论文部分内容阅读
【摘 要】 基坑是建筑工程结构体系的关键,需要对深基坑支护安全问题有一定认识,并研究高层建筑深基坑支护施工安全技术措施。
【关键词】 高层建筑;深基坑支护;安全技术
前言:
随着社会经济的高速发展,超大规模的高层建筑大量涌现。为满足抗震结构设计,基础本身要求有一定的埋置深度,同时为满足利用地下室,建造地下车库、商场、仓库和人防设施等功能的要求,高层建筑的基础埋置深度不断增大。从发展趋势看,高层建筑越来越高,向地下发展越来越深,给深基坑安全施工提出了严峻的挑战。
一、对深基坑支护安全问题的认识
随着高层建筑的不断建设,高层建筑的基坑的支护施工技术就越加凸显其重要性。基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。常见的基坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。深基坑施工的特点决定了深基坑施工的技术要求。主要包括:首先,施工时技术手段要先进可靠,确保基坑受力可靠以及支护的保护作用完全体现;其次,大型高层建筑通常都建在城市中心,周围建筑物繁多复杂,地下市政管线众多,所以施工必须充分保证不能影响周围相邻的建筑物的安全和稳定,不能破坏周围的地下管线等。再次,基坑开挖期间,必须合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水,保证基础施工安全。最后,根据实际工程需要选取经济合理的施工方案,实现工程最优化。地下结构施工及基坑周边环境的安全主要是由支护体所保障。所以深支护体系的设计、施工能力水平直接关系到基坑施工的安全性,工程整体的安全可靠。
二、工程深基坑支护的安全技术措施
1、必须编制安全专项施工方案并贯彻执行
一份科学、合理、完善的安全专项施工方案是保证施工质量,全面提高施工现场的安全管理水平,有效预防伤亡事故的发生,确保职工的安全和健康,实行检查评价工作标准化、规范化的需要,也是衡量企业现代化管理水平优劣的重要标志。安全专项施工方案的编制应坚持‘以人为本、安全第一、预防为主’的基本原则,并满足针对性、可行性、及时性的要求。
2、基坑開挖安全技术措施。
施工前,技术人员要认真复核地质资料以及地下构造物的位置、走向,并掌握本项目施工可能影响临近建筑物基础的埋设深度。技术人员要根据核实后的资料,并对照施工方案和技术措施,确定正确的施工顺序、选择合理的施工方法及采取相应的安全技术措施。施工安全技术要求如下:
(1)采取分段分层开挖,开挖顺序按批准的施工方案进行,不得随意开挖。
(2)在基坑的周围应设置排水沟,防止雨水或洪水倒灌到基坑内。
(3)基坑四周设立安全防护栏,施工现场四处张挂好醒目的安全标志、安全宣传牌,警示、提醒每个进入现场的施工人员注意安全。作业环境合理采用不同的色彩,尽量减轻作业人员眼睛及全身的疲劳,降低事故频率。
(4)加强基坑边坡沉降、位移监测工作,当基坑边坡变形超过监测警戒值后,立即停止施工,起动应急预案。
(5)从地质勘探资料,本工程基坑土质良好且地下水位深,出现大面积边坡坍塌可能性小,为预防局部边坡现险情,现场准备10m×6m×6m方量沙袋用于当局边坡现险情时回填。
3、加强对地表水的控制。
在基坑施工产前,应摸清基坑周边的管网情况,避免在施工过程中对管网造成损害,出现爆或渗漏。同时为减少地表水渗入坑壁土体,基坑顶部四周应用混凝土封闭,施工现场内应设地表排水系统,对雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等进行有组织排放,对坑边的积水坑、降水沉砂池应做防水处理,防止出现渗漏。对采用支护结构的坑壁应设置泄水孔,保证护壁内侧土体内水压力能及时消除,减少土体含水率,也便于观察基坑周边土体内地表水的情况,及时采取措施。泄水孔外倾坡度不宜小于5%,间距宜为2~3m,并宜按梅花形布置。
4、深基坑支护施工的信息化
