论软土地基深基坑支护工程施工探述论文_韩士道,韩笑辉

论软土地基深基坑支护工程施工探述论文_韩士道,韩笑辉

(上海建科工程咨询有限公司,上海,200032)

【摘 要】对软土地基下的基坑支护结构施工风险进行分析,并提出相应的控制措施。

【关键词】软土地基;基坑支护;风险控制

引言:

随着城市化建设的快速发展,高层建筑大量涌现,必将涉及到大量的深基坑工程,且高层建筑往往集中在商业繁华区,施工场地局限,地质条件复杂,临近建筑、道路和地下设施密集,如基坑工程施工不当就极易造成周边环境出现较大的变形、沉降,甚至导致基坑本身的倾覆、坍塌事故。

尤其是在长三角、珠三角等河口和临河区域的软土地质下进行深基坑工程的施工,由于软土具有含水量高,孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高等特点,再加之软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大。在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现重大质量、安全事故。

深基坑围护工程虽属临时性工程,但其技术复杂性、施工难度等却不逊于永久性的结构工程,如方案不合理、施工不当将极有可能使基坑围护产生水平位移,有的还会出现倾斜和弯裂,从而严重地影响到工程质量及安全。因此,在深基坑围护施工时一定要根据地质情况,周边环境及工程特点选择合适的围护形式、围护方案及合理的基坑开挖方案,以确保基坑施工安全及质量。

经过对众多软土地基深基坑事故的分析和总结,个人认为;影响到深基坑支护工程施工质量安全的主要有以下几个方面。

1)建设单位单纯追求利润,大幅削减了在围护结构方面的投入。

2)设计单位经验不足,设计方案与实际工况不相匹配。

3)支护结构施工过程控制不严,导致支护结构实体质量存在隐患。

4)基坑开挖方式不合理,导致支护结构受力超限。

5)对软土地质重视程度不足,未采取有效的应对措施。

在对以上影响深基坑支护工程质量、安全的主要因素进行分析的基础上,并结合个人经验提出以下应对措施:

1.建设单位因素的影响

建设单位投资工程往往是为了追求利益最大化,而部分建设单位恰恰又是众多参建单位中专业水平较弱的一方,再加之大部分基坑围护结构仅仅是临时工程,不构成永久工程的一部分。故此,部分建设单位往往会在利益的驱使下一再要求设计单位控制基坑支护结构的成本,导致基坑支护结构的安全系数大幅降低。在基坑施工过程中,一旦出现未能勘察发现的特殊地质情况或较大的支护缺陷,支护结构的受力将在较短的时间内达到极限,进而造成基坑失稳、倾覆。

在此种情况下,作为施工、监理单位在收到设计图纸后应根据地质勘查报告、周边工程深基坑支护形式及以往类似工程的经验对设计方案的可行性进行核查,如发现基坑的支护形式明显不适用于本工程的应及时通过业主向设计单位书面提出修改意见。

2.设计因素的影响

1)设计人员考虑不全面,对规范理解不到位。很多事故发生后,通过查看设计图纸及设计计算书后发现:有些应该设计核算的地方而未计算,但按照规范来看又未有明显的违规错误。究其原因,实际上是设计人员对规范的理解深度不足所导致。

2)很多设计人员不了解施工,经验不足,在图纸上无法表达出施工关键控制点的控制要求。如设计不进行标注,而施工方又仅仅按图施工,就会忽视施工的关键环节,容易造成工程事故。

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3)勘察单位提供的勘察报告不全面或真实度较差,不能为设计单位提供有效的设计参考依据,往往导致设计出的支护结构不能满足工程实际需要。同时,存在缺陷的勘察报告也会误导施工单位制定不合理的施工方案,最终导致事故的发生。

故此,设计人员在确定深基坑支护结构方案前应熟练掌握相关规范的要求;深入调查工程所在地软土地基的特性;同时通过调研,借鉴类似工程支护结构的相关经验,最终确定符合工程实际的支护结构方案。

