摘要:随着当前我国城市高层建筑的兴起,地下空间的迅速开发,我国的基坑在数量、开挖深度、平面尺寸及使用领域等方面都得到高速的发展,深基坑已经非常常见。众所周知,任何建筑都必须具有一个好的基础。科学、合理地组织建筑开挖工程与基坑支护施工,是施工企业提高施工工程质量及施工进度的重要保障。本文在此从深基坑支护的几个问题出发,提出了几点加强基坑支护质量安全的应急策略。
前言:建筑工程基坑虽是临时性的.但若不采用合理的支护体系有可能导致严重的后果,因此,其支护投资较大,通常沿基坑周边每沿米需上万元如何在确保安全可靠的基础上,根据不同的土质条件和施工技术、设备水平,选择合理,经济的支护结构方案,一直是深基坑支护问题研究的一个重要内容。因此,科学、合理地组织基坑支护与开挖工程施工,是施工企业提高施工效率、保证工程质量及施工进度的重要举措。
一、深基坑支护技术要求
支护结构一般是临时性结构,基础施工完毕后,也就失去了作用。一些支护结构可以回收重复利用。更多的支护结构就永久埋在地下,其中有部分在基础施工完毕后也考虑作为永久结构物的一个组成部分。因此,支护结构既要确保基础安全、顺利地施工,又要考虑方便施工、经济合理。深基坑支护的基本要求是:技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定;确保基坑四周相邻建(构)筑物,地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到伤害;通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行,经济上合理,保护环境,保证施工安全。因此,基坑支护设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流砂等险情,并要根据地质、环境因素的变化适时地调整支护方案。
二、深基坑支护施工中存在的问题
在深基坑支护施工中,往往会存在一些问题影响施工质量、安全以及施工进度。其问题大多体现在:
1、边坡施工达不到设计标准
在深基坑开挖中,往往存在欠挖或超挖的现象。这是因为机械手操作水平以及施工管理不到位等诸多因素影响,造成开挖后的边坡表面顺直度和平整度达不到施工要求。又因施工现场条件限制人工修整时而不能深度挖掘,故经常性的会出现欠挖和超挖现象。这是深基坑支护工中比较常见的现象。
2、边坡支护和土方开挖不配套
挡土支护的技术含量较高,施工组织和管理比较复杂。而土方开挖技术含量较低,组织管理和工序也相对容易。所以在实际的施工过程中,均由专业的队伍分别来完成挡土支护和土方开挖工作,这样造成在施工过程中管理协调的难度加大。
3、边坡顶面未按要求处理
在市区,特别是闹市区和旧城改造,地面下1—2m因管线或杂填土等原因不利于支护。开挖第一层后应将钢筋网挂于基坑边水平面1—2 m内固定,且及时将土层表面硬化。做好排水设施,防止雨水冲刷,给边坡稳定带来不利影响。很多施工单位只盲目地抢进度,不注重表面硬化和排水处理,以致雨水渗入边坡土体产生过大的位移,而不得不做加固处理
4、施工与设计的差别大
深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在实际施工中,支护结构的构造要适当调整,以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大。
三、实际施工过程中应该采取的几点必要措施
1、必须掌握施工场地的情况
深基坑工程通常是指地质工况特别复杂或开挖深度超过5米的地下工程,深基坑施工前,应了解施工现场及周边,地表至支护结构底面下一定深度范围内地层结构、含水层性质、岩土性状、渗透系数、地下水位等;了解附近及施工现场的地下管线,地下埋设物的位置、结构形式、深度及埋设时间等。对已有邻近建筑的深基坑施工情况,以及邻近建筑物位置、基础结构类型、高度等层数等数据。避免基坑支护失效,造成附近建筑与地下管线破坏,甚至造成重大的人员伤亡和经济损失。
2、构建事故应急预案
