1、深基坑支护工程的若干问题探究摘要:随着我国国民经济的日益蓬勃发展,大量大型建筑、高层建筑拔地而起,日益增多。随着建筑业的不断发展,建筑施工技术的不断提高,深基坑支护施工技术在建筑工程施工中得到广泛的应用。由于高层建筑的出现,建筑的深基坑支护要求越来越高,为了保障建筑工程的质量,必须进行良好的深基坑支护。本文分析了深基坑工程施工过程中的一些问题并提出了解决措施。 关键词:基坑支护;特点;问题;措施 中图分类号:TV551.4 文献标识码: A 引言 近年来随着城市中建筑密集度的不断增加和高层建筑施工水平不断提升,深基坑支护的施工水平也在同步提升,但是与此同时许多深基坑支护施工过程中的问题也日益突
2、出。因此,建筑工程施工人员在深基坑支护施工过程中应当对存在的问题有着清晰的认识,并在此基础上通过技术措施的有效采用促进建筑工程中深基坑支护施工水平的不断提升。 一、基坑工程的特点 1、区域性 基坑工程具有很强的区域性,这就要求施工单位能根据实地情况制定基坑支护设计方案,如:淤泥质土地区、黄土地区、冻土地区等工程地质和水文地质条件不同的区域基坑支护工程差异性很大,同一城市不同具体位置的基坑支护工程也会有相应差异。 特殊性 工程地质、水文地质条件对基坑支护工程的设计与施工及土方开挖的意义重大,基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、现状、抵御变形的能力、重要性也影响着基坑工程的支护体系设计与施工和土
3、方开挖,所以基坑工程具有其特殊性。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形均有较大影响。 综合性 基坑工程综合性强,其施工可影响到建筑工程的多个方面。基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识。涵盖了土力学、工程测量、高等数学、施工技术、机械设备等多种方面。 4、系统性 支护体系设计和土方开挖两部分是基坑工程的关键点。合理的土方开挖的施工组织对支护体系具有重要作用。如果土方开挖施工不合理,开挖的速度与每步开挖的深度没有与支护体系相结合,极易造成支护结构发生过大变形。 二、深基坑的支护类型 深基坑支护的方式有很多,主要有支挡型支护方式、重力型支护方式、类重力型支护方式和复合型支护方
4、式,施工人员要依据建筑周围的环境条件和地质情况选择合适的支护方式。 1、支挡型支护方式。支挡型支护方式主要包含排桩、地下连续墙、内支撑等几种支护形式。排桩支护方式主要是利用基地以下土层对排桩提供的被动土压力和排桩自身的抗弯、抗剪能力,使支护结构保持稳定。排桩支护形式可适用于大多数深基坑支护工程中。地下连续墙支护方式是利用在泥浆护壁条件下,开挖出施工槽,在槽内吊放钢筋笼后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段,在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁,利用墙体的刚度及抗剪能力达到保证支护结构稳定的目的主要适用于建筑场区较小、需截水、防渗的基坑支护工程。内支撑型支护结构主要是由支护墙体与内支撑体两部分构
5、成。钢筋混凝土内支撑优点是刚度大,变形小,布置灵活。型钢内支撑的优点是可重复使用,施工速度快,且可施加预压力。内支撑型支护方式广泛适用于各种形状及深度的基坑支护。对于场区外部条件较复杂,对支护结构变形控制要求严格的深基坑支护工程尤为适用。 2、重力型支护方式。重力型支护方式主要包含重力式水泥土墙,重力型支护方式是依靠自身的重量与水泥土墙内侧的被动土压力相结合,来保障支护结构的安全稳定。主要应用于地质条件比较好、基坑较浅、对支护结构变形控制要求一般的基坑支护工程中。 3、类重力型支护方式。类重力型支护方式主要包含土钉墙支护形式。土钉墙支护形式是将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固,并于边坡表面
6、铺设一层或多层钢筋网片,将钢筋网片与土钉相连接后,表层进行喷射混凝土施工支护施工方法。土钉墙支护形式主要是利用边坡中的加筋杆件与其周围土体牢固粘结形成的复合体,并将抗拉力作用于喷射混凝土面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。 4、复合型支护方式。混合型支护方式主要是利用支挡型、重力型或类重力型支护方式的前提下,与起到支护作用的锚杆、锚索、钢管桩等其他支护方式相结合,使得支护结构处于平稳。锚杆或锚索支护方式主要是将杆体穿过基坑滑移面,与滑移面后部稳定岩土体相结合以保持支护结构稳定。这种支护方式被广泛应用于范围比较大而且对变形控制要求较高的深基坑支护工程中。 三、深基坑支护工程中存在的问题 1、在
