泰安市建筑设计院有限责任公司 271000
摘要:深基坑工程是最近30多年中迅速发展起来的一个领域。由于高层建筑、地下空间的发展,基坑工程深度越来越深,规模越来越大,,岩土工程事故频发,给岩土工程界提出了许多技术难题。当前,深基坑工程已成为国内外岩土工程中发展最为活跃的领域之一。
关键词:岩土工程;深基坑支护;问题;措施
近年来建筑工程建设中,基坑支护已成为建筑地基基础及地下室工程中的重要内容之一。随着越来越多的地下工程施工,深基坑支护技术也呈现出越来越高的水平。为了确保地下工程安全施工,保护周边建筑物及管涵等,在工程建设中基坑开挖时必须采取相应支护措施。由于基坑支护的时效性、经验性很强,我们需要以更加严谨的科学态度来对待深基坑支护问题。
一、深基坑支护存在的问题
现阶段,我国的民用工程、市政工程和工业建筑、工程建设正处于快速发展时期,目前存在的问题主要有以下几个方面。
1、资质管理不严部分将深基坑支护工程委托给没有专业资质的单位
一些总承包施工单位为了节约成本,将深基坑支护工程委托给没有相应技术及经验的岩土公司进行。这些所谓岩土工程公司在不具备勘察设计资质或者岩土工程施工资质的情况下,私自承揽深基坑支护工程施工,导致深基坑支护施工出现设计水平低劣、施工质量差的情况。
2、对岩土体性质认识不足
在实际操作中,往往要特别注意研究整个基坑两倍基坑开挖深度范围内。首先通常是确认深基坑开挖范围内土质类型,从从成分及物理力学性质来进行分析。遇到特殊性土时,应进行专题研究。对特殊性岩土的认识不足,常会引起基坑事故的产生。例如软土的蠕变,饱和砂土的液化、潜蚀、管涌;膨胀性土的胀缩等。
3、施工质量不佳,违规操作现象严重
(1)不按设计要求进行开挖
机械开挖不达标,出现开挖深度不足、水平度不足和坡度不到位等情况,甚至出现机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则,而人工修理时又由于条件的限制无法作深度挖掘,继而出现边坡开挖没有达到设计要求的情况。
(2)不按设计要求及施工方案施工
部分施工单位偷工减料,以次充好,例如水利搅拌桩时水泥标号较低,可能影响支护强度并且发生裂缝,直接影响支护工程的可靠性。还有一些施工单位为了保障施工进度减少工况,加大开挖深度,不按照设计图纸及施工方案要求施工,导致支护工程失效。
(3)开挖与支护施工脱节
部分深基坑支护施工将开挖与支护进行分开承包,常出现双方争抢施工作业面的情况,最终导致开挖施工与支护施工严重脱节,现场配合严重脱节。常导致坡面不能及时得到支护,增加了安全隐患,支护安全系数严重降低。
4、对变形观测重视度不高,事故发生率高,处理措施不及时妥当
在深基坑支护工程施工过程甚至交付后,因为气候、地震或其他突然因素容易瞬时降低支护体系的安全系数。这就要求支护体系必须严格按照规范进行变形监测,以及时处理。但实际施工中部分企业对基坑变形监测认识不足,重视度不够。
(1)基坑监测的重要性
岩土体的变形有其复杂的差异性,通常短时间内无法发现其变化规律。因此,规范明确强调了,基坑支护应进行变形监测。通过每日测量数据的统计及和变形预警值的对比,来及时对支护体系的安全性进行信息化施工。可现实情况中,部分企业对此认知不足,不够重视。变形监测的频率低,可靠度小。这就不能及时对危险进行预报,采取应急措施。
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(2)事后处理不够及时,措施不全面
引起基坑事故的因素很多,例如周边过度堆载,突发降雨,基坑施工时破坏到支护体等等。基坑及周边建筑物的变形和位移、支护体的坍塌都是常见的基坑事故。对于变形超过预警值的情况,部分企业存在侥幸心理,觉得工期跟上,地下部分完成后,安全隐患消除。诚然,由于基坑工程的时效性,岩土体的变形存在这样的时间性,也是从量变到质变的过程。可异常情况我们无法预料,突降的暴雨会极大的降低土体的抗剪强度从而引起支护体失稳。若出现坍塌后再来处理,那就不仅仅是增加成本的事情了,还可能对地下施工人员的安全带来极大的威胁。在处理基坑事故时,应该认识到周边建筑物的变形在短时间内仍会继续,应对这种残余变形足够的重视。处理事故时应充分认识到这点,不仅仅处理坑内,对坑外的建筑物也要有全面、缜密的保护方案。
二、岩土工程深基坑支护施工的具体控制措施
