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建筑基坑支护的安全施工问题

 摘要:随着城市建设不断地扩大对地下空间的开发和利用, 深基坑支护的安全施工问题已经发展成为一门新兴的课题。而建筑基坑支护的安全施工更是一个不容忽视的问题。本文从施工的角度来分析深基坑支护影响施工安全的因素, 并提出一些措施。 

  关键字:基坑支护;安全施工;问题;措施 

  中图分类号: TV551.4 文献标识码: A 文章编号: 

  引言 

  近年来,基坑支护的施工日益增多,基坑支护的安全施工是建设者常思考的问题。现在的城市建筑间距很小,有的基坑边缘距已有建筑仅数十米、甚至几米,给基础工程施工带来很大的难度。另外,原来的深基坑支护结构的设计理论、设计原则、运算公式、施工工艺等, 已不符合深基坑开挖与支护结构的实际情况, 导致一些基坑工程出现事故,造成巨大的损失。因此,深基坑支护的安全施工问题,工程技术人员应予以高度重视。 

  一、深基坑支护中影响安全施工的因素 

  深基坑支护设计可以说是一项复杂的系统工程,需要具备和掌握土力学、地质学和结构力学等多方面的学科知识,加上丰富的施工经验,才能因地制宜的设计支护的围护方案和管理办法。目前,我国的民用工程、市政工程和工业建筑工程建设正处于大发展时期,目前影响基坑支护安全施工主要有以下几方面: 

  1.1支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当 

  深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂, 要精确地计算土压力目前还十分困难,关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差 5, 其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。 

  1.2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,这是以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。 

  1.3基坑土体的取样具有不完全性 

  在深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析, 以取得土体比较合理的物理力学指标,为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。因此,所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。 

  1.4支护结构设计汁算与实际受力不符 

  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。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。 

  二、深基坑施工的安全工作的措施 

  2.1在技术方面应做的工作 

  (1)组成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所要达到的目的和作用,并让每位参与者都熟悉施工的每一个环节,严格执行有关规范,做到监督和管理的作用,确保施工技术方案的实施。 

  (2)按图施工,动态监控。深基坑支护工程主要以挡土、防水、防坍塌等为主要目的,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,但施工中的不确定因素及设计所依据的资料有可能与实际情况不一致,要求在施工中必须依据实际的情况,相应作出一些调整,达到规范要求。 

  (3)重视信息法施工,强化信息反馈施工的技术分析与管理。深基坑支护工程是包括基坑的开挖、支护、防水及环境保护于一体的复杂系统,单靠数学力学法难以对系统的变化性状作出足够准确的预测,只凭施工经验亦是有一定限制。因此,只有利用监测信息反馈分析才能较好地预测系统的变化趋势,监测方案应在做施工设计方案时一同考虑,定出监测内容与要求,做到及时收集、整理、分析有关动态性,从而为及时修改设计方案及施工方案等提供准确的数据。当出现险情预兆时可提高警惕,以便及时采取措施。  

  2.2在质安管理方面的工作  施工中应及时做好材料送检工作,所用材料必须有出厂合格、送检合格后方可使用,杜绝使用不合格材料。建立以人、物为中心的安全管理体系。建立以项目经理为核心的安全管理体系(从技术上、生产安全上) 选任得力、专业性强、安全意识强的人作安全员,并相应明确安全职责,签订安全合同书。做好安全教育工作,牢固树立“安全第一、预防为主”的生产方针,做好“五同时”教育工作,将各项安全工作落实并强化到人,提高全员安全意识。制定并做好质量安全检查措施,列表列出常见施工事故和施工质量隐患或通病的出现部位,产生原因,预防和补救措施。对深基坑不安全或有安全隐患部位,应明视挂牌,提醒工人注意安全。  

  2.3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, 反之, 低劣的施工质量和错误的施工组织会使合理的设计付诸东流, 在这方面有着许多深刻的教训。除施工质量外, 施工组织也不可忽视, 土方开挖前应制订。开挖方应严格按设计程序进行开挖, 在开挖过程中应严格按先撑后挖的原则。工程实践证明, 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桩墙的位移, 甚至出现险情。此外, 施工前要充分估计各种可能出现的情况, 当出现险情时, 准备可供选择的应急措施, 以免险情出现时, 措手不及, 延误抢险时机, 导致工程失败, 造成严重损失。 

  2.4降水排水及止水工作 

  在基坑开挖, 降水排水及止水(以下简称水处理) 对工程的安全与经济有重大影响, 多数基坑工程事故与水都有直接或间接的关系。水处理的主要目的是: 1.在基坑开挖过程中, 坑内保持干燥, 使土方工程得以顺利进行; 2.防止坑底出现流土(流砂) 及坑底土泡水软化, 降低强度; 3.坑外土层降水后减少对围护桩墙的水压力, 提高支护稳定性;4.降水或止水可防止坑外土粒流失, 引起地面沉降而影响邻近建筑安全。对于不同的地基土层和具体工程, 以上4点中各点的重要性有所不同。 

  三、总结 

  建筑基坑支护的安全施工是一个非常重要的环节,每一个方面的不足都有可能造成整个工程的失败。因此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]宿英安. 深基坑支护工程安全施工管理[J].百科论坛,2009.01 

  [2]赵帆,郭强.建筑基坑支护工程安全性影响因素分析[J].科技资讯.2007(4):57. 

  [3]李继业.试述建筑基坑支护工程安全性影响因素[J].中国西部科技. 2007(8):49. 

  [4]王 杰. 土钉支护技术的发展及应用[ J].山西建筑, 2002,(4): 41-43 

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