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摘要:近年来,随着中国经济的持续发展,城镇化建设开展如火如荼。土地资源越来越紧张,为了节约土地,许多项目已开始利用地下空间,停车场、地下超市已越来越多的出现在建筑物中,同时,民生工程也大力开展,地铁、隧道工程建设也在多个城市出现。由于城市建筑区域的限制,周边建筑环境的复杂多变性,地下土体及水位的不可预测性因素较多,使得基坑支护尤其重要。下面本人将就基坑的设计、施工、监测、应急四方面进行探析。
关键词:勘查设计、支护、监测、应急预案
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
工程勘查设计阶段
首先设计前应充分查明场地周围已有建筑物、构筑物、埋设物和道路交通等相关情况,尤其是对地质勘查报告的信息采纳。设计工作的重要依据为地质勘查报告,主要需要地质土体构造、地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质。特别是地下水位的准确描述,以及岩土粘聚力c及内摩擦角φ值,勘查资料准确性对基坑支护工程的安全、造价有非常大的意义。当明确工程的基本地质条件后,需根据设计建筑物的结构,对基坑开挖后的土体扰动,周边的环境相互作用给予准确的评价,为确保建筑物的安全稳定提供依据。
其次,基坑支护工程是一种风险性较大的系统工程,其设计与施工必须确保支护结构本身及周边环境的安全。它既要求围护结构在选型上要技术先进、经济合理,又要在设计上安全可靠、万无一失。也就是说设计必须满足边坡和支护结构稳定性的要求,不得产生倾覆、滑移和局部失稳;基坑底部不得产生隆起、管涌;支撑体系不得变形、滑动失稳;锚杆或土钉不得发生抗拔失效。支护结构构件受荷载作用后,不发生强度破坏。降水引起的地基沉降不影响邻近建筑物或重要管线的正常使用。止水设计应控制因渗漏引起水土流失而造成地面下沉。围护结构变形不应超过周围环境保护要求的控制值,围护结构当作竖向承重结构时(如为了结构抗浮而兼作抗拔桩),还需满足竖向承重结构的变形要求。
基坑支护结构设计的内容主要包括:
1)围护结构方案的技术、经济比较和选型;
2)围护结构的承载力、变形和稳定性计算;
3)确保基坑内外土体的稳定性验算;
4)基坑降水或止水帷幕的选择和要求;
5)基坑开挖顺序和开挖工况的安排及要求;
6)周边环境保护的措施与要求;
7)围护结构质量检测和开挖监控项目及报警要求。
基坑开挖施工阶段
基坑开挖过程包括无围护结构的放坡开挖和有围护结构的基坑开挖,以及与之相匹配的地下水控制措施。对于基坑开挖,施工单位应根据围护结构型式、基坑深度、地质条件、气候条件、周围环境、施工方法、地面荷载等情况,有一个明确的基坑开挖方案,该方案应包括:支护结构的龄期(对砼支撑而言)、分层开挖的深度及开挖顺序、降排水措施、质量和安全措施,以及对周围建筑物、地下管线需采取的保护措施等。
开挖阶段应遵循以下几点:
基坑开挖应遵循时空效应原理,根据地质条件采取相应的开挖方式,一般应“分层开挖、先撑后挖、严禁超挖”。在软弱土层及变形要求较严格时,应采用“分层、分区、分段、快挖快撑,先形成中间支撑,限时对称平衡形成端支撑、减少无支撑暴露时间”等方式开挖。在挖土和撑锚过程中,应有专人观测、检查,发生异常情况应立即查明原因,及时采取技术措施。
基坑边缘堆置土方、建筑材料,或沿基坑边缘设置施工便道,一般应距基坑边缘不少于3m,弃土堆置高度不应超过1.0m,并且不能超过设计荷载值。软土地区不宜在基坑边缘堆置弃土。发生在2009年6月27日的上海“莲花河畔景苑”在建楼房倒覆的重大责任事故事件,经事故调查小组发现,与场地堆载土方高达10米,邻面基坑仍在开挖有直接的关系,血的惨痛教训,教育工程管理人员在基坑施工过程中,切不可疏忽大意。