3.施工因素的影响

3.1支护工程施工

在软土地质下施工基坑支护结构,由于软土地基存在含水量高,空隙比大及自立性差等特性,支护结构的施工往往会受到众多因素影响而达不到设计及规范要求。如:在支护结构施工过程因土质变化导致支护结构垂直度出现较大的偏差,进而形成围护开叉、渗水;支护结构基底软弱土未做处理而造成支护结构沉降,进而导致支护开裂;支护桩、墙接头处止水措施不到位将会造成渗水、管涌,进而导致支护位移、倾覆;采用地墙或钻孔桩围护时,由于护壁泥浆含砂率过高或孔壁坍塌,造成支护结构砼夹渣或断裂,进而导致基坑垮塌等。

故此,在软土地基下施工基坑支护结构时,应根据工程实际工况在方案中制定合理、有效的防支护沉降、位移、渗漏水、管涌等措施,同时在施工过程中应对垂直度、支护底注浆、支护接缝处的止水处理、砼浇筑等关键工序做重点控制,尽可能的将支护结构存在的质量及安全隐患降至最低。

3.2基坑开挖施工

基坑开挖是对支护结构合理性、有效性验证的过程,存在缺陷的支护结构将无法提供安全、可靠的开挖条件。但反之,不合理、不符合设计要求的开挖工况及野蛮施工等因素同样会使施工质量符合要求的支护结构丧失应有的支护及挡水作用。

故此,在基坑开挖前需要根据实际工况条件、水文地质条件、支护结构形式,周边环境复杂程度等制定合理的基坑开挖方案。超过一定深度的基坑开挖方案还应通过专家论证后方可实施。编制合理的方案及专家论证等措施都是为了确保基坑开挖时使支护结构产生的水平、垂直方向受力均在设计范围内。一旦在开挖过程中出现超挖、未分层开挖、支撑安装不及时、坑边堆载以及渗水、流沙等情况就可能会使支护结构的受力突然变大,甚至突破支护结构受力的极限值,最终导致事故的发生。

4.应急措施

本人认为:深基坑支护结构属于建设工程中可控程度最低的隐蔽工程。因为大部分基坑支护工程均处于地下数十米的范围内,施工质量控制难度较大且无法通过肉眼或工具进行直观的观测,同时鉴于目前检测手段、检测仪器以及经济性的限制,现阶段,大部分工程的支护结构仅能通过有限的检测手段(垂直度检测、钻心取样、超声波检测等)对涉及支护结构主要功能的指标进行抽查,受检测样本局限性的影响可能会有部分支护结构的质量缺陷在开挖前无法提前发现。

故此,在施工前就应当针对各种支护结构常见的质量缺陷制定行之有效的应急预案并配备足够数量的应急抢险物资。常见的支护缺陷及应急措施主要如下:

1)支护结构接缝渗漏水。如渗漏量较小可直接使用快干水泥进行封堵。如渗漏量较大且无泥沙涌出时可插入引流管引流以防止直接封堵后造成其他部分再次产生渗漏水。对于渗漏情况严重且夹带泥沙涌出时,可采用沙袋、土方等在坑内对渗漏点进行回填、反压,并尽快在坑外对渗漏点进行注浆封堵处理。

2)坑底隆起或涌水、涌沙。该种情况可能是由于支护在开挖面以下的接缝处出现较大的渗漏或支护结构未隔断含水层等原因导致。对于这种情况,应先用砂袋或重物在隆起处或突涌处进行回填来压制隆起的土体或涌水,在利用重物压制的同时,再根据现场实际情况对围护体进行相应的加固处理。

3)支护结构变形过大。如支护变形速率可控,累计变形量尚在设计允许范围内时,可通过尽快形成支撑、减少坑边堆载或对支撑预应力复加等措施控制支护变形。如支护变形速率过大,应及时通过对基坑进行回填或灌水稳定支护变形速率,待速率稳定后再根据变形原因做进一步的处理。

5.结语

总之,在进行软土地基深基坑支护及开挖施工时,应结合已有的软土地基施工经验,根据软土地基深基坑施工要求,应用适合的深基坑支护技术,尽可能采用多种设计方法进行比较和验算,与此同时,应根据施工过程中的实际情况,及时调整相关的设计措施,再有就是提高重视程度,做好必要的应急措施,确保深基坑施工的质量、安全。

参考文献:

[1]刘道基.软土地基深基坑施工要点[J].天津建设科技.2009(4).

[2]刘金波.施工技术2015(7).

论文作者:韩士道,韩笑辉

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿

论文发表时间:2016/4/14

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