選擇相應(yīng)的土方開挖、支護結(jié)構(gòu)及降水方案;基坑支護結(jié)構(gòu)應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)的計算及對基坑周邊環(huán)境及支護結(jié)構(gòu)變形進行驗算;通過審核基坑施工專項方案,應(yīng)對作業(yè)人員進行安全與技術(shù)交底。
調(diào)查基坑周邊建(構(gòu)) 筑物在基坑開挖前是否已經(jīng)存在傾斜、裂縫、使用不正常等情況,需通過拍片、繪圖等手段收集有關(guān)資料,必要時要請有資質(zhì)的單位事先進行分析鑒定;對于距坑邊較近的地下管線應(yīng)預(yù)先采取加固和保護措施。
根據(jù)基坑設(shè)計方案與實際情況,,確定安全可靠的施工方案,并組織專家組對方案進行論證評審;對于地質(zhì)較差軟土地基或坑邊距周邊建(構(gòu))筑物較近時, 宜采取排樁或地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)。
測量定位應(yīng)確保工程的邊線、軸線、標高等準確,同時對周邊建筑物做好監(jiān)測記錄,特別是地下水位高、需采取降水方案的基坑施工,對基坑周邊進行沉降觀測,以防過量降水造成基坑周邊出現(xiàn)沉降開裂,還應(yīng)對邊坡及支護結(jié)構(gòu)進監(jiān)測。
必須嚴格按照批準的施工方案進行組織施工, 不得隨意變更;需修改變更方案時, 應(yīng)按審批后的方案進行施工。
6.1 深基坑工程設(shè)計及施工方案已通過專家評審,評審意見回復(fù)已閉合;
6.2 主體施工及基坑加固、降水、土方開挖、支撐安裝施工方案和基坑監(jiān)測
方案及相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案編制并報審;
6.3 地基加固已完成,圍護結(jié)構(gòu)灌注樁、頂圈梁早期強度試塊報告,止水帷幕水泥土試塊報告、地基加固鉆芯取樣試塊報告,檢測結(jié)果均合格;
6.4 施工現(xiàn)場排水系統(tǒng)通暢設(shè)施齊全,排水溝及三級沉淀池具備;
6.5 基坑監(jiān)測正常按監(jiān)測方案實施;
6.6 降水措施已落實,地下水位符合開挖要求。
深基坑支護是建筑施工中非常重要的一項施工技術(shù),也直接影響到建筑物的安全與穩(wěn)定。所以,相關(guān)人員要對它的使用技術(shù)進行深入的了解,掌握相應(yīng)的施工技術(shù),才能采取有效的措施,制定出符合自身的技術(shù)管理策略。為工程技術(shù)施工管理提供一個良好的環(huán)境,提升施工效率和質(zhì)量。