施工中机具设备停放的位置必须平稳,严格限制坑顶周围振动荷载作用,大、中型施工机具距坑边距离应根据设备重量、基坑支撑情况、土质情况等,经计算确定。施工机械、车辆不得在挖土过程中碰撞围护结构。
采用机械开挖土方时,需保持坑底土体原状结构,应在基坑底及坑壁留300~500㎜厚土层,由人工挖掘修整。同时,要设集水坑,及时用泵排除坑底积水。若有坑底被水泡软或超挖现象,不得虚填,必须清除所有松软土体后,用原状土分层夯填或用低强度等级的素砼回填。
基坑开挖完成后,尽可能的缩短暴露时间,防止暴晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。应及时清底验槽,验槽后应及时浇筑垫层砼封闭基底,垫层要做到基坑底满封闭。
基坑开挖过程中,基坑土體的稳定性非常重要,严禁超挖等野蛮施工以及采取适宜的排水措施从而避免土体的扰动。如在施工中没有科学的施工方案,将导致基坑范围内的土体失稳,从而造成极大的土体侧压力,甚至超过设计荷载极限值,最终导致整个围护结构的失稳。
加强施工过程中基坑监测。
根据基坑工程事故的调查情况,基坑工程发生重大事故前或多或少都有预兆,如果能够切实做好监测工作,及时发现事故预兆并采取适当措施,则可避免重大基坑事故的发生,减少基坑事故所带来的经济损失和社会影响。因此,监测工作对基坑工程而言至关重要。
首先,在基坑开挖过程及开挖到达设计深度以后,土体变形、土压力和支护结构的内力均处于不断变化状态中;因为基坑的最不安全状态可能出现在施工的任何一个阶段中,故监测工作应贯穿基坑开挖和地下工程施工的全过程。
其次,每个基坑工程都必须监测,但监测项目的选择既关系到基坑工程的安全,也关系到费用的多少。任意增加监测项目是对工程费用的浪费,但盲目减少监测项目则可能因小失大,造成严重后果。由此,须明确基坑等级,那如何判别基坑的等级呢?主要从以下几点:
1.基坑等级确定主要看基坑破坏后对周边环境及地下工程施工的影响,与临近建构筑物远近及其安全等级也有关
2.基坑等级的划分基坑深度是一方面,另一方面基坑的安全,周边建筑环境和基坑塌陷造成的负面影响综合的来确定基坑等级。
3.基坑的等级划分要考虑很多方面,不同地方的规范又不同的规定,我们要严格根据规范的规定在设计阶段,做好基坑设计工作,明确监测项目。
最后,基坑内或基坑附近有重要的地下水管或煤气管道等管道通过时,对它们的监测要尤其重视,地下水管的破损,其渗漏水可严重恶化基坑周围的土层性状,加剧基坑变形甚至造成支护结构的破坏;而煤气管道的破坏,则直接危及地面人员的安全。因此,对地下重要管道做好监测工作具有特殊的意义。
做好应急预案工作。
深基坑作业,因土体受力情况难以判断,周边环境不确定的因素居多,安全隐患较大,突发性概率较大,所以一旦出现险情将会带来很大的影响。施工单位必须坚持“警钟长鸣”,从思想上重视,从源头上抓好安全文明施工,杜绝重大事故发生。在施工组织设计中详细的编制施工应急预案,可从以下几点编制:
成立项目应急领导小组,以项目经理为首,专职安全员、专业工长为组员,制定相应岗位责任制。
项目场地内,必须准备紧急预案材料,如沙包,排水泵,应急机械设备,灭火器,药品等。
3、出现安全事故后须保持冷静,第一时间向应急领导小组汇报,立即停止该部分施工,并维护好现场秩序。
4、迅速将伤者撤离危险区域,并实施现场抢救,同时拨打120。
5、保护好事故现场以便相关部门调查事故原因,在事故原因未查清之前禁止冒然施工,以防事故进一步扩大。
结束语:深基坑支护主要是为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全。因深基坑支护专业性较强,具有较大的安全隐患,理论研究还在不断的完善之中,就要求我们工程管理人员不断的加强学习,在工作中总结经验,探讨更加科学有效的基坑支护措施,从而更好的对建筑工程进行现场管理,以确保建筑工程顺利、安全开展。
参考文献
1、黄强 . 深基坑支护工程设计[M] .中国建材工业出版社,1995 . 67-90 .
