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【摘 要】明挖深基坑工程在施工中有较大的施工风险,本文结合杭州地铁1号线富春路站深基坑开挖施工经验,介绍了明挖深基坑施工中的风险点预防及处理措施。
【关键词】基坑开挖;施工风险;支撑失稳;围护结构
1 工程概况
富春路站车站主体基坑长为247.4m,标准段挖深约23.6m,端头井挖深约25.5m,主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙,连续墙接头采用锁口管接头形式。1、4道支撑为钢筋砼支撑,其它支撑采用φ609mm壁厚16mm的钢管支撑,支撑水平布置以每幅连续墙设置2根支撑为原则。主体标准段设6道支撑(2道换撑),第5道为双拼,端头井设7道支撑(2道换撑),第6道为双拼,对撑水平间距约3m间隔布置。
工程场地区域浅部地下水属孔隙性潜水类型,主要赋存于上部填土及粉土、粉砂中,补给来源主要为大气降水及地表水,并与新河塘呈互为补给关系,地下水位随季节性变化,与钱塘江江水具有水力联系,水位埋深1.1m~4.15m,根据区域水文地质资料,浅层地下水位年变幅为1~2m,场地年均最高地下水位为地表下0.5m左右。
2 基坑纵向滑坡
2.1 预防措施
2.1.1 严格控制基坑开挖坡度。
2.1.2 在开挖前和开挖中均采用具有针对性的降水措施,保证该层土中降水效果。
2.1.3 暴雨来临之前所有边坡应铺设塑料膜防止暴雨冲刷,同时在坡脚设置大功率水泵抽水,防止坡脚濅水。
2.1.4 如遇到特殊情况,需要基坑停工较长时间,应在平台、基坑边和坡脚设置排水明沟和积水坑,并派专人抽水值班,必要时对基坑边坡面进行喷射素砼保护。
2.1.5 在进度允许的条件下,尽量采用少开工作面的形式,避免暴露太多的基坑工作面。
2.1.6 坡顶严禁堆积荷载,坡顶不允许设置便道。
2.1.7 紧贴基坑四周设置砖砌或砼挡水墙,严禁在四周设排水沟,防止沟内积水向坑内渗透。
2.2 处理措施
2.2.1 险情现场人员疏散,同时对可能造成影响的周边单位或住宅内的人员进行疏散。
2.2.2 通知相关管线单位,根据影响程度进行管线监护和处置。
2.2.3 会同交警部门对影响到的周边道路进行调整和交通疏散。
2.2.4 如果纵向滑坡后基坑没有坍塌,在具备条件和不危及人员安全的前提下补强支撑,并对坡脚处进行土方回填或沙,如果不能补强支撑,则立即对坡脚处进行回填土方或沙。
2.2.5 如果纵向滑坡后基坑发生坍塌,立即组织对基坑塌方处进行回填土方或沙。
2.2.6 进行坡顶卸载。
2.2.7 尽量减少动载。
2.2.8 杜绝任何流入基坑边坡内的水源。
3 支撑失稳
3.1 预防措施
3.1.1 钢支撑失稳前有拱起侧弯或下沉的先兆,发现情况要迅速采取加固或补撑措施,在基坑开挖期间要加强对支撑的观察。每班要有专人巡察。
3.1.2 认真分析监测数据,及时发现安全隐患。
3.1.3 对支撑材料要严格把关,杜绝使用不合格的支撑。
3.1.4 支撑施工要严格按要求架设、预加预应力等。对安装轴力计的支撑,要有特殊措施进行保护。
3.1.5 要根据格构柱的沉降情况,及时调整支撑,防止支撑因格构柱的沉降或上抬而造成偏心,影响支撑受力。
3.2 处理措施
3.2.1 险情现场人员疏散,同时对可能造成影响的周边单位或住宅内的人员进行疏散。
3.2.2 通知相关管线单位,根据影响程度进行管线监护和处置。
3.2.3 会同交警部门对影响到的周边道路进行调整和交通疏散。
3.2.4 如果发生钢支撑失稳,基坑未坍塌:
在失稳的钢支撑旁加设钢支撑,并施加预应力。同时对周围支撑复查,查找是否有支撑松弛,如果发现有支撑松弛,应立即采取复加预应力加固措施。如果支撑松弛而发生支撑失稳,则应立即查找周边超载、围护结构背土是否流失等原因,防止失稳现象扩散。
3.2.5 如果发生钢支撑失稳已经引起基坑坍塌:
立即对基坑坍塌处回填土方,并清理基坑周边的超载,如果围护结构背土发生土体流失,要立即填充砂或砼,同时对周围支撑复查,查找是否有支撑松弛,如果发现有支撑松弛,应立即采取复加预应力,防止失稳现象扩散。
4 基坑围护结构涌砂
4.1 预防措施
4.1.1 严格控制地下连续墙等围护结构的垂直度,避免开叉。
4.1.2 地下连续墙施工中,增加刷壁次数,保证刷壁效果。
4.1.3 混凝土浇注时必须连续,避免出现堵管、导管拔空等现象,及时清除绕流混凝土。
4.1.4 地下连续墙施工中发生的质量问题都详细记录,在基坑开挖前或过程中采取专项措施进行处理。
