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摘要:深基坑的开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集土力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。
关键词:深基坑支护;施工质量;安全管理
Abstract: The excavation of deep foundation pit and supporting structure is a systematic project, involving engineering geology, hydrogeology, engineering structures, construction materials, construction technology and construction management etc.. It is a comprehensive subject set of soil mechanics, hydraulics, material and structure mechanics is equal to one. Deep foundation pit supporting project to start supporting design and construction on both sides, to ensure the quality of. Good foundation pit support construction technology, the project construction smoothly the premise and guarantee, is an important beginning the huge project. Therefore, to strengthen the understanding and Research on construction technology of deep foundation pit construction major.
Key words: deep foundation pit; construction quality; safety management
中圖分类号: TV551.4 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、目前深基坑支护存在的问题
(1)支护结构设计计算与实际受力不符
目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。
(2)施工过程与施工设计的差别大
在深基坑中需要支护施工时,会用到深层搅拌桩,但其水泥掺量会不够,这就影响水泥土的支护强度,进而使得水泥土发生裂缝,另外,在实际施工中,偷工减料的现象也时常发生,深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形,并进行图纸交底,而实际施工中往往不管这些框框,抢进度,图局部效益,这往往就会造成偷工减料现象的发生。
(3)基坑开挖存在的空间效应考虑不周
深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。
(4)附近建筑物变形情况
在城市建设中,很多基坑紧邻建筑物,处理稍有不当,附近建筑物就极易变形。一般来说,建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后,不仅危及楼上的居民或工作人员的安全,而且也对在施的工程造成威胁,使得工程难以继续进行下去。深基坑工程设计单位应当作好技术交底和工程施工跟踪服务工作,及时掌握施工现场情况。发现实际情况与勘察报告不符或者出现异常情况时,应当及时会同建设、勘察、施工、监理、监测等单位研究解决,必要时应当提出补充勘察要求和修改设计。
二、深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
(1)转变传统深基坑支护工程设计理念
近十几年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,收集了施工过程中的一些技术数据,已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是,对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,多数是处于摸索和探讨阶段,我国也没有统一的支护结构设计规范。
(2)基坑支护的施工流程
深基坑支护的施工流程一般包括:施工前准备、支护桩的施工、联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩,然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时,先开挖基槽,经验收合格后,进行抗渗墙混凝土的浇筑,最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后,开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆,安装连系梁,穿外锚具,然后锚固,最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖,对挖出的土方要随时挖出随时运走,把土清理干净。
(3)施工过程控制。
深基坑支护施工中,应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况,应由现场技术负责人根据情况的性质和大小,向基坑支护设计人汇报,设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更,将问题消灭在萌芽中。
(4)全程控制基坑支护的施工质量
岩土深基坑支护施工重在于过程控制,一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境,另外,降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。
三、深基坑施工的技术工作管理
(1)深基坑的施工管理分析