由于深基坑支护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,防止突发事故的发生。深基坑施工是一项专业性很强的工作,并且容易引起群死群伤的事故。所以应当根据施工的各工种、各工序,有针对性地作好事故防范及应急救援准备。必须充分发挥各方面的主动性和力量,形成统一、高效的救援机制。一旦事故发生,能迅速启动救援机制,迅速有效地组织实施救援,尽可能避免伤亡事故发生。
3、深基坑工程的开挖
深基坑开挖施工前,施工单位应根据地质勘探的资料和水文气候情况,结合自身深基坑工程施工的经验和现场条件编制施工组织设计。施工组织设计的主要内容包括:基坑的支护、基坑的开挖、施工平面布置图、降水措施、施工监测布置等。开挖要综合考虑开挖过程中基坑的受力特点,不能局部一次开挖到基底,使开挖区土体侧压力急剧释放,引起坑壁侧向位移。除此之外还要有专项施工方案和突发事件的应急预案。基坑的开挖施工是一个循序渐进的过程,应尽量做到一边施工一边监测,并遵循“分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限量”的施工原则,杜绝野蛮施工和盲目施工,并对施工过程加强控制,保证基坑支护安全顺利地完成。承担施工的单位要严格按照经过审批的施工组织设计及相关的施工规程和技术规范进行开挖,同时要加强施工过程中的监测。在土方开挖施工前要充分掌握工程所在地的地质勘测报告、周围建筑物和地下管线等设施的情况。对特殊土质更是要根据土质的不同进行施工组织设计,比如在膨胀土地区施工应避开雨季施工,在开挖过程中要充分关注膨胀土的特点,确保土体含水量的变化不大,从而使基坑支护尽可能受到土体膨胀压力的影响。在软土地区开挖时,分层深度不宜太大。这是因为如果挖土高差太大或挖土进度过快,就会打破土体原有的力学平衡,使其抗剪强度降低,使土体容易出现水平滑移,增大支护设施的额外压力,最终可能导致支护发生破坏而出现坑壁坍塌。
4、做好地下水治理
4.1明排水治理法
在填土、浅层黏性土中开挖基坑,经计算和现场试验判断不可能发生坑底突涌或侧壁渗漏、流土,可采用明沟盲沟排水方法。
4.2井点降水治理法
降水治理方法适用以下条件:①地下水位较浅的砂石类或粉土类土层;②周围环境容许地面有一定的沉降;③止水帷幕密闭,坑内降水时坑外水位下降不大;④基坑开挖深度与抽水量均不大,或基坑施工期较短;⑤有有效措施足以使邻近地面沉降控制在容许值以内;⑥具有地区性成熟经验,验证降水对周围环境不产生大的不良影响。填土、粉土及含薄层粉砂的粉质黏土含水层涌水量不大时,适用轻型井点降水。黏性土、淤泥质土和粉土,适用电渗井点降水。砂土、粉土地层适用喷射井点降水。砂土、碎石土和岩石地层适用管井井点降水。管井降水可根据水文地质条件,水位降幅要求和环境保护要求采用完整井或非完整井。
4.3隔渗治理法
采取隔渗措施治理方法适用以下条件:①开挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂,有可能产生流土时;②邻近基坑有地表水体(湖塘、渠道、河流),与基坑之间没有可靠隔水层时;③有承压水突涌可能,且无降水措施时。
4.4减小降水不良影响的措施
①充分估计降水可能引起的不良影响;②设置有效的止水帷幕,尽量不在坑外降水;③采用地下连续墙;④坑底以下设置水平向止水帷幕;⑤设置回灌系统,形成人为常水头边界。回灌系统适用于粉土粉砂土层。
四、总结
总之,由于深基坑支护的特殊性,经济合理的设计方案往往直接影响深基坑支护工程施工键。而施工单位的整体素质、技术力量是设计方案能否落实的重要因素。因此,工程技术人员在施工前必须对方案进行认真审核,及时与设计人员沟通,充分理解设计意图。这样才能在施工时确保各个施工环节、各道施工工序协调有序。业主也要认真审查设计、施工单位,选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的专业队伍进行施工,确保工程安全。
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