4.1.5 基坑开挖中,随挖随撑,防止围护结构出现大的变形,造成地墙接缝渗漏。
4.1.6 根据管线及周边地面状况,在管线与基坑之间或管线底部基础,采取水泥土搅拌桩及注浆加固等形式,隔断或减轻施工对其的影响。
4.1.7 加强施工监测,实施动态信息化施工管理。
4.1.8 基坑开挖期间,24小时值班,及时对地墙质量和渗漏情况进行检查,发现问题及时处理。
4.2 处理措施
4.2.1 险情现场人员疏散,同时对可能造成影响的周边单位或住宅内的人员进行疏散。
4.2.2 通知相关管线单位,根据影响程度进行管线监护和处置。
4.2.3 会同交警部门对影响到的周边道路进行调整和交通疏散。
4.2.4 查清漏点后,先用棉纱封堵,用基坑土方回填覆实,在基坑漏点附近增设临时支撑并复加轴力。
4.2.5 在围护结构漏点外侧打孔,压注聚氨酯溶液进行封堵。当漏点被彻底封堵、不再涌砂后,再压注双液注浆,对地基进行加固。
4.2.6 当漏砂严重,封堵无效有可能导致周围环境破坏时,用土方、砂或水泥等材料回填基坑。对周围建筑物、管线和道路进行监控,当变形较大时,采取双液跟踪注浆措施,调整变形速率,对流失的土体填充。
5 周边建筑物变形过大
5.1 预防措施
根据本工程实际情况,取基坑保护等级为特级,要求围护结构最大水平位移小于29mm,地面最大沉降小于29mm。
本车站明挖结构周边有建兰中学和近江小区住房,靠东侧沿4号线车站方向有一条新塘河,针对本站施工场区的地质情况,在施工过程中,将采取以下措施控制变形:
5.1.1 施工前先对建筑物进行调查,并根据需要采取必要的结构加固措施。
5.1.2 在开挖过程中,优化施工方案,合理安排施工工序,控制地面沉降,满足环境保护要求。
5.1.3 地面沉降变化值较大时,加密观测和主要人员现场值班,确保及时发现问题。
5.1.4 建立严格的沉降量测控制网络,在开挖前取得初始数据,并将所有的监测点清晰地标在总平面图上,施工中及时定期进行监测,以掌握车站施工时和建成后对周围环境及对结构本身的影响,必要时采取措施来确保车站的安全施工和减少对周围建筑物的影响。
5.2 处理措施
5.2.1 变形可控状态
(1)根据变形情况,对建筑物进行加固处理。
(2)根据监测情况,调整施工方案,采取合理的施工措施,防止变形进一步扩大。
(3)加强监测频率和监测要求,成立现场施工指导小组,进行现场管理。
5.2.2 变形非可控状态
(1)停止施工, 立即对建筑物进行加固处理,防止变形扩大。
(2)组织所有应急人员到场,根据指令迅速调集足够的应急物资到场。
(3)紧急向上级部门汇报,紧急联系说有相关单位(街道、道路、管线、交警等),并及时撤离建筑物内人员,疏散周边人员。
(4)协助相关部门建立安全隔离区,并参与巡逻和警戒工作。
(5)加强施工监测,实施动态信息化管理。
(6)配合相关部门进行抢救工作。
6 台风、汛情应急措施
根据杭州地区每年的降水规律,6~9月份为雨季,雨量比较集中,排水不畅易导致基坑内积水严重,如汛期突遇暴雨,很可能造成雨水回灌到基坑内,造成灾害性事故。
6.1 预防措施
6.1.1 做好放台风、防汛情物资储备,并对所有人员进行相关知识培训。
6.1.2 在基坑冠梁四周设排水沟,少量雨水和基坑内排水由排水沟排至基坑内防汛用的蓄水池内集中抽排至市政管道。
6.1.3 在基坑四周低洼处及进水处修筑拦水坝,防止地面雨水流入基坑内,将基坑施工面浸泡;基坑四周排水沟及时清理,保证排水顺畅
6.1.4 加强对天气预报资料的收集,掌握天气变化信息,并及时反馈,以便根据天气变化调整施工。在暴雨来临前,停止受暴雨影响较大的土方开挖。
6.2 处理措施
6.2.1 现场负责人必须载第一时间赶赴现场,施工现场的抢险救援小组必须接受统一指挥,投入抢险救援工作。
6.2.2 组织应急抢险小组成员将装满土的编制袋倒运至基坑四周;沿基坑四周码放编制袋,施做围堰,特别注意堵截基坑顶地势较低处的洪水。
6.2.3 在车站基坑底部将已灌入的洪水疏导进积水坑,启动坑内已安放的水泵向外抽水。
6.2.4 及时抢救基坑周边的堆积物资,以防被洪水冲入基坑内部,同时检查基坑周边水沟是否畅通,尽量保证大部分积水通过下水道流走。
7 结语
深基坑开挖工程施工风险较大,尤其是工程场地内地下水位较高或基坑距离周边建筑物或地下管线较近时,将进一步加大基坑开挖的施工风险。为确保施工安全,首先要确保基坑围护结构的施工质量,并在开挖施工前针对工程特点,认真分析各类风险点,制定相应的控制措施及切实可行的应急预案,在施工过程中以预防为主,做好过程控制,如一旦发生风险事故,应立即启动应急预案及时处理,可将损失减至最低。