深基坑的现场管理的环境存在较大的复杂性,如果管理人员缺乏重视,或是施工的质量监控体系不完善,也会给施工工作带来不利,严重影响施工的质量。比如:在注浆法施工中,由于注浆的压力没有达到设计的要求,就会严重影响锚杆的抗拔力。在锚喷支护中,更改锚杆长度和孔径,灌注材料不达标或者不合格,护坡桩桩长的插入深度不够,锚拉力不够等等,这些现象如果不能及时的加以监管和控制,也易出现人员伤亡事故。
(2)技术方面应做的工作
①建立从项目经理到施工班组长的技术交底班子。充分认识深基坑支护设计与施工要求达到的目的和作用,熟悉施工的每一个环节,严格规范,发挥监督和管理作用,确保施工技术方案顺利实施。
②按图施工,动态监控。深基坑支护工程主要目的是以挡土、防水等为主,而设计的单一或复合挡土支护结构,有理论依据和可行性,必须尊重设计、按图施工,同时施工中必须依据实际情况,作出相应的调整,达到规范要求。
③重视信息化施工,增强信息反馈。深基坑支护工程是一个复杂系统,单靠数学、力学法难以对系统的变化作出准确的预测。因此,只有利用监测信息反馈分析才能更好地预测系统的变化趋势,监测方案应和施工设计方案同时考虑,作出监测内容与要求,及时做好收集、整理、分析有关动态,为修改设计方案及施工方案等提供准确的数据。
(3)材料管理方面
施工中应及时做好材料送检工作,所用的材料必须有出厂合格证,送检合格后方可使用,杜绝使用不合格材料。建立健全建筑材料管理制度,落实到位。
(4)施工质量与施工组织
围护结构的施工质量及土方开挖的合理组织也是开挖成败的关键之一。良好的施工质量和合理的施工组织可以弥补设计上的某些不足,土方开挖方应严格按设计程序进行开挖,开挖过程中应严格按“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”原则。
四、深基坑施工安全管理
(1)深基坑支护设计的管理
深基坑支护设计方案非常重要,它直接影响到支护工程的成败,因此,支护设计方案要遵循安全可靠、技术可行、经济合理的原则。我国的深基坑建起步较晚,支护的设计还有些不完善的地方。据资料统计显示:有43%的施工事故是由于施工技术原因造成的,分析主要原因由于设计中存在一定的盲目性,荷载的取值存在问题,支护方案的选择不当,还有一些无证挂单现象等等。所以,深基坑支护的设计人员必须熟练掌握专业理论知识,熟悉当地的水文地质狀况,结合周围建筑和环境,进行合理有效的基坑支护设计。工程管理人员在深基坑支护施工之前要认真审核施工方案,确保每一道工序都能按照既定的程序合理有效地展开。另外,深基坑支护的设计案要选择较为有经验的设计单位和人员来设计。
(2)施工组织设计的审定
深基坑的施工组织设计是有效指导施工的重要文件。对于施工的管理部门来说,监理人员需要对施工单位提交的组织设计进行认真的审核,并提出修改意见,如果存在问题,应及时地督促修改完善,并按照程序的要求进行申报,批准后才允许施工。其中,监理部门审核的主要内容表现在以下几个方面:施工平面图、基坑开挖方式、监测布置、基坑的支护和降水措施等等。
五、结束语
深基坑支护的施工设计与管理共存,任何一个方的不足都有可能造成整个工程的失败。从深基坑支护支护存在的问题、施工技术管理、安全管理等方面进行论述,突出在施工中应加强安全管理,重视安全检查工作,遵循有关规范和设计要求,狠抓事故隐患管理工作,加强安全教育,重视安全检查等工作,是实现深基坑安全生产工作的根本。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ12O一99).
关键词:深基坑支护;施工质量;安全管理
Abstract: The excavation of deep foundation pit and supporting structure is a systematic project, involving engineering geology, hydrogeology, engineering structures, construction materials, construction technology and construction management etc.. It is a comprehensive subject set of soil mechanics, hydraulics, material and structure mechanics is equal to one. Deep foundation pit supporting project to start supporting design and construction on both sides, to ensure the quality of. Good foundation pit support construction technology, the project construction smoothly the premise and guarantee, is an important beginning the huge project. Therefore, to strengthen the understanding and Research on construction technology of deep foundation pit construction major.
Key words: deep foundation pit; construction quality; safety management
中圖分类号: TV551.4 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、目前深基坑支护存在的问题
(1)支护结构设计计算与实际受力不符
目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。
(2)施工过程与施工设计的差别大
在深基坑中需要支护施工时,会用到深层搅拌桩,但其水泥掺量会不够,这就影响水泥土的支护强度,进而使得水泥土发生裂缝,另外,在实际施工中,偷工减料的现象也时常发生,深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形,并进行图纸交底,而实际施工中往往不管这些框框,抢进度,图局部效益,这往往就会造成偷工减料现象的发生。
(3)基坑开挖存在的空间效应考虑不周
深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。
(4)附近建筑物变形情况
