淺談深基坑支護工程安全施工管理

淺談深基坑支護工程平安施工管理摘要：本文對深基坑支護的平安施工問題進行了分析探討，對問題產生的緣由提出了肯定的平安施工管理措施，嚴格施工過程管理，從而預防平安事故的發(fā)生。關鍵詞：深基坑、支護、平安施工引言隨著城市建設不斷地擴大對地下空間的開放和利用，深基坑支護工程探討已發(fā)展成為一門新興課題。在深基坑支護工程中，由于設計不合理，或施工不當，或自然災難等緣由，常常發(fā)生基坑垮塌、建筑物及路面塌陷或開裂、基底隆起等等工程事故，干脆影響施工進度和工程造價，甚至危及人們的生命平安。因此，深基坑工程的平安施工，顯得尤為重要。本文通過對施工過程中簡單出現的平安問題進行分析，提出了一些相應的平安措施。1深基坑支護平安問題的緣由及類型1.1深基坑支護工程平安問題類型深基坑支護結構破壞屢見不鮮,破壞形式多種多樣,常發(fā)生的主要有:坑內土體塌方和滑坡、支護結構產生位移破壞、坑底土體管涌、流砂、支撐破壞等。1）基坑邊坡土體受到破壞：這種破壞往往導致圍護結構位移、坑周構筑物沉降傾斜，更嚴峻者甚至使基坑旁邊的建筑產生開裂，后果非常嚴峻。這種破壞的緣由主要分為3類：a.由于勘察及設計過程中緣由，支護結構的整體平安度不滿意實際要求，從而導致了支護結構整體上失穩(wěn)或是局部關鍵的區(qū)域失穩(wěn)的破壞；b.由于施工緣由，在施工過程中，由于沒有按設計或規(guī)范施工，一挖究竟、支護不剛好、開挖依次不當、在坡頂處的堆載影響等等；c.由于自然因素，如暴雨等，使得基坑邊坡的土體的強度降低，從根本上降低了基坑工程的整體穩(wěn)定系數，從而發(fā)生了破壞。如中山市西區(qū)大廈地下室，開挖深度7m，淤泥質粘土，旁邊有6層住宅，由于支護擋土樁埋深不夠，防水不嚴，開挖至6m深度時北向擋樁傾斜，邊坡失穩(wěn)，造成住宅傾斜2～7cm,后實行剛好回填限制穩(wěn)定。2）支護結構受到破壞：也就是支護結構構件的強度不夠，從而發(fā)生破壞，或是支護結構的位移過大，使基坑周邊的建筑物產生了沉降位移。這種破壞產生的緣由只要有3種：a由于勘察設計過程中參數的選取，或支護形式的選取不當而產生的；b由于施工過程中的不當，如支撐不剛好，或是提前施工下一道工序，施工質量不合格等產生；c由于自然因素，如暴雨等，使得部分基坑邊坡的土體強度降低，增加了支護結構上作用的土壓力，從而使結構的構件發(fā)生破壞。3）支護結構滲漏水產生的破壞：從而引起坑外的土體流失，使得基坑施工范圍外的建筑物的地基土發(fā)生流失，其建筑物產生沉降，發(fā)生破壞。其主要緣由有在勘察的階段沒有探明地下水的分布、支護結構的帷幕不密實或接縫未處理引起滲漏水或降水措施不合理、未充分解除土層內地下等緣由產生的。4)坑底土體管涌和流沙：含水砂層中的基坑支護結構，在基坑開挖過程中，板樁墻內外形成水頭差，當動水壓的滲流速度超過臨界流速或水梯度超過臨界梯度時，就會引起管涌及流沙現象?；拥撞亢蛪w外面大量的砂隨地下水涌入基坑，導致地面塌陷，同時使墻體產生過大位移，引起整個支護系統(tǒng)倒塌。有時開挖面下有薄不透水層，薄不透水層下是一層有承壓水頭的砂層，當薄不透水層抵抗不住水頭壓力，在滲流作用下被切割成小塊脫離原位，也會造成支護結構的倒塌破壞。