对基坑开挖进行实时监控是施工信息化管理的基础。根据施工监控反馈的数据进行分析。一方面可以及时掌握支护工程的受力状态,防止出现重大安全事故;另一方面通过对地质情况的了解不断修正原有的认识和设计。开挖施工监测的主要内容包括:支护结构顶部水平向的位移;支护结构自身的裂缝和沉降;相邻建筑物和道路的裂缝、沉降和倾斜;基坑底部有无隆起的观测等。其一般是安排专业人员对基坑及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测信息,比照勘察设计和施工组织设计中的预期性状,动态分析基坑支护结构或岩土变形等情况,全面掌握位移变形量的大小、方向和速度,及时对施工中可能出现的险情进行预报。对照报警标准及时采取有效的应对措施,确保施工安全。监测体系一般有两套监测系统。一套是施工单位组织的自检监控,主要是监测桩顶水平位移等,这种监测的频率要求较密;另一套是由甲方委托有资质的专业单位进行监测。一般部位每隔8~10m布设一个监测点,关键部位适当加密布设监测点。开挖基坑较深时,还应该测试支撑结构的内应力和支撑变形量,当所测应力达到设计值的90%或支撑变形量达到10mm时,要停止施工并采取防范措施。开挖后每天监测一次,当变形超过有关标准或监测结果变化较大时,应加密观测次数。当有事故征兆时,应停止施工并加大监测频率,加强监测。要根据观测结果绘制出变化曲线图,反映所测目标的动态趋势,传递险情前兆信息。当出现位移量发生突变、位移量有增加趋势、位移方向改变等现象时,必须结合气象条件、开挖施工、地下水变化等相关的诱发情况,认真分析支护结构、地质特性、地下设施、临近建筑物等监测信息,再次计算基坑支护结构的稳定性,确定排除险情后再继续施工。
5、应急管理
(1)内容 常见的深基坑支护工程施工突发事件包括有:基坑内出现管涌、流沙等;基坑支护局部出现裂缝、沉降;工程所在地连续多日出现狂风暴雨;相邻工地降水、打桩、开挖土方对本工程的影响;开挖中出现地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕等。在深基坑开挖施工中,要事先设立预案,发现有异常,即时拿出相应方案指导施工,并进行跟踪监测,验证方案是否有效,确保基坑及周边环境的安全。当预计事件发生后,应立即启动应急预案及时解决。
(2)发生流砂、管涌和坑底土体隆起
围护墙体的渗水与漏水。对渗水量较小,不影响施工也不影响周边环境的情况,应采用引流方法明沟排水的方法。对渗水量大,但没有泥砂带出,而对周边环境影响不大的情况应采用合适堵漏的方法。对渗、漏水量很大的情况,如漏水位置离地面不深处,可采用钢板封堵后用密实混凝土进行封堵。
如漏水位置埋深较大,则可在墙后采用压密注浆方法,也可采用高压喷射注浆封堵方法。基坑渗水部位用管井降水。基坑顶水平位移较大或深层土体位移较大、速率较快,有条件部位进行坑外卸土,无放坡条件处加设钢斜撑、用土钉加固,另外考虑坑底回填土、草包叠袋;放坡坡面出现滑移或沉陷现象,用松木桩加固坡脚或用土钉加固坡面。
(3)回弹变形过大,基坑有失稳趋势
基坑土体开挖后,地基卸载,土体中压力减少,土的弹性效力应将基坑底面产生一定的回弹变形(隆起)。回弹变形量的大小与土的种类,是否浸水、基坑深度、基坑面积、基坑暴露时间及挖土顺序等因素有关。回弹变形有效应力的变化,减少暴露时间,并在基坑开挖前和开挖中,均应保证基底排水的正常、有序进行。
(4)围护结构和支撑的受力与变形速率变化过大
由于基坑内土方开挖,造成基坑内支撑应力增大,使基坑围护结构和支撑的受力与变形速率变化突然增大,基坑出现险情。对此情况,采用注浆,进行快速回填、坑外卸載等措施进行坑内外加固,确保基坑安全。
三、结束语
深基坑施工安全亦受诸多不确定因素影响。为保证深基坑施工安全无事故,各方责任主体高度重视深基坑支护安全技术工作,就能有效地控制和杜绝安全事故的发生。
参考文献:
[1]王文涛,惠宁.浅谈深基坑支护工程安全与技术措施.科技资讯.2010
[2]符昭宁.深基坑支护工程施工安全技术分析[J].科学之友,2011
