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简议深基坑支护在建筑施工中出现的问题及解决措施

来源:我们爱旅游


简议深基坑支护在建筑施工中出现的问题及解决措施

摘要:下文主要结合笔者从事此工作的多年工作经验,就深基坑支护工程中出现的问题,提出了相关的建议。仅供同行参考。

关键词:原因;对策;安全施工; 管理 前言

伴随着现代社会经济的快速发展,越来越多的建筑在城市中大量涌现。对地下空间的开发和利用逐步增多,深基坑支护工程已成为建筑工程的又一重大危险源、安全监管的重点。在深基坑支护工程中,由于设计不合理、施工不当、自然灾害等原因,经常发生基坑垮坍、周围建筑物及路面塌陷或开裂等工程事故,直接影响施工进度和工程造价,甚至危及人们的生命财产安全。作为建筑安全监督人员,应深入分析事故原因,有针对性对重点环节加强监管,尽量避免事故的发生。

1.影响深基坑支护安全事故的因素

1.1设计方面原因分析

依据案例,就某地区地质基础大多属软土地基,本区域内对于开挖深度超过4M的基坑极少采用大放坡开挖、土钉墙(复合土钉墙)的支护结构型式,但有些设计单位迫于建设方、施工方的压力选用了上述支护结构型式而发生支护结构破坏,或选用了正确的支护结构型式但设计强度不够或基坑围护设计参数选用不合理而导致事故的发生。如一高大筒体厂房工程消防水池及泵房地下室开挖深度达12M,设计采用桩墙式支护型式并设置两道内撑式钢筋桁架支撑,但排桩只有15-18M,插入比严重不足,设计未考虑基坑隔渗-止水帷幕及深层土体加固,开挖至10M时产生严重涌水、涌土情况,并引起周边地面塌陷,后经各方及时提出加固措施才得以解决,但大大提高工程成本、影响工期,并对施工人员安全产生了严重威胁。

1.2建设单位方面原因

建设单位出于工期和造价方面考虑或现场综合条件考虑不充分,往往在委托深基坑支护工程设计时建议设计采用相对大胆的深基坑支护方案,而施工中存在许多不确定因素,比如某大型小区工程分了三个标段,地下室为长方形,有三家施工单位,中间一个标段采用复合土钉墙式支护结构形式,两侧二个标段采用桩墙式转角增加砼梁内撑式支护结构形式,由于施工工艺及进度不同步,东侧的一个标段进度较快率先挖土至坑底,和中间的一个标段交界处产生桩墙严重破坏并致使工程桩挤断的问题,从而使工期滞后,其它两标段的造价也大幅增加。

1.3施工单位方面的原因

1.3.1施工技术方面

施工单位的施工技术能力、工艺方法、施工经验等是衡量施工单位施工技术水平的重要指标,施工单位对技术人才、技术装备、技术规程等技术要素,技术学习、技术运用、技术开发等技术活动的管理,对于稳定施工现场生产技术工作秩序,保证建筑产品质量和安全生产具有十分重要的意义。深基坑支护工程的施工是一个动态变化的过程,在施工前应综合考虑各方面因素编制有针对性的详实合理的专项施工方案和应急预案,施工过程中施工方要有良好的保证机制,以杜绝施工中因技术人才、技术装备配备不足或与施工不匹配,技术运用、技术开发能力不强,致使工程质量不合格或工程因技术问题未得到很好解决而发生事故。如某写字楼地下室工程深基坑施工完毕,基坑位移、周边土体开裂未得到有效控制,使基坑支护桩墙局部坍塌,并使临近塔吊基础位移塔吊倾斜,后经总公司技术人员和参建各方共同提出补救措施才使问题得到解决。

1.3.2施工质量方面

深基坑支护工程中因支护结构施工质量差未能达到规范或设计要求,而出现事故的情况很多如:桩墙、冠梁、围楞、内撑砼梁等强度达不到设计要求;钢支撑的施工质量特别是接头质量不合格;锚杆长度、锚杆抗拔力不足; 支护桩桩径不够或插入深度不够或支护桩、搅拌桩强度达不到要求;基坑排水系统施工质量不过关;主要原材料不合格等问题影响支护结构质量达不到设计要求而发生事故。某商务楼工地2层基坑支护方案采用排桩加钢构支撑型式,挖至基底时发生西面围护桩坍塌,部分钢支撑破坏、断裂,其钢管支撑接头过多、壁厚不足,施工安装误差较大,且焊缝不饱满,致使在土方侧压力的作用下,接头薄弱部位应力集中导致钢支撑破坏是此次事故的重要原因。