1.2深基坑支護工程平安問題的緣由平安問題發(fā)生的內在性內在性的緣由主要有以下方面：1）基坑工程主要集中在市區(qū)，往往施工場地狹小，四周建筑物密集，鄰近道路和市政地下管線，因而對基坑穩(wěn)定和變形限制要求極高，施工條件差，難度大。2）基坑工程涉及面廣，技術性強，同勘察、設計、施工、監(jiān)測、管理等都有關?；釉O計和施工涉及地質條件、巖土性質、場地環(huán)境、工程要求、氣候變更、地下水動態(tài)、施工程序和方法等很多困難問題，任何一個環(huán)節(jié)出錯，都有可能導致平安事故的發(fā)生。3)基坑工程施工周期長，且為隱藏工程，常需經驗多次降雨、周邊堆載、振動、施工不當等很多不利條件，平安度的隨機性較大，難以防范。4）基坑工程中不確定因素多，如巖土性質個體差異大，勘察數據離散性大；土與支護結構作用機理探討不深化，致使平安系數的選取也具有不確定性。平安問題發(fā)生的外在性1）基坑勘察因素。工程勘察資料及結論是設計的基本依據?？辈熨Y料不詳、不準、疏漏，勘察結論不完備、不精確。勢必為深基坑支護工程潛藏下事故隱患。2）設計因素。計算參數選用不精確；支護方案選擇不當撐錨設計有誤；設計的平安儲備?。缓奢d取值不當，與實際受力狀態(tài)有較大出入。3）施工因素。防水、降排水措施不當；施工質量差；施工方法不當；施工人員素養(yǎng)低，平安意識薄弱；相鄰工程的不利影響；深基坑采納分包形式，圍護、支撐、降水、挖土為不同工程隊承包，協作不好而導致平安問題。2深基坑支護工程的平安管理2.1在設計方面應做的工作（1）地質勘察的精確性。特殊要重視深基坑開挖所在地的工程地質特點和地貌的查勘。重要的是對土的特性和場地土質的穩(wěn)定性問題進行盡可能精確的評述。（2）深基坑支護方案的正確選擇和設計。深基坑支護方案很多，工程造價也千差萬別，因此設計方案的對比選擇就顯得非常重要。有的工程因方案選擇不當，使支護工程造價很高，其結果還發(fā)生了倒塌事故。目前不少城市，實行了對深基坑支護結構的專家審查制度，通過專家論證，本著平安、經濟、合理的原則對多方案進行比較，并限制開挖深度，是值得借鑒的。2.2在技術方面應做的工作（1）組成從項目經理到施工班組長的技術交底班子。充分相識深基坑支護設計與施工所要達到的目的和作用，并讓每位參加者都熟識施工的每一個環(huán)節(jié)，嚴格執(zhí)行有關規(guī)范，做到監(jiān)督和管理的作用，確保施工技術方案的實施。（2）按圖施工，動態(tài)限制。深基坑支護工程主要以擋土、防水等為主要目的，而設計的單一或復合擋土支護結構，有理論依據和可行性，必需敬重設計、按圖施工，但施工中的不確定因素及設計所依據的資料有可能與實際狀況不一樣，要求在施工中必需依據實際的狀況，相應作出一些調整，達到規(guī)范要求。（3）推行信息化施工，包括預料、信息采集與發(fā)饋、限制與決策等方面的內容。由于深基坑開挖過程中，邊坡穩(wěn)定存在很多潛在的危急和破壞的突然性，地下工程受各種水文、地質、雨水等困難條件的影響，特殊在基坑有基礎埋置較淺的建筑，或有重要的地下電纜和市政管線，很難從理論撒謊能夠預估出現的問題。