郭豐佐
(山東省地礦工程勘察院,山東 濟(jì)南 250014)
國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)建筑業(yè)與建筑工程提出了更高的要求,基坑工程項(xiàng)目在復(fù)雜的自然環(huán)境中進(jìn)行,此過(guò)程中存在大量的不確定因素。開(kāi)挖工期長(zhǎng)、施工難度大、現(xiàn)場(chǎng)施工條件差等特點(diǎn)導(dǎo)致工程建設(shè)中出現(xiàn)了很多安全事故,造成了不可挽回的損失。因此,加強(qiáng)對(duì)工程的勘察工作具有重要的意義,可以為基坑工程支護(hù)方案制定提供依據(jù),減少工程事故的發(fā)生,確保工程建設(shè)順利高效開(kāi)展。
目前學(xué)術(shù)界將深基坑定義為開(kāi)挖深度超5m的基坑,深基坑工程風(fēng)險(xiǎn)包括人員風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)管理風(fēng)險(xiǎn)、工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等。風(fēng)險(xiǎn)具有勘察設(shè)計(jì)的局限性、基坑支護(hù)工程的臨時(shí)性、環(huán)境的敏感性及實(shí)施過(guò)程的動(dòng)態(tài)性等特征,勘察設(shè)計(jì)理論及勘察設(shè)計(jì)人員水平及經(jīng)驗(yàn)對(duì)基礎(chǔ)工程建設(shè)質(zhì)量有很大影響。1999年我國(guó)頒布了《建筑工程基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》,為實(shí)施建筑深基坑工程提供了良好的技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)。但不同地區(qū)土質(zhì)水文條件不同,深基坑壓力計(jì)算、土體變形及基坑穩(wěn)定驗(yàn)算等計(jì)算理論不完善,導(dǎo)致深基坑工程勘察缺乏準(zhǔn)確性。自20世紀(jì)50年代以來(lái),巖土工程風(fēng)險(xiǎn)研究逐漸取得了一定的成果,我國(guó)巖土工程可靠性研究始于20世紀(jì)70年代末。目前許多管理單位在深基坑工程風(fēng)險(xiǎn)管理中存在不完善不規(guī)范的現(xiàn)象,深基坑工程風(fēng)險(xiǎn)研究在理論及實(shí)際應(yīng)用中有待進(jìn)一步完善。
高層建筑與地下空間深基坑工程常建在城市鬧市區(qū),因深基坑工程復(fù)雜性及臨時(shí)性特點(diǎn),其設(shè)計(jì)施工涉及范圍廣,管線復(fù)雜,深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工素質(zhì)復(fù)雜,在基坑工程施工中常因多種原因產(chǎn)生各種工程事故。深入研究客觀分析基坑工程建設(shè)安全事故原因,提出有效的工程安全事故預(yù)防措施是解決此問(wèn)題的重點(diǎn)。
通過(guò)對(duì)深基坑工程安全事故案例分析,可根據(jù)工程安全事故發(fā)生表現(xiàn)形式不同,分為因支護(hù)失穩(wěn)、基坑底部隆起等類型。基坑支護(hù)樁斷樁指因基坑開(kāi)挖中,樁體設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足而產(chǎn)生由中間折斷。支護(hù)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)指因設(shè)計(jì)事物,造成支護(hù)結(jié)構(gòu)插入土體深度不足,被動(dòng)壓力過(guò)小,發(fā)生整體滑動(dòng)失穩(wěn)?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)整體倒塌指開(kāi)挖中施工因設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致支護(hù)樁入土過(guò)淺,支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生整體倒塌的事故。此類安全事故會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,在施工中應(yīng)特別注意。支護(hù)變形過(guò)大原因有很多情況,如降水方法不爭(zhēng)氣造成土中有效應(yīng)力增加,設(shè)計(jì)中地面荷載估算不準(zhǔn)等造成支護(hù)結(jié)構(gòu)變形。
