摘要:针对深基坑工程事故和原因进行分析,主要探讨了三个常见故障,分别为支护事故发生原因,防水、降排事故原因,锚杆和支护事故原因,结合这些内容,总结了上述事故的解决对策。希望通过对这些内容的分析,能够有效降低深基坑故障,提高工程质量。
关键词:深基坑工程;支护事故;防水;锚杆
近几年,高层和超高层建筑越来越多,建筑地下空间建设规模逐渐加大。这也就增加了深基坑施工数量,深基坑工程所涉及的内容较为复杂,在具体施工过程中,对技术要求较高,施工难度较大。因此,相关施工单位加大对深基坑的质量管理力度,确保深基坑工程施工具有较大的稳定性和安全性。因此,对深基坑工程事故常见原因进行分析意义深远,结合深基坑不同事故及发生原因进行研究,采取科学有效的解决对策,以期为深基坑施工工作提供一定理论依据。
一、支护事故发生原因和对策
大部分深基坑发生事故的主要原因在于支护结构发生变形,导致这一现象出现的主要原因是:
①提供的勘测材料不够全面,一方面因为勘测单位所取的勘测点较少,对于一些软弱土层没能进行认真勘测,这种情况下所提供的土质和土壤分层等,和地下水实际情况存在较大差距,可能会导致支护方式的选择出现错误。此外,勘察的材料不够详细,缺乏相关重要数据,相应设计人员在进行具体设计时缺乏依据,对一些数据进行乱估,针对一些经验不足的设计人员,可能会引起更高的事故风险[1]。②在设计方面存在缺陷,对于深基坑而言,其所涉及的内容较为广泛,一些设计人员经验不足,设计工作不够严谨,从而引发事故。以某基坑事故而言,在对其进行检查后发现,因为在事前没有经过专家论证,使用的支护方案不够合理,导致基坑出现大面积坍塌。出现部分设计人员为了工作方便,直接对其他基坑的参数进行套用,最终促使支护结构安全性较差,发生变形。③对于深基坑而言,大多设置在市中心,施工场地不够宽敞,所开挖的土石材料、建筑材料和施工机械等经常被放置在基坑的四周,这种情况下容易引起基坑土侧压力大于设计值,促使支护结构出现较大变形甚至遭到破坏。
深基坑施工对外部环境的要求比较高,这种情况下,要求环境条件符合施工措施,要求外部环境和地质条件,特别是水文地质,这些因素对深基坑支护工程的影响较大。因此,在施工现场,相关人员需要深入分析和了解地质环境。进行深基坑开挖之前,监测人员对地质情况、构筑情况进行科学调查,并结合调查情况绘制相应位置图[2]。工程施工之前,需严格遵循施工设计规定的安全性,结合工程开挖情况以及周围环境等,向施工人员传递相应安全施工措施。实施挖土施工,避免出现掏洞挖土情况,可以从上到下,分层施工。此外,排除地下水和地下水,避免出现塌方。施工过程中,如果土体出现裂缝,需及时采取措施,并保障风险排除。
以某工程为例,地下有四层,主体结构一共25层,采用的是构架剪力结构,相应设计人员针对深基坑需制定具有针对性的防护措施,通过专业人员获取和分析。均匀的进行勘测和布点,同时还需对相关资料进行详细分析。选择具有丰富经验的设计人员进行深基坑设计,及时和相关人员之间进行沟通,不能对其他基坑的参数进行套用,对参数进行胡乱估计。土侧压力满足设计要求,设计方案通过专家审批,合格后方可实施。
二、防水、降排事故原因及对策
防水设施设计不合格,引发工程事故,在对深基坑进行具体设计过程中,需要花费较长的时间,存在一些施工单位在基坑的护面没有设置排水沟,当遇到下雨天时,雨水会大幅度渗透,减少了地基土粘聚力以及内摩擦力。这种情况下,进一步降低了锚固力,增加了土体的侧压,导致支护结构产生变形,从而促使基坑垮塌。因为降水措施不够科学,导致事故发生,一些地区地下水位较高,设计时需要进行科学的帷幕设计,这种情况下引起了土体沉降,促使基坑四周的建筑物、道路等产生不均匀沉降[3]。虽然一些工程设置了相应的止水帷幕,但遇到了较大的降水,还是会促使基坑内外水位差拉大,从而产生管涌现象。