[3]伍忠民.建筑工程深基坑技术[J].建材与装饰(中旬刊),2011
【关键词】 高层建筑;深基坑支护;安全技术
前言:
随着社会经济的高速发展,超大规模的高层建筑大量涌现。为满足抗震结构设计,基础本身要求有一定的埋置深度,同时为满足利用地下室,建造地下车库、商场、仓库和人防设施等功能的要求,高层建筑的基础埋置深度不断增大。从发展趋势看,高层建筑越来越高,向地下发展越来越深,给深基坑安全施工提出了严峻的挑战。
一、对深基坑支护安全问题的认识
随着高层建筑的不断建设,高层建筑的基坑的支护施工技术就越加凸显其重要性。基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。常见的基坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。深基坑施工的特点决定了深基坑施工的技术要求。主要包括:首先,施工时技术手段要先进可靠,确保基坑受力可靠以及支护的保护作用完全体现;其次,大型高层建筑通常都建在城市中心,周围建筑物繁多复杂,地下市政管线众多,所以施工必须充分保证不能影响周围相邻的建筑物的安全和稳定,不能破坏周围的地下管线等。再次,基坑开挖期间,必须合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水,保证基础施工安全。最后,根据实际工程需要选取经济合理的施工方案,实现工程最优化。地下结构施工及基坑周边环境的安全主要是由支护体所保障。所以深支护体系的设计、施工能力水平直接关系到基坑施工的安全性,工程整体的安全可靠。
二、工程深基坑支护的安全技术措施
1、必须编制安全专项施工方案并贯彻执行
一份科学、合理、完善的安全专项施工方案是保证施工质量,全面提高施工现场的安全管理水平,有效预防伤亡事故的发生,确保职工的安全和健康,实行检查评价工作标准化、规范化的需要,也是衡量企业现代化管理水平优劣的重要标志。安全专项施工方案的编制应坚持‘以人为本、安全第一、预防为主’的基本原则,并满足针对性、可行性、及时性的要求。
2、基坑開挖安全技术措施。
施工前,技术人员要认真复核地质资料以及地下构造物的位置、走向,并掌握本项目施工可能影响临近建筑物基础的埋设深度。技术人员要根据核实后的资料,并对照施工方案和技术措施,确定正确的施工顺序、选择合理的施工方法及采取相应的安全技术措施。施工安全技术要求如下:
(1)采取分段分层开挖,开挖顺序按批准的施工方案进行,不得随意开挖。
(2)在基坑的周围应设置排水沟,防止雨水或洪水倒灌到基坑内。
(3)基坑四周设立安全防护栏,施工现场四处张挂好醒目的安全标志、安全宣传牌,警示、提醒每个进入现场的施工人员注意安全。作业环境合理采用不同的色彩,尽量减轻作业人员眼睛及全身的疲劳,降低事故频率。
(4)加强基坑边坡沉降、位移监测工作,当基坑边坡变形超过监测警戒值后,立即停止施工,起动应急预案。
(5)从地质勘探资料,本工程基坑土质良好且地下水位深,出现大面积边坡坍塌可能性小,为预防局部边坡现险情,现场准备10m×6m×6m方量沙袋用于当局边坡现险情时回填。
3、加强对地表水的控制。
在基坑施工产前,应摸清基坑周边的管网情况,避免在施工过程中对管网造成损害,出现爆或渗漏。同时为减少地表水渗入坑壁土体,基坑顶部四周应用混凝土封闭,施工现场内应设地表排水系统,对雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等进行有组织排放,对坑边的积水坑、降水沉砂池应做防水处理,防止出现渗漏。对采用支护结构的坑壁应设置泄水孔,保证护壁内侧土体内水压力能及时消除,减少土体含水率,也便于观察基坑周边土体内地表水的情况,及时采取措施。泄水孔外倾坡度不宜小于5%,间距宜为2~3m,并宜按梅花形布置。
4、深基坑支护施工的信息化
