趙智雄ZHAO Zhi-xiong;劉建偉LIU Jian-wei
(①鄭州華信學院,鄭州 451100;②機械工業(yè)第六設計研究院有限公司,鄭州 451100)
(①Zhengzhou Huaxin University,Zhengzhou 451100,China;②SIPPR Engineering Group Co.,Ltd.,Zhengzhou 451100,China)
隨著中國經(jīng)濟及城市建設的發(fā)展,有限的城市地面空間已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的工作和生活的需要,于是人們開始向高空和地下尋求發(fā)展空間。近20年,尤其是近10年來,基坑工程數(shù)量急劇增加,技術上也有了長足的進步。進入21 世紀后出現(xiàn)了更多的超高層建筑和大型的地下工程,特別是北京、上海、廣州的地鐵工程的全面展開帶來了超深基坑工程的發(fā)展。而現(xiàn)在各類地下工程諸如越江隧道、地下商場、地下民防等已隨處可見。這些工程的共同特點是都要進行大規(guī)模地下開挖,必然導致大量的基坑工程產(chǎn)生。為了保證建筑物的穩(wěn)定性,建筑基礎都必須滿足地下埋深嵌固的要求。建筑高度越高,其埋置深度也就越深,對基坑工程的要求越來越高,隨之出現(xiàn)的問題也越來越多,這給建筑施工,特別是城市中心區(qū)的建筑施工帶來了很大的困難。
1.1 事故經(jīng)過 帝都大廈位于新鄭市新建路和中華路之間,深基坑采用地下連續(xù)墻圍護,開挖面積約5000m2。2004年9 月1 日,在開挖到基地深度13 米,第三道支撐未及支護時,突然在新建路一側(cè)發(fā)生坍落,塌方地段長22米、寬10 米、深5 米。停放在該地的一輛裝有5 噸柴油的油罐車也被滑入塌方底部5 米深處,致使地下通往人民廣場的一條20 萬伏電纜線受到威脅。由于塌方,埋設在地下的煤氣管被塌方建筑物擠壓斷裂,工地泄露的煤氣最高濃度在200PPm 以上,直接危害工地人員和周圍居民的生命安全,造成的損失達上億元。
由于基坑坍塌,使得地下所埋設各種管線遭受嚴重損壞,煤氣外溢,大面積停氣停水停電,交通中斷,造成了重大經(jīng)濟損失和不良社會影響。這起事故引起了市政府和工程界的高度重視,使得正在編寫的地方《基坑工程設計規(guī)程》,對基坑工程的設計和施工提出了更嚴格的要求。
1.2 事故原因分析 ①工程勘察??辈熨Y料不詳、不準、疏漏、失誤:勘察結(jié)果不完備、不準確、不正確。②工程設計。工程設計一般涉及到掘支方案、降水方案、應急方案的選擇和確定,在對支護參數(shù)進行設計時,需進行穩(wěn)定性計算分析及與之緊密相關的邊壁破壞模式的選定,任何一個環(huán)節(jié)不慎,均可能造成邊壁變形失穩(wěn)。③工程施工。施工質(zhì)量、施工工藝、材料質(zhì)量、施工機械化程度、施工速度和時機、管理水平均可能成為工程事故的直接原因或間接原因。此外,信息化施工,還需要施工單位具有較高水平的檢測和評估能力,而這往往不夠重視。④工程監(jiān)理。監(jiān)測現(xiàn)場擔負著監(jiān)督處理施工是否按圖施工的重任,是確保工程質(zhì)量安全的重要環(huán)節(jié)。工程經(jīng)驗表明:監(jiān)理工作做好了,做到位了,是可以避免某些事故的。⑤工程建設方或大發(fā)包方。某些事故是由于工程建設方或大發(fā)包方盲目壓價。層層分包、不恰當?shù)貐⑴c選擇或強行拍板某種支護方案或降水措施、或長期拖欠工程款,以致貽誤支護時機、工程質(zhì)量得不到保證等所引起的。⑥規(guī)范。隨著科學技術的飛速發(fā)展,有些規(guī)范的某些規(guī)定顯得不盡科學、合理、適用,以至于成為事故的原因之一。
通過對河南省超過200 項的事故進行分析,發(fā)現(xiàn)發(fā)生基坑坍塌事故的原因主要有以下幾種,見表1。
表1 基坑事故原因統(tǒng)計表