因此，必需加強觀測，進行信息化處理，依據土層位移的時空效應，剛好駕馭土體變形，發(fā)覺異樣狀況剛好實行措施，預防平安事故發(fā)生。2.3在材料管理方面的工作施工中應剛好做好材料送檢工作，所用的材料必需有出廠合格證，送檢合格后方可運用，杜絕運用不合格材料。建立健全建筑材料管理制度，落實到位。對人員加強平安意識，并制定相應的平安職責，做好平安教化工作，堅固樹立“平安第一，預防為主”的生產方針。做好“五同時”教化工作。對深基坑擔心全或有平安隱患部位，應明示掛牌，提示工人留意平安。2.4施工質量與施工組織圍護結構的施工質量及土方開挖的合理組織也是很重要的。良好的施工質量和合理的施工組織可以彌補設計上的某些不足，反之，低劣的施工質量和施工組織會使合理的設計付諸東流，在這方面有著很多深刻的教訓。在開挖過程中應嚴格按“先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”原則。2.5降水排水及止水問題在深基坑開挖，降水排水及止水對工程的平安和經濟有重大影響，多數基坑工程事故與水都有干脆或間接的關系。水處理的主要目的是：在基坑開挖過程中，要保持坑內干燥；防止坑底出現流沙及坑底土泡水軟化，降低強度；坑外土層降水后削減對圍護樁墻的水壓力，提高支護穩(wěn)定性；降水或止水可防止坑外土粒流失，引起地面沉陷而影響鄰近建筑平安。3結語由于基坑理論探討還不成熟，隨著對巖土體探討的更加深化，新的工程地質勘察技術的出現及新的計算方法，如有限元等深化的運用到基坑工程中來，從基坑平安問題的內在著手，大大削減基坑工程中的事故。在深基坑開挖過程中，其受多因素影響，所以要通過施工過程中平安管理，嚴格限制施工質量，從而削減基坑工程中的事故，將會始終是現在及將來的一個重要內容。深基坑工程事故分析及防范措施隨著深基坑工程數量的增多,基坑工程平安問題也顯得日益重要。本文在對大量基坑工程事故調查、分析的基礎上,從基坑工程自身因素和勘查、設計、施工等外在因素方面總結了常見的引發(fā)工程事故的各種因素,給出了應留意勘查、設計及施工監(jiān)測等內容的防范措施,以期能對工程設計和施工有所幫助。0前言隨著高層建筑和城市地下空間利用的極大發(fā)展,深基坑工程的數量快速增加,基坑圍護體系的設計計算方法、施工技術、監(jiān)測手段以及基坑工程理論在我國有了很大的進步。但由于基坑工程的區(qū)域性、個體差異性、困難性及不確定性,基坑工程中發(fā)生事故的概率往往大于主體工程,事故率可達到20%左右.本文通過對大量深基坑工程事故資料的整理分析,總結了常見的導致工程事故的因素以及防范措施,以期能對工程設計和施工有所幫助。1基坑工程事故內在因素基坑工程的自身特點是事故發(fā)生的內在因素,主要表現在以下方面:(1)基坑工程主要集中在市區(qū),往往施工場地狹小,四周建筑物密集,接近道路和市政地下管線,因而對基坑穩(wěn)定和變形限制要求極高,施工條件差,難度大。(2)基坑工程涉及面廣,技術性很強,同勘察、設計、施工、監(jiān)測、管理等都有關?；釉O計和施工涉及地質條件、巖土性質、場地環(huán)境、工程要求、氣候變更、地下水動態(tài)、施工程序和方法等很多困難問題,任一環(huán)節(jié)出錯,都有可能導致工程事故的發(fā)生。