摘要:本文介紹了深基坑工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其特點,同時也詳細(xì)而著重的介紹了基坑工程土方開挖施工技術(shù)應(yīng)遵循的原則及施工階段存在的問題,并對如何減少問題提出了一些保護(hù)措施及方法。
關(guān)鍵詞:深基坑工程;圍護(hù)體系;土方開挖
基坑工程的服務(wù)工作面幾乎涉及所有土木工程領(lǐng)域,如建工、水利、港口、路橋、市政、地下工程以及近海工程等。進(jìn)入二十一世紀(jì)后,大量高層、超高層、超大體量建筑以及地下工程不斷涌現(xiàn),對基坑工程的要求越來越高,需要解決的問題也越來越多。
1深基坑工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著高層建筑的發(fā)展,基坑工程的規(guī)模也迅速發(fā)展。可以說,近20多年來我國深基坑工程數(shù)量之集中,監(jiān)測資料之豐富,可謂世界領(lǐng)先。其主要標(biāo)志是開挖深度越來越大,已發(fā)展至30m以上,高層建筑基坑如北京市經(jīng)貿(mào)委大樓,地下4層,基礎(chǔ)埋置深度為地面以下30m;工業(yè)基坑如上海寶鋼熱軋廠鐵皮坑深達(dá)32m;市政設(shè)施如江陰長江大橋北錨錠基礎(chǔ)工程基坑沉井下沉深度達(dá)58m,這些國內(nèi)外罕見的超深基坑工程的建成,標(biāo)志著我國基坑工程技術(shù)達(dá)到了一個很高的水平。
我國基坑工程技術(shù)已有近30年的發(fā)展歷程,取得了許多重大進(jìn)展。通過大量工程實踐和不斷的開發(fā)研究,已基本形成了適合我國國情,適用不同基坑深度、不同地質(zhì)條件和環(huán)境條件的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的一個圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。地下連續(xù)墻技術(shù)的優(yōu)越性日益為工程界所公認(rèn)?;庸こ淌┕けO(jiān)控技術(shù),特別是對深層位移和結(jié)構(gòu)內(nèi)力的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)在近幾年也得到了較大的發(fā)展,對于保證施工安全和保護(hù)相鄰環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。
2深基坑工程特點
深基坑工程是一項綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。深基坑圍護(hù)工程一般包括以下內(nèi)容:圍護(hù)體系、支撐體系、土方開挖(工程及設(shè)施)、降水工程、地基加固、監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)工程。
要創(chuàng)造基坑工程土方開挖的作業(yè)條件和地下室施工條件,要求基坑圍護(hù)體系起到擋土和降低基坑內(nèi)水位的目的?;訃o(hù)體系必須達(dá)到以下三個要求:
(1)保證基坑圍護(hù)四周邊坡的穩(wěn)定性,并滿足地下室施工有足夠空間的要求,也就是說基坑圍護(hù)體系要能起到擋土的作用,這是土方開挖和地下室施工的必要條件。
(2)保證基坑四周相鄰建筑物、構(gòu)筑物和地下管線在基坑工程期間不受損害,保證其正常安全使用。這要求在圍護(hù)體系施工、降低地下水位、土方開挖及地下室施工過程中控制圍護(hù)體系和土體的變形,使基坑周圍地面沉降和水平位移控制在容許范圍以內(nèi)。
(3)保證基坑工程施工作業(yè)面在地下水位以上。這要求圍護(hù)體系能通過截水、降低地下水位、排水等措施保證基坑工程施工作業(yè)面在地下水位0.5m~1.0m以上。
土方開挖的施工組織是否合理將對圍護(hù)體系是否成功產(chǎn)生重要影響。不合理的土方開挖方式、程序和速度可能導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)樁基變位,圍護(hù)結(jié)構(gòu)過大的變形,甚至引起圍護(hù)程序和速度可能導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)樁基變位,圍護(hù)結(jié)構(gòu)過大的變形,甚至引起圍護(hù)體系失穩(wěn)導(dǎo)致破壞?;庸こ淌窍到y(tǒng)工程,應(yīng)加強(qiáng)施工組織設(shè)計,包括降低地下水位、土方開挖、監(jiān)測以及應(yīng)急措施等。在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測,實行信息化施工。
3土方開挖
目前,由于基坑開挖深度越來越深,確?;拥陌踩€(wěn)定成為施工的關(guān)鍵問題。一旦基坑變位滑動,可能導(dǎo)致難以彌補(bǔ)的災(zāi)難。如基坑底部施工人員傷亡,鄰近建筑物由于不均勻沉降開裂破壞等。
3.1土方開挖遵循的原則