深基坑工程事故分為設(shè)計(jì)施工管理引起的支護(hù)體系破壞、影響相鄰建筑物使用受影響等原因。深基坑工程自身的復(fù)雜性決定造成深基坑工程事故原因有很多方面,大致可分為管理原因及技術(shù)原因。管理原因指因管理缺陷導(dǎo)致深基坑工程事故,其主要有建設(shè)單位、勘察單位及設(shè)計(jì)施工單位等參建方原因??辈靻挝贿M(jìn)行工程勘察時(shí)未認(rèn)真對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察,造成勘察資料提供指標(biāo)與實(shí)際情況不符,一些單位在勘察時(shí)忽視了專門(mén)水文地質(zhì)勘察工作,設(shè)計(jì)中忽視了水文地質(zhì)問(wèn)題,導(dǎo)致發(fā)生因地下水引發(fā)的深基坑工程安全事故。技術(shù)原因指因勘察單位、設(shè)計(jì)施工單位技術(shù)原因?qū)е碌纳罨庸こ淌鹿?。其主要表現(xiàn)在勘察資料不準(zhǔn)確,深基坑設(shè)計(jì)方案不夠科學(xué)完善,設(shè)計(jì)計(jì)算不準(zhǔn)確及施工方法不當(dāng)?shù)取?辈熨Y料是設(shè)計(jì)的基本依據(jù),勘察資料不詳實(shí)準(zhǔn)確,勘察結(jié)論不完備、不正確都會(huì)為深基坑支護(hù)工程施工帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。
因深基坑勘察失誤造成的問(wèn)題主要表現(xiàn)在工程勘察測(cè)量資料不完善、參數(shù)不準(zhǔn)確、勘察中未按規(guī)范要求與工程實(shí)際確定勘察系范圍等。導(dǎo)致勘探孔位距離過(guò)大影響勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,勘察范圍為支護(hù)結(jié)構(gòu)可能設(shè)置的地段,在開(kāi)挖界外2倍基坑開(kāi)挖深度內(nèi)進(jìn)行布置,勘察點(diǎn)應(yīng)布置在基坑周圍,間距為20cm左右,勘察孔深度應(yīng)滿足整體穩(wěn)定性的驗(yàn)算要求,對(duì)軟土地區(qū)應(yīng)穿越軟弱土層,勘察范圍適當(dāng)擴(kuò)大。在實(shí)際深基坑勘察中應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行,如未查明場(chǎng)地中某地段軟土層,對(duì)軟土層未進(jìn)行特別處理,則會(huì)在施工中留下重大安全隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)因設(shè)計(jì)不當(dāng)造成基坑工程事故占總數(shù)的40%左右,其中包括盲目設(shè)計(jì)、支護(hù)方案選擇不當(dāng)、治理水措施不科學(xué)、設(shè)計(jì)人員缺乏經(jīng)驗(yàn)等。因基坑工程勘察方面原因引發(fā)的事故占6.4%左右,應(yīng)引起基坑工程勘察部門(mén)的重視。
場(chǎng)地勘察是深基坑工程設(shè)計(jì)施工的關(guān)鍵依據(jù)。深基坑地巖土工程質(zhì)條件勘察報(bào)告是工程設(shè)計(jì)的主要參考資料,對(duì)鄰近建筑物與地下設(shè)施類型及臨近地下管線圖,地下結(jié)構(gòu)平面圖等在深基坑工程設(shè)計(jì)前應(yīng)詳細(xì)勘察,勘察數(shù)據(jù)失準(zhǔn)必然為工程施工設(shè)計(jì)帶來(lái)不利影響。
落實(shí)各相關(guān)單位的安全責(zé)任是做好基坑工程安全施工管理工作的關(guān)鍵問(wèn)題。必須加強(qiáng)對(duì)勘察單位勘察工作的監(jiān)管,嚴(yán)格落實(shí)基坑工程勘察工作,為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供科學(xué)的參考依據(jù)。首先要編制有針對(duì)性的支護(hù)勘察工作計(jì)劃,基坑工程勘察是支護(hù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作,目前很多基坑工程設(shè)計(jì)未依據(jù)專門(mén)的地質(zhì)勘察資料,參數(shù)通常參照主體工程項(xiàng)目的勘察資料,導(dǎo)致設(shè)計(jì)不能滿足基坑工程施工質(zhì)量要求。因此在制定勘察工作計(jì)劃時(shí),應(yīng)根據(jù)基坑工程實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。