(3)基坑工程施工周期長,且為隱藏性工程,常需經驗多次降雨、周邊堆載、振動、施工不當等很多不利條件,平安度的隨機性較大,事故的發(fā)生往往具有突然性,難以防范。(4)基坑工程中不確定因素多,如巖土性質個體差異大,勘察數據離散性大;土與支護結構作用機理探討不深化,致使平安系數的選取也具有不確定性。(5)基坑工程屬臨時性工程,建設方一般不愿投入較多資金,一旦出現事故,處理非常困難,造成的經濟損失和社會影響較大。2基坑工程事故外在因素2.1基坑勘察因素工程勘察資料及結論是設計的基本依據。勘察資料不詳、不準、疏漏,勘察結論不完備、不精確,勢必為深基坑支護工程潛藏下事故隱患。例如某工業(yè)大樓深基坑,因地質資料僅評價了基礎樁范圍(-6～-23m)土層,略去了對-6m以上淤泥層強度指標的正確評價,而淤泥層正是基坑支護樁上主動土壓力的主要土層,設計時也未做補充勘查。結果造成重力式擋墻支護體系滑移、傾斜,基坑內大量涌土,基坑外土體滑塌,接近生產廠房外墻開裂等重大事故。2.2設計因素(1)計算參數選用不精確。計算參數的選用干脆關系到設計計算或驗算的精確性。如地處長江下游沖積平原的某工業(yè)大樓,表層系雜填土,其下為厚8.0m左右的淤泥質軟粘土層,坑深4.8m,基坑采納4排<600mm的攪拌樁形成圍護墻,墻入土深度8.0m。由于設計中所取C和φ值偏大,最終導致了圍護結構偏移過大,伴隨坑底大量涌土的工程事故的發(fā)生。(2)支護方案選擇不當。深基坑支護方案的選擇,取決于基坑實際開挖的深度、地基土體的物理力學性質、地下水位、四周環(huán)境、設計變形要求以及施工條件等諸多因素,任一因素考慮不周或疏忽都有可能造成嚴峻后果。海口市機場東路宇海賓館基坑工程,坑深8m,采納噴錨支護。當開挖至基底時,其南側某旅行社的三層磚混結構突然發(fā)出斷裂響聲,結果該旅行社樓房全部滑入坑內,專家分析主要緣由便是支護方案選擇不當。(3)撐錨設計有誤。土釘設計間距、位置不當或長度不足而引起土釘抗力不足;支撐支點太少、位置不當或間距過疏而引起支撐桿件產生過大變形等。如石家莊某購物中心,因計算中將土釘間距算做1.0m(實為2.0及1.5m)而使土釘強度不足,致使樁間土成片掉下,土體滑動,結果48根樁被折斷。(4)設計的平安儲備小。為了追求經濟(業(yè)主的責任),過大地折減主動土壓力減小支護結構配筋;驗算中運用的平安系數過小,最終導致支護結構較大變形、滑坡、管涌、流砂等事故。如長春新世界廣場的基坑工程,坑深16m,樁錨支護,二層拉錨?；娱_挖至坑底后,基坑東南角部分樁下部折斷而造成塌方;西南角部分樁嚴峻變形。其主要緣由便是樁抗彎平安系數取值小于1。(5)荷載取值不當,與實際受力狀態(tài)有較大出入。支護結構設計時,對某些活載或施工荷載考慮不足或漏算,導致實際的地面荷載增大,主動土壓力變大,使支護結構產生過大變形。如杭州某循環(huán)水工程便因漏算或少算基坑地面荷載而令支護結構失穩(wěn)。2.3施工因素(1)防水、降排水措施不當。地面防排水措施不完善,大量雨水滲入或地下水管滲漏,從而導致土體C和φ值下降;基坑降水時未做止水帷幕或止水帷幕不連續(xù)、不封閉,基坑內嚴峻滲水并引起基坑四周肯定范圍內土體的不勻稱沉降。