基坑支護(hù)工程安全技術(shù)研討

劉建

[摘 要]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑物多向更高，更深，更牢的方向發(fā)展，在開挖深基坑時，為確保施工安全，防止基坑坍塌變形，必須對開挖的建筑基坑采取安全可靠的支護(hù)措施，分析了當(dāng)前深基坑支護(hù)存在的安全問題，提出了深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)和預(yù)防措施。

[關(guān)鍵詞]支護(hù) 安全 措施

中圖分類號：S1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）10-0114-01

0.引言

建筑物基坑支護(hù)與施工技術(shù)是一門從實(shí)踐中發(fā)展的技術(shù)。以前高層建筑物較少，一般建筑基坑大部分可采用放坡開挖或少量的鋼板樁支護(hù)，基坑深度一般在5m以內(nèi)。因此，基坑側(cè)壁放坡或支護(hù)方法較簡單，工程事故較少。近幾年來，高層建筑的迅速興起，基坑支護(hù)技術(shù)方法也有了長足的發(fā)展，但是，現(xiàn)在的城市建筑物密集，有的基坑邊緣距已有建筑僅數(shù)十米，給基礎(chǔ)工程施工帶來很大的難度。因此，深基坑支護(hù)的安全問題應(yīng)予以高度重視。

1.深基坑支護(hù)存在的問題

1.1 設(shè)計(jì)中土體的計(jì)算方法不當(dāng)

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的土壓力大小直接影響其安全性，但由于地質(zhì)情況多變且十分復(fù)雜，要精確地計(jì)算土壓力目前還十分困難，有些設(shè)計(jì)人員對于較復(fù)雜的地層土個參數(shù)的計(jì)算采取了加權(quán)去取平均值的做法，這雖然方便了計(jì)算，但是，對特殊地區(qū)的土的支護(hù)就失去了安全性，以整體籠統(tǒng)的覆蓋特殊地區(qū)，留下了安全隱患。另外尤其是在深基坑開挖后，含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個參數(shù)是可變值，如果與設(shè)計(jì)前的數(shù)值差別很大，也會造成基坑失穩(wěn)的可能，并很難準(zhǔn)確計(jì)算出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力。

1.2 基坑土體的取樣的隨機(jī)性

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，必須對地基土層進(jìn)行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學(xué)指標(biāo)，為減少勘探的工作量和降低工程造價。因此，所取得的土樣具有一定的隨機(jī)性和不完全性。但是，地質(zhì)構(gòu)造是極其復(fù)雜，取得的土樣不可能全面反映土層的真實(shí)性。因此，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也就不一定完全符合實(shí)際的地質(zhì)情況。

1.3 基坑開挖存在的空間效應(yīng)考慮不周

深基坑開挖中大量的實(shí)測資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長邊的居中位置發(fā)生，這是以深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。對一些細(xì)長條基坑來講，這種平面應(yīng)變假設(shè)是比較符合實(shí)際的，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進(jìn)行空間問題處理前而按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時，支護(hù)結(jié)構(gòu)要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。

1.4 理論設(shè)計(jì)算與實(shí)際受力不符

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算仍基于極限平衡理論，但支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力并不那么簡單。工程實(shí)踐證明，有的支護(hù)結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設(shè)計(jì)計(jì)算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對安全的，但有時卻發(fā)生破壞；有的支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小，甚至達(dá)不到規(guī)范的要求，但在實(shí)際工程中卻滿足要求。

上述存在的問題是無形中的隱患，都將對支護(hù)工程的安全造成很大的影響。

2.基坑支護(hù)的安全技術(shù)

2.1 技術(shù)安全

為了保證施工的技術(shù)安全，其應(yīng)該嚴(yán)格按著各施工方案的操作規(guī)程執(zhí)行，遇到特殊情況應(yīng)結(jié)合地區(qū)規(guī)程和當(dāng)?shù)氐氖┕そ?jīng)驗(yàn)處理，基坑開挖應(yīng)連續(xù)施工，盡量減少無支護(hù)暴露時間，開挖必須遵循“自上而下，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。利用錨桿做支護(hù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，及時進(jìn)行錨桿施工，而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進(jìn)行下一步開挖。

