京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較及風(fēng)險管理

李 琳

20世紀(jì)90年代以來,我國的高層建筑迅猛發(fā)展,同時,興建了許多大型地下市政設(shè)施、地下商場、地鐵車站等,多層地下室逐漸增多。北京地區(qū)高層建筑以及城市軌道交通一直處于全國前端,近幾年環(huán)渤海經(jīng)濟發(fā)展中心的提出為京津地區(qū)的城市建設(shè)注入了新的活力。北京、天津雖然相距僅僅200多千米,但是深基坑工程具有明顯的區(qū)別。

基坑支護工程的設(shè)計與施工,既要保證整個支護結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全,又要控制結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形,以保證周圍環(huán)境的安全,因此,如何確?；庸こ痰陌踩煽俊⒔?jīng)濟合理是當(dāng)前城市建設(shè)中的一個非常重要和迫切的問題,深基坑工程主要工作內(nèi)容如下:1)基坑工程勘察與周邊環(huán)境調(diào)查。2)支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。3)基坑開挖與支護施工。4)周邊環(huán)境保護。5)施工現(xiàn)場監(jiān)測。

1 京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較

1.1 北京地區(qū)深基坑工程的發(fā)展現(xiàn)狀

1)北京地區(qū)地質(zhì)特點。北京市地處華北平原的北部邊緣,西部和北部群山環(huán)繞,東南與華北平原相連。北京平原主要由永定河、清河、潮白河等幾條河流沖洪積而成。地質(zhì)條件比較好,地下水位比較低,潛水水位埋深一般都在10 m以下,區(qū)域穩(wěn)定性、場地穩(wěn)定性較好,適宜一些深基坑工程的施工。2)深基坑一般采用的支護類型以及降水。根據(jù)北京地區(qū)的地質(zhì)條件,北京地區(qū)深基坑工程支護結(jié)構(gòu)一般采用鉆孔灌注樁、錨桿、錨索結(jié)構(gòu)等來進行施工,其中對于鉆孔灌注樁插入比控制在0.2～0.3即可滿足基坑強度及穩(wěn)定性要求。降水一般采取基坑外降水。3)深基坑工程對周邊環(huán)境的影響。北京地區(qū)的土質(zhì)條件比較好,黏性土的塑性指數(shù)比較低,因此地下水對土的影響較低,基坑開挖降水過程中對地面沉降以及周邊建筑(管線)的差異沉降都比較容易控制。

1.2 天津地區(qū)深基坑工程的發(fā)展現(xiàn)狀

1)天津地區(qū)地質(zhì)特點。天津市位于渤海之濱、華北平原東部、海河流域下游,北依燕山,東臨渤海。其地形自西北向東南逐漸降低。北部山區(qū)約占全市總面積的5%,大部分是低于800 m的低山和相對高度在200 m以下的丘陵。京沈公路以南漸趨平緩。自北向南傾斜,南緣與近代河流沖積平原交接處地勢相對低洼,形成洼淀。再向南是遼闊的海河沖積平原,海拔5 m～10 m。2)深基坑一般采用的支護類型以及降水。根據(jù)天津地區(qū)的地質(zhì)條件,天津地區(qū)深基坑工程支護結(jié)構(gòu)一般采用地下連續(xù)墻、SMW工法樁、旋噴或水泥攪拌止水帷幕等來進行施工,其中對于連續(xù)墻插入比控制在0.7～10之間,其作用不僅是滿足基坑強度及穩(wěn)定性要求,而且保證隔斷承壓水。降水一般采取基坑內(nèi)降水+坑外降水結(jié)合的方式。3)深基坑工程對周邊環(huán)境的影響。天津地區(qū)的土質(zhì)條件比較差,海積軟土普遍存在于市區(qū)范圍內(nèi),對水比較敏感,因此基坑開挖降水過程中對地面沉降以及周邊建筑(管線)的差異沉降都比較大。

1.3 京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較

京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較見表1。

表1 京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較

1.4 京津地區(qū)深基坑工程風(fēng)險管理

1)設(shè)計方案階段。在設(shè)計方案階段,所有深基坑工程必須到市建科委進行深基坑專項審查,由專家來對該工程方案的可行性以及存在風(fēng)險元進行處理,確保深基坑工程的支護結(jié)構(gòu)的合理,減小對周邊環(huán)境的影響。2)施工階段。除了要求施工單位認真按圖施工外,要求施工現(xiàn)場安裝電子設(shè)備進行實時監(jiān)測。其次建設(shè)方必須委托第三方監(jiān)測單位對工程進行檢測。3)應(yīng)急措施。深基坑工程建立一套完善的應(yīng)急機制,一旦出現(xiàn)風(fēng)險,由建設(shè)方、勘察設(shè)計、監(jiān)理、施工方立即組成一個應(yīng)急委員會,在現(xiàn)場就工程事故進行處理,并組織專家對工程下一步的實施方案進行分析研究,做到減小損失,及時處理問題。