要合理把控深基坑支护施工质量,就要积极面对深基坑支护施工问题,有针对性的采取深基坑支护施工控制措施,
1、加强施工分包及招标管理
由于深基坑支护工程的技术性和特殊性,其施工应由具有施工资质与能力的专业队伍进行。施工单位的技术力量、整体素质是影响工程质量的重要因素之一。因此在项目的分包阶段,必须严格审查各专业的施工队伍及人员资质是否达到了国家规范的要求。所有施工人员都必须要求持证上岗,而且单一作业面必须有有单一资质。
2、重视对基坑地质条件的调查分析
施工过程的控制与当地的工程地质、水文地质条件和周围环境状况密切相关。为此,不仅设计要先做好勘察,不满足基坑支护要求的,需要补充勘察;施工方也需要及时了解和重视,以便能更深入地理解设计方案对变形控制的要求,在实施过程中满足信息施工、动态设计的目的。
3、创新深基坑支护施工设计理念
近年来随着我国深基坑施工技术水平的不断完善,给我国工程企业树立具有一定创新的深基坑支护施工设计理念奠定了基础。然而就目前深基坑支护施工设计而言,各单位水平良莠不齐,一些工程企业在支护桩计算中仍然沿用传统的等值梁法,运用这些传统理论计算得出的结论与实际深基坑支护施工中的实际受力状况悬殊较大,偏不安全,且不经济。在这一形势下对深基坑支护施工设计理念及方式进行全方位创新刻不容缓。在深基坑支护施工设计中应与时俱进,合理借鉴国内外优秀的设计理念及设计手段,从而不断完善深基坑支护施工方案,提高深基坑支护施工设计水平。
4、实施深基坑支护施工全过程控制,信息化施工
要想充分发挥深基坑支护施工控制的作用力,就应该在深基坑支护施工中实行全过程控制,对深基坑施工各个环节进行实时监控,这样一来,若支护施工中发现有不合理因素,就可以及时采取相应的解决措施。在深基坑支护施工前,需要相关工作人员熟悉该工程地质材料、施工设计及施工周边建筑物等因素,严格按照施工设计规范进行一系列施工操作。在施工过程中施工企业应严格按照施工图纸进行。在土方开挖施工中要保证与土挖施工设计相一致,严格遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的施工原则,减少土方开挖过程中土体扰动范围,缩短深基坑开挖的暴漏时间。在此过程中若存在安全事故,应立即停止土方开挖动作,并查明其原因,采取合理科学的改善措施,实现深基坑支护的高质量施工。
5、加强监控检测,发现问题,采取补救措施及时处理。
深基坑支护施工检测要安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警值,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。
三、深基坑技术的发展趋势
1、基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境更加复杂,深基坑开挖和支护的难度愈来愈大。因此,合理的开发方式、多种支护手段的复合运用将是今后发展的趋势之一。内支撑+逆作法在深大基坑中应用逐渐增多,但逆作法施工受桩承载力的限制很大,采用逆作法时不能采用一桩一桩,而是一柱多桩,增加了成本和施工的难度。如何提高单桩承载力,降低沉降,减少中柱桩(支撑柱),达到一桩一桩,使上部结构施工速度可以放开限制,从而加快进度,缩短总工期,这可能将是今后的研究方向一直。
2、深化工艺改革,提升设备水平。基坑支护是门年轻的学科,在这几十年的发展中,由于新工艺,新技术的发展,支护的方式和种类也日益丰富。今后随着工艺水平的提高,设备的智能化发展,未来可能会出现小型、灵活、专用的地下挖土机械(譬如盾构与机器人设计相结合),以提高工效,加快施工进度,减少时间效应的影响。
3、云技术与基坑支护的结合。将云技术与基坑支护相结合,建立基坑支护,甚至地下空间利用的数据库。这样可大幅度的提高工作效率,合理有效的开发与利用地下空间。
四、结束语
在整个深基坑支护施工操作中,科学合理的施工设计方案,精确细致的施工操作,信息化的施工能有效的保证深基坑支护施工质量。同时,新技术、新工艺的运用,能够进一步促进和提高基坑支护的发展。
论文作者:郑元静,李强
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/16
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