摘要:建筑基坑工程是集岩土工程、结构工程于一体的系统工程,涉及岩土勘察、挡土支护设计、地下水控制、土方开挖、环境监测、信息化施工等环节。由于建筑基坑是临时工程、不确定因素多,导致基坑工程事故在土木工程中发生频率最高。从勘察、设计、施工、监测等环节就基坑工程事故防范措施进行初步探讨。
关键词:建筑基坑;工程事故;预防
一、基坑工程事故内在因素
1.基坑工程主要集中在市区,往往施工场地狭小,周围建筑物密集,临近道路和市政地下管线,因而对基坑稳定和变形控制要求极高,施工条件差、难度大。
2.基坑工程涉及面广,技术性很强,同勘察、设计、施工、监测、管理等都有关。基坑设计和施工涉及地质条件、岩土性质、场地环境、工程要求、气候变化、地下水动态、施工顺序和方法等许多复杂问题,任一环节出错,都有可能导致工程事故的发生。
3.基坑工程施工周期长,且为隐蔽性工程,常需经历多次降雨、周边堆载、振动、施工不当等许多不利条件,安全度的随机性较大,事故往往具有突发性,难以防范。
二、基坑工程事故外在因素
1.基坑勘察因素
工程勘察资料及结论是设计的基本依据。勘察资料不详、不准、疏漏、失误,勘察结论不完备、不准确、不正确,势必给深基坑支护工程潜伏下事故隐患。例如某工业大楼深基坑,因地质资料仅评价了基础桩范围(6m-23m)土层,略去了对6m以上淤泥层强度指标的正确评价,而淤泥层正是基坑支护桩上主动土压力的主要土层,设计时也未做补充勘察。结果造成重力式挡墙支护体系(4排搅拌桩)滑移、倾斜,基坑内大量涌土,基坑外土体滑塌,临近生产厂房外墙开裂等重大事故。
2.施工因素
防水、降排水措施不当。地面防排水措施不完善,大量雨水渗入或地下水管渗漏,从而导致土体下降;基坑降水时未做止水帷幕或止水帷幕不连续、不封闭,基坑内严重渗水并引起基坑周围一定范围内土体的不均匀沉降。
施工质量差。施工工艺落后,设备陈旧,管理水平低,监理工作不力等使施工质量极差。如灌注桩强度达不到设计要求,止水桩起不到止水效果,压密注浆深度不够等。
施工方法不当。这方面的现象比较普遍,如基坑开挖应按设计施工顺序进行,应遵循“先撑后挖,严禁超挖”的原则,并进行及时支护,开挖顺序不当或超挖而挖后未及时支护,极有可能引起工程事故。
三、基坑施工过程的安全防范措施
1.周边环境资料与设计图纸是否一致
施工单位在基坑施工前,应先对周边环境资料按设计图纸先核实,特别是地下建(构)筑物、地下管线,一旦发现与设计图纸不符,应及时通知设计进行设计变更。
由于种种原因,部分地下建(构)筑物、地下管线。在基坑施工前未能查清,则在施工过程中一旦发现或发现情况与设计图不同,应及时向业主、设计反映,以便及时进行设计变更,确保基坑安全。
由于施工不慎引起基坑周边管线(包括给排水管、电缆线、煤气管)等破坏,是基坑工程常见的事故之一,这一点施工单位应高度重视。
2.设计依据的勘察资料与实际开挖所揭露的地质资料是否一致
勘察资料是支护方案设计的最重要的依据之一,同样的支护方案,地质条件不同,方案的安全度也不同。因此,在施工过程中,特别是基坑土方开挖过程中,若发现实际开挖所揭露的地质条件与设计所参考的地质资料有异,则必须及时向业主、设计反映,若实际地质条件比设计所参考的资料好,则可对原方案进行优化;若变差,则需进行补强。
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3.支护结构施工质量能否满足设计要求
锚索(杆)抗拔力能否满足设计要求。所有预应力锚索都应按规范要求张拉至设计抗拔力的1.1-1.2倍后再进行预应力锁定作业;普通锚杆应按规范要求进行锚杆抗拔力的检验;对喷锚支护方案,普通锚杆的抗拔力试验的最大试验拉力要考虑为锚杆滑动面以内那部分的抗拔力加上滑动面之外部分的抗拔力之和。
预应力锚索(杆)的锁定力能否达到设计要求。大量的测试结果表明,采用预应力锚索支护的支护设计方案,预应力的锁定值只是设计值的50%左右。因此,如何施加预应力,包括锚具、夹片的选择,预应力的施加方法。
桩的嵌固深度及质量能否达到设计要求,若由于地质原因,桩的嵌固深度不能满足设计要求,则需在桩的端部增设锁脚锚杆;若桩身质量不能满足要求,或增加锚索,或增加支撑,目的是减少桩身的位移和应力。当然,条件允许的话,补桩更好。
腰梁与支护结构的连接能否达到设计要求。腰梁与支护结构之间,既要保证腰梁能传递水平力,也要保证能传递剪力。因此,当腰梁采用钢筋砼腰梁时,腰梁与支护结构的接触面一定要打毛、植筋;当腰梁采用型钢时,型钢与支护结构的预埋件要焊接,或型钢与支护结构之间要采用砼填实,确保腰梁与支护结构之间的接触面的受力均匀。
四、基坑工程事故的抢险措施
1.回填反压。当基坑位移突然急剧增大,坡顶开裂,产生滑动破坏的征兆时,最快也是最有效的方法是对支护结构进行回填反压,反压土高度至能保证基坑位移稳定为止,然后再考虑加固方案,这样可避免重大事故的发生。
2.坡顶卸荷
在条件允许的前提下(如周边环境空旷)将坡顶一定范围内的土体挖除,减少坡顶荷载,也是最有效的基坑抢险方案之一。
3.基坑内临时支撑
在可以施工对撑或可以采用工程桩进行支撑的情况下,当支护结构位移较大时,采用临时钢支撑也是较常用的方法之一。
4.双液灌浆堵漏
在基坑开挖过程中,若发现止水帷幕止水效果达不到设计要求,应立即采取补救措施,对漏水量大、漏水点较深的情况,可采用双液灌浆的堵水方案,采用水泥浆和水玻璃的混合浆液进行堵漏,不仅速度快,而且效果好,但费用稍高。
5.坡顶裂缝灌浆
当坡顶由于支护结构位移过大产生裂缝时,应及时采用水泥砂浆裂缝封堵,以免由于雨水溶入,土体软化,坡面水压力增大,导致支护结构位移进一步加大。坡顶裂缝灌浆切勿在不对支护结构采用防护措施的条件下,采用压力灌浆方法封堵,否则很容易使支护结构产生破坏。
结束语
基坑工程在土木界属于事故高发项目,但对现代科学技术及施工技术而言,也并不是不可预防、不可避免;只要对基坑工程从勘察设计至使用的全过程每一环节进行有效的监控;遇到问题实事求是、认真研究处理,基坑安全事故是完全可以预防的,也是可以避免的。
参考文献:
[1]陈忠汉 深基坑工程 机械工业出版社 2015.2
[2]唐业清 基坑工程事故分析与处理 中国建筑工业出版社 2016.3
[3]徐至钧 深基坑支护事故分析及处理对策 特种结构 2015.12 1998,15(4):42.45.
论文作者:徐嘉兴1,罗智超2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/9
标签:基坑论文; 工程论文; 结构论文; 事故论文; 预应力论文; 位移论文; 地质论文; 《基层建设》2017年第14期论文;