针对上述问题,设计人员在进行基坑设计过程中,需为其设置相对合理的排水措施,而坑定的四周设置维护结构,从而有效防止雨水出现下渗现象,避免杂物或者工作人员调入到基坑当中。对基坑内部进行具体排水过程中,要保障止水帷幕的完整性,同时压确定坑内外水位差,以避免出现不均匀沉降现象。所使用的施工方式要科学合理,本着“先撑后挖”的原则,避免超挖现象发生,对其进行及时支护,尤其是遇到粉土层粉砂层,在具体的成槽过程中,其中地下连续墙在成槽施工过程中,主要使用的是冲抓式施工方式。当通过粉土层和粉砂层的时候,会有大量地下水冲如其中,从而为槽壁的安全性带来一定危害。针对这种情况,地下连续墙在砂砾层当中成槽,导杆需垂直于槽段,这时的抓斗张开,进入槽中抓土。对于有地下障碍物的位置,对导墙进行开挖过程中,如果遇到障碍物,需对其进行及时处理,如果在比较深的地方出现障碍物,则需向甲方汇报,明确其是否是报废障碍物。下图为提升设施基坑监测点布置图:
图1 提升设施基坑监测点布置图
三、锚杆和支护事故原因及对策
在设计时,所设置的锚杆长度不足,在这种情况下,促使锚杆和土地之间摩擦力比土体主动压力小,这种情况下导致基坑的坑壁土体出现整体滑移现象。对锚杆进行设置的位置不够科学,导致预应力不足,降低了支护结构抵抗力,从而出现较大的变形。同时,基坑支护刚度如果不够,也有可能会引起较大的弯曲和变形,促使支撑节点强度被减小[4]。在设计时,支撑节点不当,将会承受较大的附加弯矩,这就有可能促使支撑作用丧失。
对于上述问题,要求相关监理人员对能够对基坑四周的物料堆放问题进行严格管理,确保清理及时。监理人员对施工现场进行定时监督,针对施工单位存在的问题,尤其是施工重量问题,需要进行严格检查。构建完善可行的巡视机制,预报警系统。确保数据的可靠性。设计人员精心设计,保障基坑足够安全可靠,因为深基坑施工较为复杂,同时存在较高的风险,需要决策者总结前人经验教训。例如针对基坑的横向位置,可以使用φ600mm的钢支撑。设计人员对钢支撑作出相应假设,必要时可以进行加力处理。此外,还可以使用2台加力机同时进行加力处理。为了有效保障支撑体系具有较高的安全性,在进行具体施工过程中,施工人员还可以在钢支撑的两端设置一根钢丝绳悬索。采用这种方式,能够对钢支撑进行有效固定,从而提高支撑力度,防止出现支撑脱落现象发生。在对基坑进行具体设计过程中,不能出现漏项现象,对受力模型进行科学选择,对设计参数进行科学选择。此外,对潜在的不利条件进行认真分析,了解这些不利条件下可能会出现的事故,并且预先制定解决方案。
四、结束语
对深基坑工程而言,其属于一项具有高风险的综合性工程,存在较多不确定性,施工环境也比较复杂。虽然深基坑是临时性工程,但是对施工技术要求较高,施工过程中容易出现工程事故,施工单位需高度重视。对基坑进行开挖之前,需要对基坑所在位置地质进行详细勘察,对可能会出现的风险进行评估,针对这一情况制定科学有效的防护措施。
参考文献:
[1]葛凌. 深基坑的支护设计及岩土勘察技术研究[J]. 低碳世界,2014,23:243-245.
[2]肖斌. 探析岩土勘察技术及深基坑的支护设计[J]. 江西建材,2015,23:230.
[3]欧源. 明挖及埋置方式对隧道衬砌的受力影响研究[J]. 四川建筑,2014,(03):112-114.
[4]何祖明. 复杂施工条件下城市隧道深基坑施工技术的研究[J]. 城市道桥与防洪,2013,(10):82-85+10.
论文作者:张韩丰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/29
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