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基坑支护与基坑安全要点浅析

500 2020-06-29 17:23:36

1、基坑支护设计原则

基坑支护设计应规定其设计使用年限,基坑支护的设计使用年限不应超过1年。基坑支护应满足下列功能要求:

①保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用;

②保证主体地下结构的施工空间。


基坑支护设计时,应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素。基坑支护应按实际的基坑周边建筑物、地下管线、道路和施工荷载等条件进行设计,设计中应提出明确的基坑周边荷载值、地下水和地表水控制等基坑要求。


2、基坑支护类型

支护结构选型时,应综合考虑下列因素:

①基坑深度;

②土的性状及地下水条件;

③基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果;

④主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状;

⑤支护结构施工工艺的可行性;

⑥施工场地条件及施工季节;

⑦经济指标、环保性能和施工工期。


基坑支护有桩、墙、撑、锚、钉五种基本方法,常见的基坑支护类型有:板桩式(钢板桩、钢管桩等)、柱列式(钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等)、地下连续墙、深层搅拌桩、SMW工法、沉井(箱)法等。按结构类型可分为:支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙、放坡:按作用力形式可分为:支撑型和拉锚型。


3、深基坑支护工程中存在的问题及解决措施

深基坑支护工程虽然是临时工程,但施工过程是一个动态发展的过程。由于场地复杂,地下空间未知,周围环境变化情况无法预知,深基坑支护施工过程中,变化多样,会遇到各种突发事件及施工变化情况,不确定因素较多,面对突发情况,需要采取相应的应对措施,刁一能保证基坑的安全稳定。下面将结合中国科学院地质与地球物理研究所地球物理仪器研发和油气与金属矿产资源综合研究平台项目基坑支护施工实例,简要分析深基坑支护施工过程中会遇到的问题及解决方案,本工程主要采用排桩、锚拉式支护结构形式,基坑支护平而布置图如图1所示。


图1基坑支护平而布置图


3.1、施工安全问题点击查看更多视频教程

城市深基坑支护施工过程中,施工场地狭小,地下土质情况复杂,施工作业时受到一定限制,若施工单位项目部管理人员未在思想上对基坑的安全问题扑以重视,缺少切实可行的质量管理体系,将会使工程质量受到严重影响,甚至导致工程事故的发生。

在施工过程中,如果管理人员管理不到位,对工人进行安全教育、技术交底不够,工人不按原设计施工,或施工单位为赶工期,追求利益最大化,施工时偷工减料或采用不合格产品,忽略了施工过程中的安全与质量问题,最终很可能造成人员伤亡及大量经济损失。

基坑开挖时,若管理人员经验不足,技术力量不足,对基坑开挖深度不够重视的情况,导致超挖,并且未对基坑动态进行密切观察与观测,最终会引起基坑变形较大,出现安全隐患。

因地质条件不同,地下水位深度也有所不同,有些基坑所处位置地下水位较浅,地下水处理不当,会造成深基坑工程频频发生事故例如:地质与地球物理研究所项目基坑支护工程中考虑基坑开挖面积较大,且局部开挖较深,单纯采用基坑周边布置降水井不能解决降水的问题,因此采用基坑周边和基坑内降水相结合的方法。基坑周边共布置观测井19口,A楼基坑内共布降水井20口,B楼基坑内共布降水井8口,以此来保证基坑内地下水位处于稳定状态。


3.2、施工技术问题点击查看更多视频教程

深基坑施工期间,由于地质条件复杂,可能会遇到勘察报告未勘测到的地质现象或施工过程中基坑周围道路负荷出现变化的现象,若还按原设计进行施工,则会影响基坑的稳定性,无法保证基坑安全例如:地质与地球物理研究所项目基坑支护工程原设计的施工主出入口无法解决,南侧边坡坡顶道路为施工进出主要通道,最重车辆可达50吨以上,因此为保证基坑安全,A楼南侧护坡桩在连梁位置增加一道锚杆。

深基坑区域会出现地质复杂多样的现象,采用一种支护方式无法满足保证基坑安全,因此要根据安全、施工条件和经济等各方面因素综合考虑,需采取多种支护形式共同保证基坑安全稳定例如:地质与地球物理研究所项目基坑支护工程基坑周围采用排桩、锚拉式支护结构形式,马道斜坡处两侧采用排桩、锚拉式支护结构与土钊一墙、锚拉式支护结构相结合的支护形式。

深基坑施工过程中,地下空间未知,周围环境变化多样,可能遇到多种无法按原设计施工的情况出现,此时需要采取一定的应对措施,变更原设计方案,以此来保证基坑稳定与基坑安全。下面列举了地质与地球物理研究所项目基坑支护工程中出现的无法按原设计施工问题及解决方案。

(一)、护坡桩施工过程中出现的问题及解决方案:

(1)A楼4a-4a剖面99#桩成孔后钢筋笼有2m长不能下到底,97#桩成孔后钢筋笼有0.6m长不能下到底,95#桩成孔后钢筋笼有lin长不能下到底,通过查看地质勘察报告与中铁工程设计技术负责人共同分析:护坡桩进入卵石层,混凝土浇筑到井孔中通过振动混凝土中的水分被砂层吸走,使混凝土坍落度减小无法使钢筋笼下到底,因此不再使用塌落度小于180mm的混凝土此部位其它桩未出现问题对此部位进行了技术处理:95# }- 99#桩之间3列锚杆的第3道锚杆下移0.5m,第2. 3道锚杆长度增加lin,第2道锚杆拉力增加30KN,第3道锚杆拉力增加10KN,可使基坑稳定。

(2)A楼2-2剖面21#一54#桩成孔时螺旋钻杆被缠住不能旋转,经调查南侧马兰大厦护坡支护形式采用的是护坡桩加预应力锚杆,螺旋钻杆被钢绞线缠住不能旋转,因此改变支护方案,采用微型桩加预应力锚杆。

(3)B楼1-1. 7-7. 8-8. 9-9剖而都不程度的出现了桩成孔后钢筋笼有不能下到底的现象,逐一进行了记录分析,对此部位下部增加一道锚杆,可使基坑稳定,满足支护要求。


(二)、锚杆施工过程中出现问题及解决方案:点击查看更多视频教程

(1)马兰大厦使用护坡桩支护,锚杆打在护坡桩上,使锚杆长度达不到原设计长度(差2一3m不等),为了保证锚杆的锚固拉力,原设计锚固段长度不变,缩短其自由锻长度

(2)A楼5-5. 6-6剖面第三层锚杆施工,土层含水率饱和属于粉质粘土和重粉质粘土,成孔钻成泥浆后立即停比施工,改成反压浆施工方法,钻孔深度达到设计深度后使用空心钻杆高压注入水泥浆,把泥浆全部顶出后再下锚杆。

(3)A楼4a-4a剖面第三层锚杆打在砂层上,成孔后立即塌孔,使用HXY 500型号岩心钻孔机(套管跟进的施工方法)进行成孔,保证了锚杆的施工质量,B楼1-1. 7-7. 8a-8a. l0a-10a. 10-10.12-12剖面补强锚杆都打在砂层上,同样采用使用套管跟进的施工方法进行成孔。


4、深基坑支护安全措施

4.1、施工准备控制

深基坑施工前,施工单位要先做好基坑所在位置的地质勘查工作,根据地质勘查报告,施工单位项目负责人组织编制深基坑支护施工方案,并邀请相关专家来审查与沦证,且给出相应的书面审查建议。专家沦证结束后施工单位要针对专家给出的建议,扑以相应同复,同时施工单位项目经理部针对审查建议,对施工方案进行修改完善。最后由施工单位技术负责人审批,随后上报项目监理部进行审批。

基坑支护工程是一个动态工程,深基坑施工之前,还需对施工过程中可能出现的各种突发情况加以预测并采取应对措施,编制具有针对性的安全方案及安全应急预案。工程项目的安全控制,就是要擅于抓住各种危险的先兆,进而采取相应措施,及早化解危机。


4.2、施工过程控制

施工过程控制及合理的施工组织是保障深基坑支护工程安全的决定性因素之一。深基坑施工期间,当基坑开挖与支护工程同时进行时,土方开挖必须坚持“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”原则,当上一阶段支护体系完成后,方可进行下一步开挖工序开挖顺序不同,支护结构的位移也不同,不合理的施工顺序会大大增加支护结构的位移,甚至出现险情。

施工单位要建立以项目经理为第一责任人的安全管理体系,将管理措施落实到各个方面、各个环节中,实施严格的安全管理制度,按设计要求及相关的法律法规组织进行施工,严格控制施工质量。点击查看更多视频教程


4.3、施工材料控制

施工进场材料质量决定了基坑支护工程的施工质量,从而决定了基坑支护工程的安全性。深基坑支护工程所使用的机械设备,以及钢材、钢筋、钢绞线、混凝土等原材料必须经过严格控制,各参建方均需对进场材料进行严格把关,严禁在工程中使用不合格产品。施工过程中应做好材料进场送检工作和材料报验工作,材料报审资料中主要包括进场材料的种类、数量、使用部位、出厂合格证、复检报告等。


4.4、施工监测与信息化管理

施工监测工作的有无及好坏,不仅影响到基坑自身安全,而且影响基坑周围环境的安全,支护结构的变型、预警要靠监测来控制基坑开挖应根据设计要求进行监测,实施动态设计和信息化管理基坑施工过程中监测内容包括:基坑支护结构的内力和变形,地下水位变化及周边建(构)筑物、地下管线等市政设施的沉降和位移等基坑支护工程施工期间,要将监测信息及时反馈给各参建方,如支护结构变形情况、锚索应力变化情况等,根据监测信息及时采取应对措施,对施工方案进行科学、合理的调整,指导工程安全施工。


5、结语

随着施工技术及监测技术的进一步发展,基坑支护工程己经发展成为一门独立的工程学科,随着理沦的完善,深基坑支护工程的安全将会更加有所保障。深基坑支护工程施工时,必须对其严加管控,加大监督力度,同时加强安全施工的宣传与教育,从而最大限度的提升深基坑支护工程的施工质量,保证施工安全。