7、深基坑支护结构设计中很难选择一个适宜的物理力学参数 在实际工程中由于地层情况变化莫测,存在很多的不确定性,这使得要选择一个适宜的物理力学参数来精确计算显得尤为重要,以目前的技术来看还是一个具有较大的难度,尤其粘聚力、内摩擦角和含水率这三个重要参数也会在深基坑开挖后产生变化,这样就增加了准确计算支护结构实际受力的难度。除此之外,土层物理力学参数的选择还受支护结构形式及施工工艺等因素的影响。 2、土方开挖和边坡支护不配套 一般来讲,基坑支护相较于土方开挖要更具有程序性和安全方面的要求,相应的工序也是更为复杂的。但是在基坑支护工程进行施工的时候,土方开挖常常就会因为需要抢进度和工期,造成超挖、支护结
8、构未达到设计强度时提前开挖,这就会造成本来需要协调的工序发生混乱,最终造成总工期的进度拖延,有更甚者会造成许多工程质量的安全事故的发生。 3、施工原材料控制问题 在施工原料方面,由于大量基坑支护工程除了商品混凝土以外仍需要在现场进行现拌混凝土的施工,这就相对增加了原材料质量控制、混凝土配比控制及原材料搅拌控制等多个环节,这些所增加的环节就有可能出现原材料不合格、混凝土配比未能的到严格执行、进行原料搅拌时未能搅拌均匀等问题。在施工过程中又容易出现喷射混凝土的厚度不均匀局部厚度不足,强度也达不到设计要求等问题,再加上混凝土的养护不到位,往往造成施工用现拌混凝土的质量不达标。还有就是成孔注浆不到位,
9、未能及时二次补浆,土钉或锚杆受力达不到设计要求,同样会产生相关质量隐患。 4、施工质量的控制问题 在施工过程中容易出现喷射混凝土的厚度不均匀局部厚度不足,强度也达不到设计要求等问题,再加上混凝土的养护不到位,往往造成施工用现拌混凝土的质量不达标。深基坑支护所用土钉或锚杆直径一般为100-150,孔深少则五、六米,深则甚至二三十米,钻孔所穿过的土层情况也各不相同,钻孔如果不认真研究土体情况,往往会造成钻孔缩径、孔洞坍塌等情况,致使成孔后无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够,未能及时二次补浆,而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求,影响
10、工程质量,同样会产生相关质量隐患。 5、深基坑支护监测不到位 施工单位未对基坑支护工程进行有效的支护监测。施工单位由于自身技术力量及设备仪器的限制,在基坑的支护过程中,往往疏忽支护监测这个重要环节,也常因工期紧迫而减少人工巡视的次数,这样就很难发现支护结构所存在的安全隐患,也是的基坑支护的安全稳定性大大降低。 6、施工过程与设计方案脱节 随着深基坑支护技术的完善,设计方案所包含的参数也越来越多。施工人员往往因为工期紧及工作量大而造成开始施工时仍未能对基坑支护设计方案进行彻底了解,在施工中遇到不了解的施工环节,不去仔细研读设计方案,而是凭借个人经验进行施工,造成施工过程与设计方案的脱节。这就使得
11、施工无法按照设计方案进行实施,造成施工完成后支护结构存在安全隐患。 7、地下水处理不当 施工中因地下水处理不当导致深基坑工程事故的例子较多。施工过程中,地下水位降低,对深基坑支护工程有利,但在没有止水帷幕的情况下会对周边环境影响不利,如周边已有建筑物产生沉降,地表开裂等。如果不采取降低地下水位,会对基坑支护产生很多不利因素。在施工工程中,很多项目由于施工场区狭小,将生活区安排在基坑边坡附近,造成生活用水长时间浸泡基坑边坡,直接影响边坡稳定。雨季施工过程中的集中降水后的入渗,也会对基坑边坡的稳定产生很多不利影响。 四、如何避免深基坑支护工程中存在的问题 1、从思想上重视深基坑支护的重要性 施工单
12、位项目管理人员要充分认识深基坑支护所伴随的危险性及设计与施工所要达到的目的和作用,并让每位参与者都熟悉施工的各个环节。严格执行基坑支护施工规范和操作规程,确保设计方案的实施。项目部应做好全员的安全教育工作,牢固树立“安全第一,预防为主,综合治理”的安全生产方针,将各项安全工作落实并强化到每个人,提高全员安全意识。并编制深基坑支护工程施工应急救援预案,落实并演练应急预案,以免出现险情时,措手不及。 2、在施工过程中严格把关 深基坑工支护程从设计到施工包括方案设计、施工组织设计、实施施工等多环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致后续施工存在安全隐患。施工单位要严格按照规范规程、