在無內(nèi)支撐的基坑中,土方開挖應(yīng)遵循“土方分層開挖、墊層隨挖隨澆”的原則;在有支撐的基坑中,應(yīng)遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則,墊層也應(yīng)隨挖隨澆。此外,土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計工況相一致。基坑土方開挖時應(yīng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境進(jìn)行觀察和監(jiān)測,如出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時處理,待恢復(fù)正常后方可繼續(xù)施工。
3.2基坑開挖施工階段存在的問題
(1)深基坑技術(shù)還有待盡快發(fā)展提高,以適應(yīng)當(dāng)前工程的需要。當(dāng)前深基坑開挖支護(hù)工程己發(fā)展到以深、大、復(fù)雜為特點的新時期,特別是沿海地區(qū),地下水位較高,深基坑工程施工工藝的改進(jìn)等問題,均有待于進(jìn)一步的研究和盡快發(fā)展。
(2)一些基坑工程設(shè)計質(zhì)量較低,是發(fā)生事故的主要原因。一些部門誤認(rèn)為深基坑開挖支護(hù)工程是施工部門的事,無需設(shè)計資質(zhì),設(shè)計院及巖土工程部門介入較少,設(shè)計很多是由施工單位自己完成,由于設(shè)計人員的技術(shù)水平參差不齊,參數(shù)取值、計算方法無章可循,使一些工程設(shè)計缺陷較多、隱患較大,盲目挖潛,以致造成安全儲備過低,發(fā)生嚴(yán)重工程事故,或盲目增加安全系數(shù)造成嚴(yán)重浪費。
(3施工混亂,管理不力。對屬于巖土工程的地下施工項目,資質(zhì)限制不嚴(yán)格,基坑支護(hù)工程轉(zhuǎn)手承包較為普遍,少數(shù)施工單位不具備技術(shù)條件,人力、物力等基本素質(zhì)較差,為了追求利潤或為遷就業(yè)主,隨意修改工程設(shè)計,降低安全度?,F(xiàn)場管理混亂,以致出現(xiàn)險情時驚慌失措。
(4)質(zhì)量檢驗方面也有不少問題?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測、驗收方法也章法不一,給基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評價帶來困難,沒有針對基坑支護(hù)工程特點建立竣工驗收的質(zhì)量管理體系,檢測部門資質(zhì)混亂。
(5)深基坑工程對工程勘察有特殊要求。基坑工程勘察工作十分重要,但許多勘察單位常常忽略對基坑環(huán)境地質(zhì)的勘察,專門針對基坑的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)的勘察重視不夠,對各種計算參數(shù)的試驗方法及取值也缺乏科學(xué)性或不符合現(xiàn)場實際情況,對于費時費力的現(xiàn)場試驗及原位測試工作較少進(jìn)行,有些勘察深度和勘察點的布置不符合基坑工程要求,以致給設(shè)計、施工帶來困難和隱患。
(6)監(jiān)理工作的問題。目前有些地區(qū)的監(jiān)理工作在人力、技術(shù)等方面還很不適應(yīng)深基坑工程的特殊要求,要把對基坑工程的監(jiān)理作為整個建筑工程監(jiān)理的一個重點。
(7)在具體的土方開挖過程中,要注意以下幾個常見問題:1)深基坑開挖時支撐斷裂或板樁變形過大,使土體滑動,路面開裂,危及周圍道路、水管、電纜、電訊設(shè)施、煤氣管線的安全;2)基坑降水使一定深度內(nèi)的地下水位降低,土體固結(jié),地面沉降,導(dǎo)致鄰近建筑物產(chǎn)生不均勻沉降,山墻破裂,地坪開裂或門窗開啟、關(guān)閉困難等;3)用于擋土、止水的圍護(hù)樁體局部滲水或基底出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象;4)圍護(hù)樁體入土深度不夠,引起坑底隆起、變形過大等。
3.3減少問題發(fā)生的若干保護(hù)措施及方法
(1)在基坑圍護(hù)設(shè)計中必須考慮一定的安全系數(shù),可適當(dāng)增加圍護(hù)樁體的入土深度,除了考慮邊坡土質(zhì)不均勻,施工擾動、坡上堆放建筑材料等不利因素外,還要考慮不可預(yù)見的偶然因素。
(2)盡量縮短基坑開挖后的暴露時間。
(3)滿足對稱開挖,均衡開挖的原則,使基坑受力均衡。
(4)可靠而且合理的利用土體自身在開挖過程中控制位移的潛力。
(5)基坑在開挖的時候做到先撐后挖,嚴(yán)禁超挖。對基坑周圍的建筑物及地下管線設(shè)施進(jìn)行有效的安全保護(hù)。
(6)努力做到信息化施工,施工過程中時刻監(jiān)測圍護(hù)結(jié)構(gòu)和土體的水乎、垂直位移,隨時預(yù)報,盡量杜絕可能產(chǎn)生的不良后果。
4 結(jié)語
深基坑工程是一個很有發(fā)展?jié)摿Φ墓こ?,不斷增加的工程?shù)量,復(fù)雜多變的工程環(huán)境為深基坑理論發(fā)展與實踐提供了一個廣闊的舞臺。為了滿足社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要,相信在以后的基坑工程實踐中,隨著支護(hù)理論的不斷發(fā)展和土方開挖技術(shù)的不斷進(jìn)步,新技術(shù)的不斷推廣,建筑深基坑土方施工技術(shù)水平將會不斷提高和發(fā)展,深基坑工程必將日益完善。
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