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【摘要】
深基坑支護(hù)工程為建筑工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，基坑工程施工過(guò)程中的安全、質(zhì)量直接影響了整個(gè)工程安全、質(zhì)量、工期、造價(jià)等問(wèn)題。本文將結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)基坑支護(hù)與基坑安全進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
【關(guān)鍵詞】
基坑工程；支護(hù)；安全
1基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則
基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定其設(shè)計(jì)使用年限，基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)超過(guò)1年。基坑支護(hù)應(yīng)滿足下列功能要求：①保證基坑周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線、道路的安全和正常使用；②保證主體地下結(jié)構(gòu)的施工空間。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度、基坑深度等因素。基坑支護(hù)應(yīng)按實(shí)際的基坑周邊建筑物、地下管線、道路和施工荷載等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)提出明確的基坑周邊荷載值、地下水和地表水控制等基坑要求。
2基坑支護(hù)類型
支護(hù)結(jié)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)綜合考慮下列因素：①基坑深度；②土的性狀及地下水條件；③基坑周邊環(huán)境對(duì)基坑變形的承受能力及支護(hù)結(jié)構(gòu)一旦失效可能產(chǎn)生的后果；④主體地下結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)形式、基坑平面尺寸及形狀；⑤支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝的可行性；⑥施工場(chǎng)地條件及施工季節(jié)；⑦經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)保性能和施工工期。基坑支護(hù)有樁、墻、撐、錨、釘五種基本方法，常見的基坑支護(hù)類型有：板樁式（鋼板樁、鋼管樁等）、柱列式（鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁等）、地下連續(xù)墻、深層攪拌樁、SMW工法、沉井（箱）法等。按結(jié)構(gòu)類型可分為：支擋式結(jié)構(gòu)、土釘墻、重力式水泥土墻、放坡；按作用力形式可分為：支撐型和拉錨型。
3深基坑支護(hù)工程中存在的問(wèn)題及解決措施
深基坑支護(hù)工程雖然是臨時(shí)工程，但施工過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程。由于場(chǎng)地復(fù)雜，地下空間未知，周圍環(huán)境變化情況無(wú)法預(yù)知，深基坑支護(hù)施工過(guò)程中，變化多樣，會(huì)遇到各種突發(fā)事件及施工變化情況，不確定因素較多，面對(duì)突發(fā)情況，需要采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，才能保證基坑的安全穩(wěn)定。下面將結(jié)合中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所地球物理儀器研發(fā)和油氣與金屬礦產(chǎn)資源綜合研究平臺(tái)項(xiàng)目基坑支護(hù)施工實(shí)例，簡(jiǎn)要分析深基坑支護(hù)施工過(guò)程中會(huì)遇到的問(wèn)題及解決方案，本工程主要采用排樁、錨拉式支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，基坑支護(hù)平面布置圖如圖1所示。
3.1施工安全問(wèn)題城市深基坑支護(hù)施工過(guò)程中，施工場(chǎng)地狹小，地下土質(zhì)情況復(fù)雜，施工作業(yè)時(shí)受到一定限制，若施工單位項(xiàng)目部管理人員未在思想上對(duì)基坑的安全問(wèn)題予以重視，缺少切實(shí)可行的質(zhì)量管理體系，將會(huì)使工程質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，甚至導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。在施工過(guò)程中，如果管理人員管理不到位，對(duì)工人進(jìn)行安全教育、技術(shù)交底不夠，工人不按原設(shè)計(jì)施工，或施工單位為趕工期，追求利益最大化，施工時(shí)偷工減料或采用不合格產(chǎn)品，忽略了施工過(guò)程中的安全與質(zhì)量問(wèn)題，最終很可能造成人員傷亡及大量經(jīng)濟(jì)損失。基坑開挖時(shí)，若管理人員經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)力量不足，對(duì)基坑開挖深度不夠重視的情況，導(dǎo)致超挖，并且未對(duì)基坑動(dòng)態(tài)進(jìn)行密切觀察與觀測(cè)，最終會(huì)引起基坑變形較大，出現(xiàn)安全隱患。因地質(zhì)條件不同，地下水位深度也有所不同，有些基坑所處位置地下水位較淺，地下水處理不當(dāng)，會(huì)造成深基坑工程頻頻發(fā)生事故。例如：地質(zhì)與地球物理研究所項(xiàng)目基坑支護(hù)工程中考慮基坑開挖面積較大，且局部開挖較深，單純采用基坑周邊布置降水井不能解決降水的問(wèn)題，因此采用基坑周邊和基坑內(nèi)降水相結(jié)合的方法。基坑周邊共布置觀測(cè)井19口，A樓基坑內(nèi)共布降水井20口，B樓基坑內(nèi)共布降水井8口，以此來(lái)保證基坑內(nèi)地下水位處于穩(wěn)定狀態(tài)。