2.2 設(shè)計(jì)安全

技術(shù)上應(yīng)采用安全，可靠的方案，切不可為了節(jié)省費(fèi)用，而采用安全性小的設(shè)計(jì)方案，在使用設(shè)計(jì)規(guī)程中，應(yīng)側(cè)重地方規(guī)程規(guī)范。在設(shè)計(jì)前，反復(fù)研究勘察報告，多搜尋周邊的已有建筑的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)理念作為設(shè)計(jì)參考，避免為了設(shè)計(jì)方便，而生搬硬套前人的方案，應(yīng)該與時俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，在保證安全的前提下，增加設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)。

2.3 施工安全

施工安全使基坑在使用期間安全可靠的使用，除必須有安全的設(shè)計(jì)外，還需與合理的施工密切配合，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求精心施工。任何超挖都使得支護(hù)結(jié)構(gòu)超載工作，必然導(dǎo)致嚴(yán)重后果，因此，施工前應(yīng)嚴(yán)密組織，編制施工組織設(shè)計(jì)。

1基坑土方開挖應(yīng)在降水排水施工完成且運(yùn)轉(zhuǎn)正常達(dá)到預(yù)期要求后方可進(jìn)行?；又車孛鎽?yīng)采取防水、排水措施，避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內(nèi)?？觾?nèi)應(yīng)設(shè)置排水溝和集水井，及時抽除積水。另外，監(jiān)測基坑的周圍建筑，放置因?yàn)榻邓?，改變了地層土壓力而造成周邊建筑的傾覆

2坑邊不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免時，一般應(yīng)距基坑上部邊緣不小于2m，棄土堆高不超過1.5m，并且不超設(shè)計(jì)荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應(yīng)適當(dāng)增大。軟土地區(qū)不宜在坑邊堆置棄土。當(dāng)重型機(jī)構(gòu)在坑邊作業(yè)時，應(yīng)設(shè)置專門的平臺或深基礎(chǔ)等。同時，應(yīng)限制或隔離坑頂周圍振動荷載的作用。

3基坑挖土?xí)r，要做好挖土機(jī)械、車輛的通道布置，安排好挖土順序等，不得在挖土過程中碰撞圍護(hù)結(jié)構(gòu)。并做好機(jī)械上下基坑坡道部位的支護(hù)。

3.對于深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)建議

3.1解放思想

不要有傳統(tǒng)保守的設(shè)計(jì)理念，要根據(jù)不同的地區(qū)環(huán)境，作出相應(yīng)的處理方法。？對于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，國內(nèi)外至今尚沒有一種精確的計(jì)算方法和萬能的支護(hù)方法，多數(shù)是處于摸索和探討階段。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護(hù)樁仍用“等值梁法”進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算結(jié)果與深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力懸殊較大，既不安全也不經(jīng)濟(jì)。

3.2全面設(shè)計(jì)

建立變形控制的新的工程設(shè)計(jì)方法。目前，設(shè)計(jì)人員用的極限平衡原理是一種簡便實(shí)用的常用設(shè)計(jì)方法，其計(jì)算結(jié)果具重要的參考價值。但是，將這種設(shè)計(jì)方法用于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，只能單純滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，而不能保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度。眾多工程事故就是因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而造成的。鑒于上述實(shí)際，在建立新的變形控制設(shè)計(jì)法時，應(yīng)著重研究支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制的標(biāo)準(zhǔn)、空間效應(yīng)轉(zhuǎn)化為平面應(yīng)變和地面超載的確定及其對支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響等問題。

3.3專屬研究

對全國各地區(qū)大力開展支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究？包括實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)和工程現(xiàn)場試驗(yàn)，雖然要耗費(fèi)部分資金，但由于深基坑支護(hù)工程投資巨大，如經(jīng)過科學(xué)試驗(yàn)再進(jìn)行設(shè)計(jì)時，行定會節(jié)省可觀的經(jīng)費(fèi)。實(shí)現(xiàn)一次付出，百次回報。實(shí)驗(yàn)室的模擬研究與工程實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)支護(hù)設(shè)計(jì)安全性的提高。通過工程實(shí)踐積累大量的測試數(shù)據(jù)，可對同類工程的成功打好基礎(chǔ)，為理論研究和建立新的計(jì)算方法提供可靠的第一手資料。

4.結(jié)語

建筑基坑的開挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)是一個系統(tǒng)工程，涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、廠程結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集上力學(xué)、水力學(xué)、材料才學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等于一體的綜合性學(xué)科。支護(hù)結(jié)構(gòu)又是由若干具有獨(dú)立功能的體系組成的整體。正因如此，無論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是施工組織都應(yīng)當(dāng)從整體功能出發(fā)，將各組成部分協(xié)調(diào)好，才能確保它的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。

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