13、经专家论证的设计方案及施工组织设计进行施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。 2.1 选择安全合理的施工方式 在深基坑支护工程施工阶段,可以根据项目具体情况进行施工方式的选择,用机械施工代替人工施工,减少施工人员伤害的可能性。如在进行支护桩的施工方式的选择时,应尽量使用机械进行成孔,减少人工作业,以此避免施工过程中可能产生的人员伤害。在不能避免使用人工成孔的项目中,应严格按照设计方案进行施工,掌控好施工环节的各个方面,如护壁强度要求、施工掘进速度、低压照明、孔底施工前提前送风、人员正确使用安全绳安全带等,将人员伤害的可能性降到最低。 2.2 确定安全可靠的土方开挖方案 确定土方开挖
14、方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘察报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。假如挖土的高度有很大的差异或者是其速率太快的话,都会影响到它之前的平稳性,使得它的抗剪性受到干扰,进而发生塌陷等问题。 2.3 施工前的大型施工设备检查 在深基坑支护工程施工过程中也需要使用到大量的机械设备,机械设备能否安全运转对安全施工至关重要。深基坑支护工程施工过程中所使用到的大型机械设备,如各种类型的钻机、起重机等,大多数都会使用到卷扬机、钢丝绳、电动机,这就要求施工所使用的大型机械设备应严格进行年检、在
15、进场后也应自检电路、钢丝绳等容易存在安全隐患的部位,及时将老化破损的电路、钢丝绳进行更管,避免出现安全隐患。大型设备外露的动力传送部位都具有安全防护设施,在设备运转前,要保证安全防护措施能够起到应有的效果。 2.4 施工过程中严格执行施工组织设计 在施工过程中严格执行经专家论证的施工组织设计,严格控制基坑周边堆载小于设计堆载,并按照施工组织设计中的要求进行施工降水、土方开挖及支护施工,保证开挖速度与支护速度相符,若发现支护结构发生异常现象必须立刻停止施工,对异常的原因进行分析,及时采取措施进行处理,待处理完毕才可以继续进行施工。 3、深基坑支护工程的监测 深基坑支护工程监测的主要内容有:支护结
16、构水平及竖向位移;支护结构深层水平位移;基坑周边建(构)筑物、地下管线、地面沉降;锚杆、支撑轴力;地下水位等。根据基坑侧壁安全等级进行监测工作安排,合理布置监测点,严格执行监测频率。在进行异性基坑监测点布置时,除依照规范规定的点间距进行布置外,在基坑阳角处应增加监测点。在雨后或监测变化量明显增大时,应增加监测频率,保证在基坑变形量到达预警值时及时预警,确保基坑安全。除上述监测项目外,还应增加人工巡视,如人工巡视过程中发现支护结构发生异常,应局部增加监测点,对异常部位进行加强监测,至查明原因采取相应措施后方可继续施工。 4、推行信息化施工 将整个施工过程信息化,自进场动工前建立信息库,全面掌握施
17、工及监测资料,在施工过程中按阶段进行信息的划分和数据的对比,确保能在发生异常时及时发现异常部位所在位置和异常部位发生变化的过程。可对预防安全事故的发生起到重要意义。 5、施工过程中的环境保护 高层建筑一般集中在人口密集、繁华的地带,所以,为了保证人们的身心健康,对环保的要求就要相对较高。在深基坑支护的施工过程中,除了施工降水、基坑开挖会对周边环境造成影响外,也会产生一定的噪音污染、化学材料污染、振动等,这给场区周边的环境带来了不良的影响,影响周边群众的生产生活。因此,加强施工过程中的环保意识,选择合理的施工工艺、方法,减少基坑支护工程对周边环境的影响也是深基坑支护工程中的所需要重视的。 结束语
18、 深基坑支护工程是一项复杂的系统工程,也由于单项工程的差异性,使得很难找到完全相同的深基坑支护工程,造成每项工程都会遇到不同的问题。这就需要各单位在深基坑支护工程中紧密配合、共同努力,将工作过程中的隐患降至最低,在出现问题时及时处理沟通,确保工程安全顺利竣工。 参考文献 1黎惠亮探讨建筑工程深基坑支护施工技术J.世界华商经济年鉴城乡建设版.2012(06) 2许森彪.建筑深基坑支护施工技术研究J.浙江致远建设工程咨询监理有限公司.2011(04) 3晁得祥.建筑工程深基坑支护方案的设计J.中国住宅设施.2011,4(06):71-73. 4富华.浅议软土地基的深基坑支护形式的选择J.科技资讯.2011,8(16):52-54.