福州市五四路某酒店一層地下室,坑深5m,采納300mm×300mm預制樁,間距600mm。其北向為交通要道,路旁有條河溝?；娱_挖時,由于沒有實行堵水和降水措施,導致圍護樁樁間土大量流失,引起相鄰道路沉陷500mm,施工期間汽車只得繞道通行。(2)施工質量差。施工工藝落后,設備陳舊,管理水平低,監(jiān)理工作不力等使施工質量極差。如灌注樁強度達不到設計要求,止水樁起不到止水效果,壓密注漿深度不夠等。上海黃浦區(qū)寧中大廈圍護工程,圍護設計構造為三層。第一層為<800、長16.3m鉆孔灌注樁,其次層為<500、長12m深層攪拌樁,第三層為深12m壓密注漿。深基坑開挖后發(fā)覺圈梁與圍護樁之間夾泥嚴峻,攪拌樁之間未相交有12處,壓密注漿深度不足,僅6～10m,結果造成深基坑嚴峻滲水。(3)施工方法不當。這方面的現象比較普遍,如基坑開挖應按設計施工依次進行,應遵循“先撐后挖,嚴禁超挖”的原則,并進行剛好支護。開挖依次不當或超挖而挖后未剛好支護,便極有可能引起工程事故。例如濟南經緯大廈,基坑開挖采納土釘支護方案,挖土單位一次挖土深度達6m之多,嚴峻超挖,致使支護跟不上,造成基坑局部倒塌。(4)施工人員素養(yǎng)低,平安意識淡薄。施工人員對工程事故毫無所知或平安意識差,在施工時隨意變更設計意圖或不進行施工監(jiān)測或對監(jiān)測數據分析處理不力,從而造成工程事故。這樣的例子也較普遍。如北京某中心大廈,采納鉆孔灌注樁支護,樁長14.5m,施工中施工人員隨意修改設計,取消樁頂錨桿,使支護樁成為懸臂樁而破壞。(5)相鄰工程的不利影響。相鄰基坑同時施工,如一個基坑開挖,一個基坑打樁,由于打樁速度快,產生超靜水壓力,造成嚴峻的側向擠土作用,使相鄰基坑支護樁移位甚至破壞。如浦東新上海商業(yè)城良友商廈深基坑開挖時,與之緊鄰的供銷商廈起先打樁。其結果是不久良友商廈工程樁和緊鄰供銷商廈的圍護樁均發(fā)生嚴峻位移,雙方都蒙受了巨大損失。(6)基坑四周因過多堆載而超載。由于施工場地狹窄,挖土及建筑材料等堆放在基坑邊,或大型施工設備行走于基坑邊,從而使樁頂嚴峻超載,支護結構變形。如浦東某深基坑邊堆放了400t鋼材,而導致基坑失穩(wěn)。(7)深基坑采納分包形式,圍護、支撐、降水、挖土為不同工程隊承包,協作不好而導致工程事故。如北京某深基坑工程,基坑設計、支護樁施工和拉錨施工各為一施工隊承包,結果設計時不考慮施工實際狀況,而施工方也不按設計要求進行施工,最終導致支護樁大變形的工程事故。2.4其他因素(1)突發(fā)性緣由或其他不行抗自然因素。由于突發(fā)性的地震,山洪或連降暴雨的發(fā)生,造成支護結構的嚴峻破壞。如北京某老干部活動中心,基坑開挖階段連降暴雨、水泡基坑,造成支護樁頂位移達0.5m,四周地面嚴峻開裂、塌陷,后來緊急增加一層錨桿進行加固,才避開了一場大的事故。(2)土的凍脹。土凍脹時會對支護結構產生凍脹力,若有水源補給時,凍脹力可能成倍增加,致使結構破壞。另外,凍土溶化時,還會產生融陷,破壞原有結構的完整性,為結構失效留下隱患。如鞍山某大廈基坑工程,采納10cm厚加筋土支護結構。由于下水井滲水,基坑內土體發(fā)生凍脹,結果導致基坑失穩(wěn)。當然,以上只是造成深基坑事故