近年來,我國幾個主要大中型城市相繼承辦了一系列的國際化大型賽事、展覽或會議,如奧運會、世博會、亞運會等,以及經(jīng)濟的持續(xù)快速增長而帶來的城市化進程的加快,使城市土地資源的供給日漸稀少,城市的建筑密度不斷增大,隨著高層建筑的不斷興建,深基坑開挖支護工程的安全問題日益突出。因而深基坑開挖支護及對鄰近建筑、道路及設(shè)施的影響日益為工程師們所關(guān)注,研究開發(fā)出許多好的施工方法,但是基坑開挖深度越來越深,開挖環(huán)境日益復雜,設(shè)計及施工人員經(jīng)常遇到新的問題及新的挑戰(zhàn),基坑施工階段事故頻發(fā),尤其在一些沿海的大中型城市,事故發(fā)生率更高。深基坑工程是一個涉及到建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測等多專業(yè)的系統(tǒng)工程,各階段的工作質(zhì)量均可對深基坑安全的整體性產(chǎn)生影響,本文試對各涉及因素加以分析,提出一些看法和建議,以供參考。
1、深基坑工程特點及現(xiàn)狀
(1)基坑越挖越深。目前各大城市地價昂貴,開發(fā)商為了滿足使用功能,增加使用面積,或是因為符合城管規(guī)定及人防需要,新建項目往往盡可能多的向地下發(fā)展,過去多是建1~2層地下室,現(xiàn)在在大城市、沿海地區(qū),地下3~4層已很尋常,5~6層也有,因此基坑深度多在10m以上,在20m左右的也為數(shù)不少。
(2)工程地質(zhì)條件越來越差。隨著基坑越挖越深,地質(zhì)條件也變的越來越差,這一點在某些沿海城市較為突出,象天津、上海、廣州等城市。
(3)基坑周圍環(huán)境復雜。一些重要高層和超高層建筑往往建在人口稠密、建筑物密集的地方,并緊靠重要市政公路。而此處原有建筑結(jié)構(gòu)陳舊,地上與地下管線密布。因此,基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定,也要保證周圍的建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。
(4)基坑支護方法眾多。諸如人工挖孔樁,預制樁,深層攪拌樁,鋼板樁,地下連續(xù)墻,內(nèi)支撐,各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯(lián)合支護,此外還有很多新技術(shù)處在推廣實用過程中。
2、勘察設(shè)計階段的安全防范措施
(1)確保地質(zhì)勘察資料的完整性、準確性
地質(zhì)勘察不應僅限于為主體結(jié)構(gòu)施工而進行的勘察,還應根據(jù)基坑的平面位置,沿基坑周邊布孔進行勘察。對深基坑,條件許可時,需對基坑外側(cè)10~30米范圍內(nèi)的地質(zhì)情況進行勘察,這主要是考慮采用錨桿或預應力錨索支護方案時,錨桿或錨索會延伸到基坑外一定范圍。
另外,建設(shè)單位應選擇有較好企業(yè)信譽和實力的地質(zhì)勘察單位,確保地質(zhì)資料的準確性。
(2)周邊環(huán)境資料的準確性、完整性
l 周邊建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)型式、與基坑邊的距離、埋深布置等要了解清楚。不同基礎(chǔ)型式、不同埋深、距基坑邊距離的不同對基坑的影響是不一樣的。
l 地下建(構(gòu))筑物,如地鐵、人防工程等基礎(chǔ)型式,與基坑邊的距離、埋深要了解清楚。
l 地下管線(電信電纜、供、排水管、煤氣管)的類型、埋深,與基坑邊的距離要了解清楚。
(3)設(shè)計方案的針對性
基坑設(shè)計方案要根據(jù)基坑地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件(包括地上建(構(gòu))筑物、地下建(構(gòu))筑物、地下管線)、基坑開挖深度的不同,分別按不同的支護剖面進行設(shè)計。以上三大要素中,任一條件變化,其支護方案都要相應變化,才能確保方案的合理性、安全性、可行性及經(jīng)濟性。
(4)基坑監(jiān)測方案設(shè)計
監(jiān)測方案的設(shè)計要考慮周邊環(huán)境的允許位移及沉降、支護結(jié)構(gòu)的型式、基坑的安全等級來綜合考慮。
一般而言,按國家、省、市基坑規(guī)范進行設(shè)計,基坑位移在報警值之內(nèi)一般不會出現(xiàn)安全事故。
(5)動態(tài)設(shè)計的重要性
動態(tài)設(shè)計是指針對基坑支護結(jié)構(gòu)施工過程情況、基坑開挖過程的地質(zhì)情況及基坑開挖過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)所反映的情況,據(jù)此分析支護方案的安全性,對以上揭示情況與原設(shè)計依據(jù)的資料不符之處,或施工發(fā)現(xiàn)達不到設(shè)計要求之處,及時進行設(shè)計變更,確保支護結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全。