对基坑开挖进行实时监控是施工信息化管理的基础。根据施工监控反馈的数据进行分析。一方面可以及时掌握支护工程的受力状态,防止出现重大安全事故;另一方面通过对地质情况的了解不断修正原有的认识和设计。开挖施工监测的主要内容包括:支护结构顶部水平向的位移;支护结构自身的裂缝和沉降;相邻建筑物和道路的裂缝、沉降和倾斜;基坑底部有无隆起的观测等。其一般是安排专业人员对基坑及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测信息,比照勘察设计和施工组织设计中的预期性状,动态分析基坑支护结构或岩土变形等情况,全面掌握位移变形量的大小、方向和速度,及时对施工中可能出现的险情进行预报。对照报警标准及时采取有效的应对措施,确保施工安全。监测体系一般有两套监测系统。一套是施工单位组织的自检监控,主要是监测桩顶水平位移等,这种监测的频率要求较密;另一套是由甲方委托有资质的专业单位进行监测。一般部位每隔8~10m布设一个监测点,关键部位适当加密布设监测点。开挖基坑较深时,还应该测试支撑结构的内应力和支撑变形量,当所测应力达到设计值的90%或支撑变形量达到10mm时,要停止施工并采取防范措施。开挖后每天监测一次,当变形超过有关标准或监测结果变化较大时,应加密观测次数。当有事故征兆时,应停止施工并加大监测频率,加强监测。要根据观测结果绘制出变化曲线图,反映所测目标的动态趋势,传递险情前兆信息。当出现位移量发生突变、位移量有增加趋势、位移方向改变等现象时,必须结合气象条件、开挖施工、地下水变化等相关的诱发情况,认真分析支护结构、地质特性、地下设施、临近建筑物等监测信息,再次计算基坑支护结构的稳定性,确定排除险情后再继续施工。
5、应急管理
(1)内容 常见的深基坑支护工程施工突发事件包括有:基坑内出现管涌、流沙等;基坑支护局部出现裂缝、沉降;工程所在地连续多日出现狂风暴雨;相邻工地降水、打桩、开挖土方对本工程的影响;开挖中出现地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕等。在深基坑开挖施工中,要事先设立预案,发现有异常,即时拿出相应方案指导施工,并进行跟踪监测,验证方案是否有效,确保基坑及周边环境的安全。当预计事件发生后,应立即启动应急预案及时解决。
(2)发生流砂、管涌和坑底土体隆起
围护墙体的渗水与漏水。对渗水量较小,不影响施工也不影响周边环境的情况,应采用引流方法明沟排水的方法。对渗水量大,但没有泥砂带出,而对周边环境影响不大的情况应采用合适堵漏的方法。对渗、漏水量很大的情况,如漏水位置离地面不深处,可采用钢板封堵后用密实混凝土进行封堵。
如漏水位置埋深较大,则可在墙后采用压密注浆方法,也可采用高压喷射注浆封堵方法。基坑渗水部位用管井降水。基坑顶水平位移较大或深层土体位移较大、速率较快,有条件部位进行坑外卸土,无放坡条件处加设钢斜撑、用土钉加固,另外考虑坑底回填土、草包叠袋;放坡坡面出现滑移或沉陷现象,用松木桩加固坡脚或用土钉加固坡面。
(3)回弹变形过大,基坑有失稳趋势
基坑土体开挖后,地基卸载,土体中压力减少,土的弹性效力应将基坑底面产生一定的回弹变形(隆起)。回弹变形量的大小与土的种类,是否浸水、基坑深度、基坑面积、基坑暴露时间及挖土顺序等因素有关。回弹变形有效应力的变化,减少暴露时间,并在基坑开挖前和开挖中,均应保证基底排水的正常、有序进行。
(4)围护结构和支撑的受力与变形速率变化过大
由于基坑内土方开挖,造成基坑内支撑应力增大,使基坑围护结构和支撑的受力与变形速率变化突然增大,基坑出现险情。对此情况,采用注浆,进行快速回填、坑外卸載等措施进行坑内外加固,确保基坑安全。
三、结束语
深基坑施工安全亦受诸多不确定因素影响。为保证深基坑施工安全无事故,各方责任主体高度重视深基坑支护安全技术工作,就能有效地控制和杜绝安全事故的发生。
参考文献:
[1]王文涛,惠宁.浅谈深基坑支护工程安全与技术措施.科技资讯.2010
[2]符昭宁.深基坑支护工程施工安全技术分析[J].科学之友,2011
[3]伍忠民.建筑工程深基坑技术[J].建材与装饰(中旬刊),2011