3.2施工技術(shù)問(wèn)題深基坑施工期間，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，可能會(huì)遇到勘察報(bào)告未勘測(cè)到的地質(zhì)現(xiàn)象或施工過(guò)程中基坑周圍道路負(fù)荷出現(xiàn)變化的現(xiàn)象，若還按原設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，則會(huì)影響基坑的穩(wěn)定性，無(wú)法保證基坑安全。例如：地質(zhì)與地球物理研究所項(xiàng)目基坑支護(hù)工程原設(shè)計(jì)的施工主出入口無(wú)法解決，南側(cè)邊坡坡頂?shù)缆窞槭┕みM(jìn)出主要通道，最重車輛可達(dá)50噸以上，因此為保證基坑安全，A樓南側(cè)護(hù)坡樁在連梁位置增加一道錨桿。深基坑區(qū)域會(huì)出現(xiàn)地質(zhì)復(fù)雜多樣的現(xiàn)象，采用一種支護(hù)方式無(wú)法滿足保證基坑安全，因此要根據(jù)安全、施工條件和經(jīng)濟(jì)等各方面因素綜合考慮，需采取多種支護(hù)形式共同保證基坑安全穩(wěn)定。例如：地質(zhì)與地球物理研究所項(xiàng)目基坑支護(hù)工程基坑周圍采用排樁、錨拉式支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，馬道斜坡處兩側(cè)采用排樁、錨拉式支護(hù)結(jié)構(gòu)與土釘墻、錨拉式支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的支護(hù)形式。
深基坑施工過(guò)程中，地下空間未知，周圍環(huán)境變化多樣，可能遇到多種無(wú)法按原設(shè)計(jì)施工的情況出現(xiàn)，此時(shí)需要采取一定的應(yīng)對(duì)措施，變更原設(shè)計(jì)方案，以此來(lái)保證基坑穩(wěn)定與基坑安全。下面列舉了地質(zhì)與地球物理研究所項(xiàng)目基坑支護(hù)工程中出現(xiàn)的無(wú)法按原設(shè)計(jì)施工問(wèn)題及解決方案。
（一）護(hù)坡樁施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案：（1）A樓4a-4a剖面99#樁成孔后鋼筋籠有2m長(zhǎng)不能下到底，97#樁成孔后鋼筋籠有0.6m長(zhǎng)不能下到底，95#樁成孔后鋼筋籠有1m長(zhǎng)不能下到底，通過(guò)查看地質(zhì)勘察報(bào)告與中鐵工程設(shè)計(jì)技術(shù)負(fù)責(zé)人共同分析：護(hù)坡樁進(jìn)入卵石層，混凝土澆筑到井孔中通過(guò)振動(dòng)混凝土中的水分被砂層吸走，使混凝土坍落度減小無(wú)法使鋼筋籠下到底，因此不再使用塌落度小于180mm的混凝土。此部位其它樁未出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)此部位進(jìn)行了技術(shù)處理：95#～99#樁之間3列錨桿的第3道錨桿下移0.5m，第2、3道錨桿長(zhǎng)度增加1m，第2道錨桿拉力增加30KN，第3道錨桿拉力增加10KN，可使基坑穩(wěn)定。（2）A樓2-2剖面21#～54#樁成孔時(shí)螺旋鉆桿被纏住不能旋轉(zhuǎn)，經(jīng)調(diào)查南側(cè)馬蘭大廈護(hù)坡支護(hù)形式采用的是護(hù)坡樁加預(yù)應(yīng)力錨桿，螺旋鉆桿被鋼絞線纏住不能旋轉(zhuǎn)，因此改變支護(hù)方案，采用微型樁加預(yù)應(yīng)力錨桿。（3）B樓1-1、7-7、8-8、9-9剖面都不程度的出現(xiàn)了樁成孔后鋼筋籠有不能下到底的現(xiàn)象，逐一進(jìn)行了記錄分析，對(duì)此部位下部增加一道錨桿，可使基坑穩(wěn)定，滿足支護(hù)要求。
（二）錨桿施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題及解決方案：（1）馬蘭大廈使用護(hù)坡樁支護(hù)，錨桿打在護(hù)坡樁上，使錨桿長(zhǎng)度達(dá)不到原設(shè)計(jì)長(zhǎng)度（差2～3m不等），為了保證錨桿的錨固拉力，原設(shè)計(jì)錨固段長(zhǎng)度不變，縮短其自由鍛長(zhǎng)度。（2）A樓5-5、6-6剖面第三層錨桿施工，土層含水率飽和屬于粉質(zhì)粘土和重粉質(zhì)粘土，成孔鉆成泥漿后立即停止施工，改成反壓漿施工方法，鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度后使用空心鉆桿高壓注入水泥漿，把泥漿全部頂出后再下錨桿。（3）A樓4a-4a剖面第三層錨桿打在砂層上，成孔后立即塌孔，使用HXY-500型號(hào)巖心鉆孔機(jī)（套管跟進(jìn)的施工方法）進(jìn)行成孔，保證了錨桿的施工質(zhì)量，B樓1-1、7-7、8a-8a、10a-10a、10-10、12-12剖面補(bǔ)強(qiáng)錨桿都打在砂層上，同樣采用使用套管跟進(jìn)的施工方法進(jìn)行成孔。
4深基坑支護(hù)安全措施