在城市建设中,很多基坑紧邻建筑物,处理稍有不当,附近建筑物就极易变形。一般来说,建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后,不仅危及楼上的居民或工作人员的安全,而且也对在施的工程造成威胁,使得工程难以继续进行下去。深基坑工程设计单位应当作好技术交底和工程施工跟踪服务工作,及时掌握施工现场情况。发现实际情况与勘察报告不符或者出现异常情况时,应当及时会同建设、勘察、施工、监理、监测等单位研究解决,必要时应当提出补充勘察要求和修改设计。
二、深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
(1)转变传统深基坑支护工程设计理念
近十几年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,收集了施工过程中的一些技术数据,已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是,对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,多数是处于摸索和探讨阶段,我国也没有统一的支护结构设计规范。
(2)基坑支护的施工流程
深基坑支护的施工流程一般包括:施工前准备、支护桩的施工、联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩,然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时,先开挖基槽,经验收合格后,进行抗渗墙混凝土的浇筑,最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后,开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆,安装连系梁,穿外锚具,然后锚固,最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖,对挖出的土方要随时挖出随时运走,把土清理干净。
(3)施工过程控制。
深基坑支护施工中,应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况,应由现场技术负责人根据情况的性质和大小,向基坑支护设计人汇报,设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更,将问题消灭在萌芽中。
(4)全程控制基坑支护的施工质量
岩土深基坑支护施工重在于过程控制,一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境,另外,降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。
三、深基坑施工的技术工作管理
(1)深基坑的施工管理分析
深基坑的现场管理的环境存在较大的复杂性,如果管理人员缺乏重视,或是施工的质量监控体系不完善,也会给施工工作带来不利,严重影响施工的质量。比如:在注浆法施工中,由于注浆的压力没有达到设计的要求,就会严重影响锚杆的抗拔力。在锚喷支护中,更改锚杆长度和孔径,灌注材料不达标或者不合格,护坡桩桩长的插入深度不够,锚拉力不够等等,这些现象如果不能及时的加以监管和控制,也易出现人员伤亡事故。
(2)技术方面应做的工作
①建立从项目经理到施工班组长的技术交底班子。充分认识深基坑支护设计与施工要求达到的目的和作用,熟悉施工的每一个环节,严格规范,发挥监督和管理作用,确保施工技术方案顺利实施。
②按图施工,动态监控。深基坑支护工程主要目的是以挡土、防水等为主,而设计的单一或复合挡土支护结构,有理论依据和可行性,必须尊重设计、按图施工,同时施工中必须依据实际情况,作出相应的调整,达到规范要求。
③重视信息化施工,增强信息反馈。深基坑支护工程是一个复杂系统,单靠数学、力学法难以对系统的变化作出准确的预测。因此,只有利用监测信息反馈分析才能更好地预测系统的变化趋势,监测方案应和施工设计方案同时考虑,作出监测内容与要求,及时做好收集、整理、分析有关动态,为修改设计方案及施工方案等提供准确的数据。
(3)材料管理方面
施工中应及时做好材料送检工作,所用的材料必须有出厂合格证,送检合格后方可使用,杜绝使用不合格材料。建立健全建筑材料管理制度,落实到位。
(4)施工质量与施工组织
围护结构的施工质量及土方开挖的合理组织也是开挖成败的关键之一。良好的施工质量和合理的施工组织可以弥补设计上的某些不足,土方开挖方应严格按设计程序进行开挖,开挖过程中应严格按“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”原则。
四、深基坑施工安全管理
(1)深基坑支护设计的管理
深基坑支护设计方案非常重要,它直接影响到支护工程的成败,因此,支护设计方案要遵循安全可靠、技术可行、经济合理的原则。我国的深基坑建起步较晚,支护的设计还有些不完善的地方。据资料统计显示:有43%的施工事故是由于施工技术原因造成的,分析主要原因由于设计中存在一定的盲目性,荷载的取值存在问题,支护方案的选择不当,还有一些无证挂单现象等等。所以,深基坑支护的设计人员必须熟练掌握专业理论知识,熟悉当地的水文地质狀况,结合周围建筑和环境,进行合理有效的基坑支护设计。工程管理人员在深基坑支护施工之前要认真审核施工方案,确保每一道工序都能按照既定的程序合理有效地展开。另外,深基坑支护的设计案要选择较为有经验的设计单位和人员来设计。
(2)施工组织设计的审定
深基坑的施工组织设计是有效指导施工的重要文件。对于施工的管理部门来说,监理人员需要对施工单位提交的组织设计进行认真的审核,并提出修改意见,如果存在问题,应及时地督促修改完善,并按照程序的要求进行申报,批准后才允许施工。其中,监理部门审核的主要内容表现在以下几个方面:施工平面图、基坑开挖方式、监测布置、基坑的支护和降水措施等等。
五、结束语
深基坑支护的施工设计与管理共存,任何一个方的不足都有可能造成整个工程的失败。从深基坑支护支护存在的问题、施工技术管理、安全管理等方面进行论述,突出在施工中应加强安全管理,重视安全检查工作,遵循有关规范和设计要求,狠抓事故隐患管理工作,加强安全教育,重视安全检查等工作,是实现深基坑安全生产工作的根本。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ12O一99).