由表1 可見:工程事故的主要原因是施工、設計問題,分別占事故總數(shù)的46.9%和39.9%,建設方或大發(fā)包方的原因值得重視,其他原因也不容忽視。
2.1 防止坍塌的基本安全要求
2.1.1 必須認真貫徹建設部“重申防止坍塌的若干規(guī)定”和“關于防止坍塌的緊急通知”精神,在項目施工中必須針對工程特點編制施工組織設計,編制質(zhì)量、措施,經(jīng)甲乙方及監(jiān)理單位審批后實施。
2.1.2 工程土方施工,必須單獨編制專項的施工方案,編制措施,防止土方坍塌,尤其是制定防止毗鄰建筑物坍塌的措施。①按土質(zhì)放坡或護坡。施工中,要按土質(zhì)的類別,較淺的基坑,要采取放坡的措施,對較深的基坑,要考慮采取護壁樁、錨桿等技術措施,必須有專業(yè)公司進行防護施工。②降水處理。對工程標高低于地下水以下,首先要降低地下水位,對毗鄰建筑物必須采取有效的安全防護措施,并進行認真觀測。③基坑邊堆土要有安全距離,嚴禁在坑邊堆放建筑材料,防止動荷載對土體的震動造成原土層內(nèi)部顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。④土方挖掘過程中,要加強監(jiān)控。⑤杜絕“三違”現(xiàn)象。
2.1.3 模板作業(yè)時,對模板支撐宜采用鋼支撐材料作支撐立柱,不得使用嚴重銹蝕、變形、斷裂、脫焊、螺栓松動的鋼支撐材料和竹材作立柱。支撐立柱基礎應牢固,并按設計計算嚴格控制模板支撐系統(tǒng)的沉降量。支撐立柱基礎為泥土地面時,應采取排水措施,對地面平整、夯實,并加設滿足支撐承載力要求的墊板后,方可用以支撐立柱。斜支撐和立柱應牢固拉接,形成整體。
2.1.4 嚴格控制施工荷載,尤其是樓板上集中荷載不要超過設計要求。
2.2 發(fā)生坍塌的應急措施:①當施工現(xiàn)場的監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)土方或建筑物有裂紋或發(fā)出異常聲音時,應立即報告給領導小組組長,并立即下令停止作業(yè),并組織施工人員快速撤離到安全地點。②當土方或建筑物發(fā)生坍塌后,造成人員被埋、被壓的情況下,領導小組全員上崗,除應立即逐級報告給主管部門之外,應保護好現(xiàn)場,在確認不會再次發(fā)生同類的前提下,立即組織人員進行搶救受傷人員。③當少部分土方坍塌時,現(xiàn)場搶救組專業(yè)救護人員要用鐵鍬進行撮土挖掘,并注意不要傷及被埋人員;當建筑物整體倒塌時,由市領導小組統(tǒng)一領導和指揮,各有關部門協(xié)調(diào)作戰(zhàn),保證搶險工作有條不紊的進行。要采用吊車、挖掘機進行搶救,現(xiàn)場要有指揮并監(jiān)護,防止機械傷及被埋或被壓人員。④被搶救出來的傷員,要由現(xiàn)場醫(yī)療室醫(yī)生或急救組急救中心救護人員進行搶救,用擔架把傷員抬到救護車上,對傷勢嚴重的人員要立即進行吸氧和輸液,到醫(yī)院后組織醫(yī)務人員全力救治傷員。⑤當核實所有人員獲救后,將受傷人員的位置進行拍照或錄像,禁止無關人員進入現(xiàn)場,等待調(diào)查組進行調(diào)查處理。⑥對在土方坍塌和建筑物坍塌死亡的人員,由企業(yè)及善后處理組負責對死亡人員的家屬進行安撫,傷殘人員安置和財產(chǎn)理賠等善后處理工作。
深基礎基坑支護工程施工技術措施科學、合理與否,直接影響到工程本身的質(zhì)量與進度,并對工程經(jīng)濟效益提高與人身安全的保證起到關鍵性作用。深基坑支護工程是近二十年來隨著城市高層建筑發(fā)展而發(fā)展的一門新的實踐工程學,它還有待于理論上的完善,如何選取一種在經(jīng)濟、技術上都合理的支護類型,還必須充分考慮施工現(xiàn)場的環(huán)境、工程地質(zhì)條件以及具體的工程要求。
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