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基坑支护的全面科普讲解

1274 2020-11-18 10:53:34

基坑支护,是指为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全,对基坑采用的支挡、加固、保护与地下水控制的措施。由于成本高,具有临时性,在行业实操中,往往成为容易被忽视的环节。

但如何在降低工程造价的同时,确保工程质量,为基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用,以及主体地下结构的施工空间提供保障,是提升项目经济效益和社会美誉的关键。

本文通过拆解问题,对勘察、设计、施工和监测的全流程进行学习。


一、见招拆招:把基坑支护做好,到底有多难

基坑支护是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科,是多种复杂因素交互影响的系统性工程,其中包含挡土、支护、防水、降水、挖土等许多紧密联系的环节,每个环节都可能决定整个工程的成败。

由于技术复杂,涉及范围广,不确定性大,存在风险隐患,长期以来,基坑支护都是建筑工程中最具有挑战性的技术难点。于敏把如何做好基坑支护,总结为“天时、地利、人和”:

既要考量施工季节、气候条件和工期要求,也要结合基坑本身的情况和地质环境因素制定方案,同时要符合经济效益和环保指标,并对施工单位的技术水平和责任意识提出要求。

可以说,做好基坑支护,需要在专业知识、技术实力和实操经验上全面开挂!


二、对症下药:选对好方法,基坑支护不怕难

而要在如此繁复的要素中找到最大公约数,必须制定明确的标准化流程。

首先,项目会委托勘察单位,收集基坑的基础资料并编制设计任务书,完成招标并形成初步方案;之后,技术部会对方案的合理性、可行性和经济性进行内审,召开专家评审会进行复议;任何环节存在不合理,方案都必须“回炉重造”,直到形成最终方案,完善施工图,落地执行。

基坑支护方案标准化流程

通过全链条打磨,不放过任何可能存在的问题,寻找设计方案的最优解。

当然,精细化的流程框架只是基础,方案的核心是选对基坑支护的形式。

目前常用的基坑支护形式可分为柔性和刚性两大类。其中柔性又分为放坡、放坡+简易支护、土钉墙和符合土钉墙、重力式水泥土挡墙、工法桩5类。而刚性则分为悬臂排桩、排桩/墙+锚拉、排桩/墙+内支撑、双排桩支护和地下连续墙5类。

常见的基坑支护形式

基坑支护设计要有足够的安全系数,不产生失稳,同时还要控制位移量,不影响周边建筑物。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,要根据具体问题具体分析,从而选择经济适用的方案。

每种基坑支护形式都各有利弊,适用不同的场景,有的造价低、速度快但对场地要求高、基坑变形大;而有的技术成熟、可控制基坑变形但又可能对周边地下空间造成损害。因此,对基坑支护而言,没有十全十美的满分方案,只有用对了场景的最优方案。


三、防患未燃:现场管控前置,应急预案兜底

即使制定了最优方案,在实际施工中,仍然存在大量不确定性因素。为了把风险控制到最低,项目还需要抓好现场管控,及时发现问题,将行动前置;与此同时,形成清晰的应急预案,出现突发状况时,迅速做出处理,为项目有序推进兜底。

在现场管控方面,技术管理部针对喷砼和土钉墙施工、搅拌桩、灌注桩和锚索等工艺环节,都制定了详细的管控要点,严格执行,以锚索头为例,要求按设计预留1~1.2m长度,防止后期需要重新张拉,精确到小数点,量化指标。

而在应急预案方面,针对支护漏水、流砂、管涌;基坑产生局部坍塌、滑坡;支护位移大;坑底回弹量过大和承压水突涌等突发状况,技术管理部都有明确的控制措施,防患未燃,力图在因不可抗力出现问题时,把影响最小化。


四、小结

安全、成本和效益,是基坑支护工程中的铁三角。而评价基坑支护的标准是做到“均好”,不是追求某个维度的拔高,而是要求没有短板。

中前期,依靠精细化和标准化的流程框架,做好实地勘察和资料搜集,匹配支护形式,打磨方案设计,中后期,确立高标准,做好现场管控,完善应急预案,落实响应机制和应对速度。

正如于敏在分享的最后所说:“基坑虽然是临时结构,但重要性不容忽视。”在基坑支护上,我们的目标是,不让问题出现,但发生突发情况,也不惧怕问题。