2、黄根生 . 地基处理与基坑支护工程[M] .中国地质大学出版社,2004 . 156-178 .
关键词:勘查设计、支护、监测、应急预案
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
工程勘查设计阶段
首先设计前应充分查明场地周围已有建筑物、构筑物、埋设物和道路交通等相关情况,尤其是对地质勘查报告的信息采纳。设计工作的重要依据为地质勘查报告,主要需要地质土体构造、地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质。特别是地下水位的准确描述,以及岩土粘聚力c及内摩擦角φ值,勘查资料准确性对基坑支护工程的安全、造价有非常大的意义。当明确工程的基本地质条件后,需根据设计建筑物的结构,对基坑开挖后的土体扰动,周边的环境相互作用给予准确的评价,为确保建筑物的安全稳定提供依据。
其次,基坑支护工程是一种风险性较大的系统工程,其设计与施工必须确保支护结构本身及周边环境的安全。它既要求围护结构在选型上要技术先进、经济合理,又要在设计上安全可靠、万无一失。也就是说设计必须满足边坡和支护结构稳定性的要求,不得产生倾覆、滑移和局部失稳;基坑底部不得产生隆起、管涌;支撑体系不得变形、滑动失稳;锚杆或土钉不得发生抗拔失效。支护结构构件受荷载作用后,不发生强度破坏。降水引起的地基沉降不影响邻近建筑物或重要管线的正常使用。止水设计应控制因渗漏引起水土流失而造成地面下沉。围护结构变形不应超过周围环境保护要求的控制值,围护结构当作竖向承重结构时(如为了结构抗浮而兼作抗拔桩),还需满足竖向承重结构的变形要求。
基坑支护结构设计的内容主要包括:
1)围护结构方案的技术、经济比较和选型;
2)围护结构的承载力、变形和稳定性计算;
3)确保基坑内外土体的稳定性验算;
4)基坑降水或止水帷幕的选择和要求;
5)基坑开挖顺序和开挖工况的安排及要求;
6)周边环境保护的措施与要求;
7)围护结构质量检测和开挖监控项目及报警要求。
基坑开挖施工阶段
基坑开挖过程包括无围护结构的放坡开挖和有围护结构的基坑开挖,以及与之相匹配的地下水控制措施。对于基坑开挖,施工单位应根据围护结构型式、基坑深度、地质条件、气候条件、周围环境、施工方法、地面荷载等情况,有一个明确的基坑开挖方案,该方案应包括:支护结构的龄期(对砼支撑而言)、分层开挖的深度及开挖顺序、降排水措施、质量和安全措施,以及对周围建筑物、地下管线需采取的保护措施等。
开挖阶段应遵循以下几点:
基坑开挖应遵循时空效应原理,根据地质条件采取相应的开挖方式,一般应“分层开挖、先撑后挖、严禁超挖”。在软弱土层及变形要求较严格时,应采用“分层、分区、分段、快挖快撑,先形成中间支撑,限时对称平衡形成端支撑、减少无支撑暴露时间”等方式开挖。在挖土和撑锚过程中,应有专人观测、检查,发生异常情况应立即查明原因,及时采取技术措施。
基坑边缘堆置土方、建筑材料,或沿基坑边缘设置施工便道,一般应距基坑边缘不少于3m,弃土堆置高度不应超过1.0m,并且不能超过设计荷载值。软土地区不宜在基坑边缘堆置弃土。发生在2009年6月27日的上海“莲花河畔景苑”在建楼房倒覆的重大责任事故事件,经事故调查小组发现,与场地堆载土方高达10米,邻面基坑仍在开挖有直接的关系,血的惨痛教训,教育工程管理人员在基坑施工过程中,切不可疏忽大意。
施工中机具设备停放的位置必须平稳,严格限制坑顶周围振动荷载作用,大、中型施工机具距坑边距离应根据设备重量、基坑支撑情况、土质情况等,经计算确定。施工机械、车辆不得在挖土过程中碰撞围护结构。
采用机械开挖土方时,需保持坑底土体原状结构,应在基坑底及坑壁留300~500㎜厚土层,由人工挖掘修整。同时,要设集水坑,及时用泵排除坑底积水。若有坑底被水泡软或超挖现象,不得虚填,必须清除所有松软土体后,用原状土分层夯填或用低强度等级的素砼回填。