l 由于地質(zhì)鉆孔是有限的,有限個孔所揭露的土層情況與實際開挖出的地質(zhì)情況總有不符之處,當?shù)刭|(zhì)情況與設(shè)計參考的地質(zhì)資料不同,設(shè)計人員要及時驗算在實際地質(zhì)資料下,原設(shè)計方案是否安全,否則要及時進行變更設(shè)計,確保安全。
l 周邊環(huán)境條件與原設(shè)計參考的周邊環(huán)境資料也不一定完全相同,特別是一些地下建(構(gòu))筑物、地下管線等,發(fā)現(xiàn)不同,也要及時調(diào)整設(shè)計方案,確保安全。
l 支護結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量能否達到設(shè)計要求。若不能達到要求,必須及時補強,該補錨桿(索)、支撐還是增設(shè)止水措施,根據(jù)實際情況而定。
l 根據(jù)基坑開挖過程中的監(jiān)測結(jié)果,對原設(shè)計方案的安全性進行復核,若基坑未達到設(shè)計標高,位移或應力己達到或超過設(shè)計報警值,必須及時進行補強設(shè)計,確?;影踩?br />
3、基坑施工過程的安全防范措施
(1)周邊環(huán)境資料與設(shè)計圖紙是否一致
l 施工單位在基坑施工前,應先對周邊環(huán)境資料按設(shè)計圖紙先核實,特別是地下建(構(gòu))筑物,地下管線,一旦發(fā)現(xiàn)與設(shè)計圖紙不符,應及時通知設(shè)計進行設(shè)計變更。
l 由于種種原因,部分地下建(構(gòu))筑物,地下管線在基坑施工前未能查清,則在施工過程中一旦發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)情況與設(shè)計圖不同,應及時向設(shè)計反映,以便及時進行設(shè)計變更,確?;影踩?。
(2)設(shè)計參考的地質(zhì)資料與實際開挖所揭露的地質(zhì)資料是否一致
地質(zhì)資料是支護方案設(shè)計的最重要的依據(jù)之一,同樣的支護方案,地質(zhì)條件不同,方案的安全度也不同。因此,在施工過程中,特別是基坑土方開挖過程中,若發(fā)現(xiàn)實際開挖所揭露的地質(zhì)條件與設(shè)計所參考的地質(zhì)資料有異,則必須及時向設(shè)計反映,若實際地質(zhì)條件比設(shè)計所參考的資料好,則可對原方案進行優(yōu)化;若變差,則需進行補強。
(3)支護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量能否滿足設(shè)計要求
目前深基坑支護多采用護坡樁、地下連續(xù)墻加錨桿的支護方式,這些工藝較為成熟,施工的好壞主要看能否嚴格按照圖紙施工、過程檢測是否嚴格按照相關(guān)規(guī)范進行及施工和管理人員的職業(yè)化程度。
止水結(jié)構(gòu)能否滿足止水要求是基坑施工及工程樁、承臺、底板的施工能否順利的重要因素之一,也是基坑施工過程中周邊環(huán)境的安全與否的重要因素之一。
(4)總包管理的作用
因基坑支護施工專業(yè)性較強,目前建筑市場普遍存在業(yè)主將此項工作單獨發(fā)包,不納入后續(xù)工程的總包管理,由于管理的不連續(xù)性,容易造成基坑開挖局部尺寸不夠、邊坡滲水或降水不足等情況,建議將基坑支護和土方開挖納入總包管理,而總包方也應對基坑施工質(zhì)量給予高度關(guān)注,不可忽視,因為基坑的施工好壞與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工密切相關(guān)。
(5)施工過程中容易產(chǎn)生安全事故的情況
搶工期:支護結(jié)構(gòu),特別是錨桿(索)齡期未達到規(guī)范要求,強度未達到設(shè)計要求就開挖下一層土;
超挖:一次開挖深度超出設(shè)計要求,或?qū)嶋H開挖深度超過設(shè)計深度;
超載:坡頂堆載過高,超出設(shè)計允許超載;
止水帷幕漏水,導致基坑周邊下沉,建筑物開裂;
施工不按設(shè)計要求的施工順序施工或設(shè)計方案施工。
4、基坑監(jiān)測的重要性
基坑施工過程中的安全與否,除了設(shè)計施工外,及時且準確的監(jiān)測數(shù)據(jù),讓設(shè)計人員及時對基坑的安全性做出評判,也是確保基坑安全的重要措施。
關(guān)于不同支護方案、不同安全等級的基坑,應選用何種測試項目,規(guī)范上已有明確指導意見。準確及時的監(jiān)測數(shù)據(jù),是將事故控制在萌芽階段的重要措施。
基坑工程在建筑工程界確實屬于事故高發(fā)項目,個別事故也造成了嚴重的社會影響,不過只要對基坑工程從勘察設(shè)計至基坑回填的全過程每一環(huán)節(jié)進行有效的監(jiān)控,遇到問題實事求是、認真研究處理,基坑安全事故是完全可以預防的,也是可以避免的。