4.1施工準(zhǔn)備控制深基坑施工前，施工單位要先做好基坑所在位置的地質(zhì)勘查工作，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，施工單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織編制深基坑支護(hù)施工方案，并邀請(qǐng)相關(guān)專家來(lái)審查與論證，且給出相應(yīng)的書面審查建議。專家論證結(jié)束后施工單位要針對(duì)專家給出的建議，予以相應(yīng)回復(fù)，同時(shí)施工單位項(xiàng)目經(jīng)理部針對(duì)審查建議，對(duì)施工方案進(jìn)行修改完善。最后由施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人審批，隨后上報(bào)項(xiàng)目監(jiān)理部進(jìn)行審批。基坑支護(hù)工程是一個(gè)動(dòng)態(tài)工程，深基坑施工之前，還需對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種突發(fā)情況加以預(yù)測(cè)并采取應(yīng)對(duì)措施，編制具有針對(duì)性的安全方案及安全應(yīng)急預(yù)案。工程項(xiàng)目的安全控制，就是要擅于抓住各種危險(xiǎn)的先兆，進(jìn)而采取相應(yīng)措施，及早化解危機(jī)。
4.2施工過(guò)程控制施工過(guò)程控制及合理的施工組織是保障深基坑支護(hù)工程安全的決定性因素之一。深基坑施工期間，當(dāng)基坑開挖與支護(hù)工程同時(shí)進(jìn)行時(shí)，土方開挖必須堅(jiān)持“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”原則，當(dāng)上一階段支護(hù)體系完成后，方可進(jìn)行下一步開挖工序。開挖順序不同，支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移也不同，不合理的施工順序會(huì)大大增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移，甚至出現(xiàn)險(xiǎn)情。施工單位要建立以項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人的安全管理體系，將管理措施落實(shí)到各個(gè)方面、各個(gè)環(huán)節(jié)中，實(shí)施嚴(yán)格的安全管理制度，按設(shè)計(jì)要求及相關(guān)的法律法規(guī)組織進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。
4.3施工材料控制施工進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量決定了基坑支護(hù)工程的施工質(zhì)量，從而決定了基坑支護(hù)工程的安全性。深基坑支護(hù)工程所使用的機(jī)械設(shè)備，以及鋼材、鋼筋、鋼絞線、混凝土等原材料必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制，各參建方均需對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)禁在工程中使用不合格產(chǎn)品。施工過(guò)程中應(yīng)做好材料進(jìn)場(chǎng)送檢工作和材料報(bào)驗(yàn)工作，材料報(bào)審資料中主要包括進(jìn)場(chǎng)材料的種類、數(shù)量、使用部位、出廠合格證、復(fù)檢報(bào)告等。
4.4施工監(jiān)測(cè)與信息化管理施工監(jiān)測(cè)工作的有無(wú)及好壞，不僅影響到基坑自身安全，而且影響基坑周圍環(huán)境的安全，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變型、預(yù)警要靠監(jiān)測(cè)來(lái)控制。基坑開挖應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)施動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化管理。基坑施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，地下水位變化及周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線等市政設(shè)施的沉降和位移等。基坑支護(hù)工程施工期間，要將監(jiān)測(cè)信息及時(shí)反饋給各參建方，如支護(hù)結(jié)構(gòu)變形情況、錨索應(yīng)力變化情況等，根據(jù)監(jiān)測(cè)信息及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，對(duì)施工方案進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)整，指導(dǎo)工程安全施工。
5結(jié)語(yǔ)
隨著施工技術(shù)及監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基坑支護(hù)工程已經(jīng)發(fā)展成為一門獨(dú)立的工程學(xué)科，隨著理論的完善，深基坑支護(hù)工程的安全將會(huì)更加有所保障。深基坑支護(hù)工程施工時(shí)，必須對(duì)其嚴(yán)加管控，加大監(jiān)督力度，同時(shí)加強(qiáng)安全施工的宣傳與教育，從而最大限度的提升深基坑支護(hù)工程的施工質(zhì)量，保證施工安全。
參考文獻(xiàn)
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作者：李宏遠(yuǎn) 單位：北京鴻廈基建工程監(jiān)理有限公司