基坑开挖完成后,尽可能的缩短暴露时间,防止暴晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。应及时清底验槽,验槽后应及时浇筑垫层砼封闭基底,垫层要做到基坑底满封闭。
基坑开挖过程中,基坑土體的稳定性非常重要,严禁超挖等野蛮施工以及采取适宜的排水措施从而避免土体的扰动。如在施工中没有科学的施工方案,将导致基坑范围内的土体失稳,从而造成极大的土体侧压力,甚至超过设计荷载极限值,最终导致整个围护结构的失稳。
加强施工过程中基坑监测。
根据基坑工程事故的调查情况,基坑工程发生重大事故前或多或少都有预兆,如果能够切实做好监测工作,及时发现事故预兆并采取适当措施,则可避免重大基坑事故的发生,减少基坑事故所带来的经济损失和社会影响。因此,监测工作对基坑工程而言至关重要。
首先,在基坑开挖过程及开挖到达设计深度以后,土体变形、土压力和支护结构的内力均处于不断变化状态中;因为基坑的最不安全状态可能出现在施工的任何一个阶段中,故监测工作应贯穿基坑开挖和地下工程施工的全过程。
其次,每个基坑工程都必须监测,但监测项目的选择既关系到基坑工程的安全,也关系到费用的多少。任意增加监测项目是对工程费用的浪费,但盲目减少监测项目则可能因小失大,造成严重后果。由此,须明确基坑等级,那如何判别基坑的等级呢?主要从以下几点:
1.基坑等级确定主要看基坑破坏后对周边环境及地下工程施工的影响,与临近建构筑物远近及其安全等级也有关
2.基坑等级的划分基坑深度是一方面,另一方面基坑的安全,周边建筑环境和基坑塌陷造成的负面影响综合的来确定基坑等级。
3.基坑的等级划分要考虑很多方面,不同地方的规范又不同的规定,我们要严格根据规范的规定在设计阶段,做好基坑设计工作,明确监测项目。
最后,基坑内或基坑附近有重要的地下水管或煤气管道等管道通过时,对它们的监测要尤其重视,地下水管的破损,其渗漏水可严重恶化基坑周围的土层性状,加剧基坑变形甚至造成支护结构的破坏;而煤气管道的破坏,则直接危及地面人员的安全。因此,对地下重要管道做好监测工作具有特殊的意义。
做好应急预案工作。
深基坑作业,因土体受力情况难以判断,周边环境不确定的因素居多,安全隐患较大,突发性概率较大,所以一旦出现险情将会带来很大的影响。施工单位必须坚持“警钟长鸣”,从思想上重视,从源头上抓好安全文明施工,杜绝重大事故发生。在施工组织设计中详细的编制施工应急预案,可从以下几点编制:
成立项目应急领导小组,以项目经理为首,专职安全员、专业工长为组员,制定相应岗位责任制。
项目场地内,必须准备紧急预案材料,如沙包,排水泵,应急机械设备,灭火器,药品等。
3、出现安全事故后须保持冷静,第一时间向应急领导小组汇报,立即停止该部分施工,并维护好现场秩序。
4、迅速将伤者撤离危险区域,并实施现场抢救,同时拨打120。
5、保护好事故现场以便相关部门调查事故原因,在事故原因未查清之前禁止冒然施工,以防事故进一步扩大。
结束语:深基坑支护主要是为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全。因深基坑支护专业性较强,具有较大的安全隐患,理论研究还在不断的完善之中,就要求我们工程管理人员不断的加强学习,在工作中总结经验,探讨更加科学有效的基坑支护措施,从而更好的对建筑工程进行现场管理,以确保建筑工程顺利、安全开展。
参考文献
1、黄强 . 深基坑支护工程设计[M] .中国建材工业出版社,1995 . 67-90 .
2、黄根生 . 地基处理与基坑支护工程[M] .中国地质大学出版社,2004 . 156-178 .