1.3.3施工管理方面

施工现场管理也是施工企业管理工作的基础。深基坑支护工程中施工现场管理水平的高低,集中反映在基坑支护结构的施工质量、成本、安全等经济技术指标上,是深基坑支护结构是否安全的重要保障。施工前对图纸的熟悉程度及图纸会审制度、技术交底制度、安全教育制度、技术复核及检查验收制度、材料检验试验等制度的执行贯彻,都与深基坑支护结构安全密切相关。如某工程因施工现场管理不到位,基坑第三道支撑未作直接超挖至坑底,后经测算连续墙的弯矩、剪力增加30-50%,第二道支撑轴力增加近50%而产生严重事故。又如基坑暴露时间过长,基坑外附加荷载、堆载过多,坑外土体出现裂缝未及时封堵,雨季排水不畅,现场安全措施针对性较差,施工作业人员自我安全防护意识不强,特种作业人员的上岗资格未经严格审查,擅自违章作业、指挥等现场施工管理方面的因素均不利基坑安全稳定。

1.4监测单位方面的原因

施工过程中支护结构的受力与变形状态要通过监测手段来了解。可以说,监测工作是支护结构安危状态的眼睛。但有些监测单位监测方案存在严重缺陷,测点数量不满足规范或设计要求,不按时观测,不能提供真实有效监测数据,沉降、

位移量等超过设计报警值时未能及时提出预警以致在支护结构处于危险状态还未能提供预报,造成事故。

2.监督重点

2.1审查专项施工方案的针对性、可行性及审批是否符合要求,且根据要求某地区属软土地基,开挖超过4M的基坑支护方案应当组织专家进行论证、审查。现场施工予专项方案的执行落实情况。

2.2信息化施工及检测,监测方案有无缺陷,测点设置是否满足规范或设计及方案要求,包括监测深层、浅层土体位移,周边构筑物和管线的沉降倾斜、支撑轴力、锚杆拉力等,监测数据是否及时、真实、有效提供,且超过设计报警值是否及时预警。

2.3土方开挖方案的执行落实情况;挖土的顺序、进度及分层开挖及超挖情况;基坑开挖后暴露在外的时间影响;附加荷载的影响;基坑开挖面的大小,形状边长等几何元素的作用,特别是坑内出现阳角、深坑中坑或边长超长等不规则基坑,所采取针对性措施。

2.4基坑排水情况,要注意地下水位、地表渗水的影响;坑内积水,坑外排水、止水设施情况;雨季特别是台风暴雨影响。

2.5基坑临边等安全防护措施,应急逃生措施等。

2.6施工单位管理人员特别是安全生产管理人员到岗履职情况,建立健全安全生产责任制度和安全生产教育培训制度及落实情况,安全生产规章制度和操作规程、安全技术交底制度、技术复核制度、工程质量安全检查和验收等制度的执行落实情况。

3.事故处理措施及预防与对策

3.1发生基坑坍塌事故或者可能出现坍塌事故的处理措施;

3.1.1有条件的话首先对基坑外附加荷载、堆载进行卸载,以减少坑外主动土压力;对坑外建筑虎屋、构筑物、道路、管道等采取保护或封闭措施。

3.1.2对土体出现位移和坑底隆起现象应立即用堆沙袋的方法在被动区进行反压,待土体变形稳定后进行相应处理再进行土方开挖。

3.1.3对于支撑结构出现局部失稳后采取上述措施外,还可采取在坑内增加临时支撑,在坑外增加锚拉的方法进行补救,锚拉是一定要将锚桩设在土体失稳的范围外。

3.1.4对于坑内的大型机械设备,应立即采取有效措施,防止出现机械设备

倒塌。

3.1.5对坑外土体出现的小裂缝,及时用水泥浆封堵,在雨季进行覆盖,并对坑外排水系统进行检查和疏通。

3.2事故预防和对策

3.2.1设计单位应根据工程当地的土质特点采用合理的基坑支护结构型式,合理选用基坑围护设计参数。

3.2.2建设单位应当向施工单位提供施工现场及毗邻区域内地下管线资料,气象和水文观测资料,相邻建筑物和构筑物、地下工程资料。建设单位不得对勘察、设计、施工监理单位提出不符合建设工程相关法律、法规和强制性标准规定的要求,不得压缩合同约定的工期。

3.2.3施工单位应完善质量安全保证体系,落实安全生产责任制,要求进行专家论证的方案组织专家论证,并严格按设计、规范要求及专项施工方案施工,选用合格的原材料保证基坑支护结构施工质量,特别要注意对土方的分层开挖、基坑排水、坑外附加荷载、堆载的控制及土方暴露时间的控制。

3.2.4监测单位按相关规范要求严格进行监测,保证监测数据及时、真实有效。

4.结束语

综上所述,深基坑支护工程是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。因此,在施工中遵循有关规范和设计要求,狠抓事故隐患排查,加强安全教育,重视安全检查等工作,是实现深基坑安全生产工作的根本。

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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