2 深基坑工程存在的問題

1)勘察設(shè)計階段。a.基坑工程勘察及環(huán)境調(diào)查。有些建設(shè)方因經(jīng)濟等原因,對基坑工程勘察不重視,對周邊建筑物調(diào)查不透,加之勘察市場管理不規(guī)范,在1倍～2倍基坑周邊范圍內(nèi)沒有按規(guī)范布點勘察,造成勘察報告質(zhì)量太低,地質(zhì)資料失真,軟土或軟土夾層沒有查清,參數(shù)不準(zhǔn)確等。設(shè)計據(jù)此選擇錯誤的支護形式,造成基坑失穩(wěn)。b.基坑工程支護選型。分析眾多深基坑支護工程事故發(fā)生的原因,其中最主要的是基坑工程選型不合理,考慮的因素不夠全面。基坑支護方法較多,為達到同一目的,可以有多種方法,而每一種方法都有其獨特的優(yōu)點,有的速度快,有的投資少。c.設(shè)計參數(shù)取值。土質(zhì)參數(shù)及抗力系數(shù)的選用對可能遇到的因素等自然因素的影響沒有考慮強度的降低;對于基坑加固后的計算指標(biāo),沒有根據(jù)實驗和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定;對周邊環(huán)境荷載的影響取值不當(dāng)?shù)取.地下水處理。地下水處理包括周邊帷幕設(shè)置和地下承壓水的控制設(shè)計。由于對淺層粉土、粉質(zhì)黏土夾粉土互層土的認識不足,對坑壁不設(shè)置帷幕或設(shè)置帷幕效果不足,導(dǎo)致基坑流水、流土、流砂,邊坡失穩(wěn)、滑移,周邊地面不均勻沉降。

2)施工階段。施工時沒有嚴格按照設(shè)計審定的方案進行。施工時不嚴格按設(shè)計及規(guī)范進行施工,噴錨支護中挖土與設(shè)計方案不一致,嚴重時甚至一挖到底;錨桿不成孔,直接打入一次性花管,注漿效果及錨固效果很差。在施工中偷工減料,施工錨桿長度擅自減短,嚴重影響錨固力。帷幕及降水施工中不嚴格按規(guī)范進行,垂直度、間距、噴灰量、搭接度、洗井質(zhì)量等控制不嚴,導(dǎo)致帷幕及降水井質(zhì)量效果差,發(fā)生涌水、流砂、突涌現(xiàn)象。

3)監(jiān)測階段。深基坑工程的安全不僅取決于合理的設(shè)計、施工,而且取決于貫穿在工程設(shè)計、施工全過程的信息化監(jiān)測。基坑工程在發(fā)生事故前或多或少都有預(yù)兆,基坑工程支護結(jié)構(gòu)的破壞要經(jīng)歷一個由量變到質(zhì)變的過程,通過信息化施工可以不斷優(yōu)化設(shè)計方案,確?；娱_挖安全可靠、經(jīng)濟合理。目前,通常以施工單位自測代替第三方監(jiān)測;或設(shè)置少量監(jiān)測點,對于測斜、應(yīng)力項目等根本不測。

4)監(jiān)督管理。首先,深基坑工程質(zhì)量檢驗不完善,質(zhì)量檢驗、驗收無章可循,給深基坑工程的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評價帶來困難;其次,施工單位違規(guī)行為受到了建設(shè)方的明示與暗示,監(jiān)理單位無從管理;監(jiān)理人員和政府有關(guān)監(jiān)督管理人員深基坑工程專業(yè)能力和經(jīng)驗有限,重要性認識不足,發(fā)現(xiàn)不了質(zhì)量問題;第三,某些部門和人員素質(zhì)不高、執(zhí)法不嚴、執(zhí)法不公。

3 結(jié)語

1)通過對京津兩地區(qū)深基坑發(fā)展現(xiàn)狀的比較,可以看出不同地區(qū)由于地質(zhì)條件的差異,對深基坑支護結(jié)構(gòu)以及降水的影響很明顯,京津地區(qū)地質(zhì)條件具有內(nèi)地平原和沿海地質(zhì)的代表性,可以為類似地區(qū)深基坑工程提供一定的借鑒意義。2)深基坑工程相對于其他類型工程具有較高的風(fēng)險性,因此各地應(yīng)借鑒京津地區(qū)的風(fēng)險管理辦法根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶攸c制定相應(yīng)的風(fēng)險管理措施來確保深基坑工程的安全。3)工程監(jiān)測與信息反饋方面,必須進行第三方監(jiān)測來確?；颖O(jiān)測數(shù)據(jù)的真實可靠,并提供給施工、監(jiān)理、設(shè)計以及建設(shè)方,在監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的情況下,立即分析原因,及時處理問題,防患于未然。4)各地應(yīng)建立一套完善的處理風(fēng)險的應(yīng)急機制,以保證在出現(xiàn)深基坑工程事故的情況下及時完成搶險的工作,使各方面的損失減少到最低。

[1] 張杰青.武漢地區(qū)基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀及前瞻性思考[J].城市勘測,2007(2):90-92.

[2] 盧光輝.深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].西部探礦工程,2006(9):50-53.

[3] 郭曄華,樓迪光,徐菊芳.某廣場深基坑支護設(shè)計與施工[J].山西建筑,2008,34(10):123-124.