其次勘察工作要提供準(zhǔn)確完整的設(shè)計(jì)參數(shù)??辈熨Y料數(shù)據(jù)不詳會(huì)使設(shè)計(jì)人員缺乏工程建設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)。影響支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,從而導(dǎo)致發(fā)生基坑支護(hù)工程安全事故。地下水及其他水害對(duì)基坑工程施工安全影響較大,因此,進(jìn)行實(shí)地勘察工作時(shí),應(yīng)合理布置勘察點(diǎn)密度,對(duì)基坑支護(hù)工程地質(zhì)及水文條件進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真勘察,確保勘察資料的準(zhǔn)確性與完整性,以滿足基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)需求。
再次勘察工作要重視工程周邊環(huán)境的調(diào)查,施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境條件與支護(hù)施工方案設(shè)計(jì)有密切的關(guān)系。如地下水管破裂會(huì)導(dǎo)致基坑邊坡土軟化,從而影響基坑整體的穩(wěn)定性。因此,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境的調(diào)查。包括已有建筑物及管道設(shè)施位置等情況,充分考慮基坑開(kāi)挖與降水周圍環(huán)境的影響因素,以提出相應(yīng)的預(yù)防控制措施。
首先是施工設(shè)計(jì)造成基坑事故占比最高。因各地工程地質(zhì)情況復(fù)雜多變,基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理論不成熟而導(dǎo)致設(shè)計(jì)失誤造成施工安全事故的情況較多。深基坑工程施工方法控制不當(dāng)是造成事故的重要原因,同時(shí)工程勘察失誤也是不可忽視的原因。其次是深基坑工程勘察測(cè)量資料不完整導(dǎo)致的基坑事故,如忽略了樁體力層上步土體的常規(guī)實(shí)驗(yàn),只給出支護(hù)樁范圍土體強(qiáng)度指標(biāo),支護(hù)設(shè)計(jì)缺少支護(hù)位置土層參數(shù),導(dǎo)致軟土基坑設(shè)計(jì)中缺少基坑土體壓縮模量,不排水剪切強(qiáng)度等。從而引發(fā)施工安全事故。深基坑勘察設(shè)計(jì)中需注意基坑下一定深度的土層參數(shù)??辈熨Y料提供數(shù)據(jù)不全面,設(shè)計(jì)期限只是憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì),則會(huì)造成浪費(fèi)及為基坑工程留下隱患。再次是基坑勘察中勘察資料參數(shù)不準(zhǔn)確,支護(hù)所需土體設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)摩擦角取值錯(cuò)誤,導(dǎo)致施工設(shè)計(jì)失誤從而引發(fā)安全事故。此原因在勘察失誤造成的事故中占比較大??辈熨Y料提供參數(shù)要與工程中實(shí)際土體狀態(tài)相同,防止因滲水等原因影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,土體內(nèi)摩擦力會(huì)因含水量增加而降低,因此設(shè)計(jì)參數(shù)采用要符合土體實(shí)際工程的工況。深基坑工程施工涉及到地質(zhì)水文等條件及土力學(xué)、施工組織管理等各方面知識(shí)。導(dǎo)致深基坑工程事故的原因有很多方面,深基坑工程因存在地質(zhì)條件環(huán)境變化多樣,勘察工作參數(shù)選取不準(zhǔn)確等原因造成深基坑工程事故頻發(fā)??辈旃ぷ魇潜WC基坑工程建設(shè)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。因此必須加強(qiáng)對(duì)勘察工作的理論研究與應(yīng)用監(jiān)管??偨Y(jié)深基坑工程勘察工作的注意事項(xiàng),保障深基坑工程的建設(shè)安全,提高勘察工作質(zhì)量。