论文部分内容阅读
摘要: 城市现代化建设步伐加快使得高层建筑的数量不断增加，因为岩土工程施工质量影响着整个建筑项目的质量，而深基坑施工时出现的各种问题给建筑施工造成了较大的困难。本文探讨了岩土工程深基坑支护施工中存在的问题与完善措施。
关键词:岩土工程；深基坑；支护施工；问题；完善措施
中图分类号：TV551.4文献标识码： A
从岩土工程实施情况看，其深基坑的开挖与支护结构包含了多个方面的内容，如：工程地质、工程结构、建筑材料、施工工艺等等。而支护结构主要是各种不同功能的体系组成的整体，不管是哪一种形式的结构设计都应该把握好施工组织，将结构功能作为主要内容指导设计。
一、岩土工程深基坑支护施工中存在的问题
1、施工与设计，不相符
深基坑支护项目实施阶段，尽管工程单位对具体的施工方案进行了设计，但施工人员却难以按照标准方案要求作业，导致实际施工与设计方案存在较大的差异。如：深层搅拌桩的水泥掺量不达标，使得水泥土的支护强度减弱，运用之后会造成水泥土发生裂缝。此外，有的工程单位为了降低成本投入，项目建设中出现偷工减料的现象，深基坑挖土设计中由于措施不当而造成支护变形，与施工图纸上的要求相差甚大。为了满足深基坑施工的要求，工程单位应该保证实际作业施工与设计方案流程相一致。
软土是软粘土的简称,指孔隙比大(一般大于1)、天然含水量高(接近或大于液限)、压缩性高和强度低的土层,主要包抱淤泥、淤泥质土、有机质土、泥炭土、泥炭。
2、水的问题
水是影响深基坑安全稳定的又一重要因素。深基坑开挖过程中,改变了原有地下水的平衡状态,地下水便向基坑内产生流动,从而影响基坑的稳定性。
（1）首先是地表水,地表水对基坑坑壁稳定性影响很大。地表水可分为“一明一暗”两种情况,“明”主要是指施工现场内地面可能出现的地表水,如雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等;“暗”主要是指基坑周边地面以下的管网渗漏、爆管等产生的地表水。这两种情况若不及时处理都会对坑壁的稳定性产生威胁,有可能造成坑壁坍塌,特别是地下管网产生的地表水,因其不易被发现,造成的后果往往更为严重。2008年7~8月间,常州市区降暴雨,某工地土钉墙护壁突然发生坍塌,事后分析原因,发现坍塌部位有一废弃的排雨、污水水泥管道移位并破裂,水量大时,雨水、污水不能及时排出,直接流入护壁内侧土方,使得坑壁内水位上升水压力急剧上升,从而导致护壁整体下坠,发生坍塌。
（2）地下水处理不好将直接影响基坑坑壁的稳定性,尤其基坑壁或基坑底揭露砂土时,由于砂层的透水性较好,故地下水涌水现象更为严重,如不采取控制地下水的措施,则严重影响施工或无法施工。另外,如果砂层中的动水压力超过砂土本身抗渗能力时,则松散的砂土会部分或整体伴随地下水一起涌入基坑内(流砂)。为了在深基坑工程的挖土与地下室施工中,尽量减少水的影响,通常采取止水、降水和排水的方法来解决这个问题。
（3）止水:一般采用的是止水帷幕的形式,包括深层搅拌桩、高压旋喷桩、压密注浆、挂网喷浆和地下连续墙等。
（4）降水:指地下水位保持在基坑底面0.50~1.00m以下,方便基坑土方工程的施工。一般根据基坑规模、开挖深度和土层渗透性等因素采用轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等方法。
（5）排水:主要指排出地下潜水、施工用水和天降雨水。一般采取明沟加集水井的方式。
（6）对雨季中正在开挖的深大基坑要做好防汛抢险措施,包括抢险人员的安排,麻包、草袋、抽水泵等抢险物资的储备。保证在暴风雨来临时尽量把坑外的水堵住。
3、基坑支护方案受到桩基施工干扰引发事故
此类事故一般是由于孤立的看待支护方案,多发生在先打桩后挖土的基坑工程。由于打桩的挤土和动力波作用,使原处于静力平衡状态的地基土遭到破坏。对粉细砂可能会形成砂土液化,地下水大量上升到地表面,地基土强度大大折减。对饱和粘性土,由于挤土压力,产生很大的超静孔隙水压力,土体的抗剪强度迅速降低。如果打桩后立即开挖基坑,由于开挖时的应力释放,再加上挖土高差形成一侧卸载和水平推力,土体极易产生水平位移,从而使原先打入的桩产生位移和倾斜,从而导致基坑支护工程的安全事故,对预应力管桩产生的破坏性更为严重。
4、基坑支护工程中各单项施工的协调
基坑工程可能包括打桩、土方开挖、支撑、降水等多项施工,极有可能不是一家总包,互相之间的配合不好,往往也容易产生事故。
（1）如在软土地基进行开挖,由于饱和软土的主动土压力系数很大,且主
动土压力与基坑的开挖深度的平方呈正比,有些施工单位为了赶进度,违反施工规程,未支撑就开挖,从而引起主动土压力的剧增而造成支护结构失稳,坡顶位移量增大,从而导致基坑壁的位移和坍塌。
(2)基坑开挖后,主体结构未及时施工,土体中的自重压力减少,地基卸载,土体的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形。如果基坑底面暴露时间过长,加之基坑积水,使得粘性土吸水体积增大,抗剪强度降低,回弹变形增大,产生安全事故。
二、岩土工程深基坑支护施工中的完善措施
1、选择合适的基坑坑壁形式
基坑施工前,首先应按照规范的要求,依据基坑坑壁破坏后可能造成后果的严重性确定基坑坑壁的等级,然后根据坑壁安全等级、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节的条件等因素选择坑壁的形式。
当基坑顶部无重要建(构)筑物,场地有放坡条件且基坑深度<8m时,可以优先采用坡率法。采用坡率法时,关键是要确定正确的坡率允许值。一般坑壁的坡率允许值可按工程类比的原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定。如:土质均匀良好的硬塑粘性土,当坡高小于5m时,坡率允许值可确定为(1∶1.00)~(1∶1.25)。若坑壁土质较软或基坑顶部边缘附近有较大荷载,坡率允许值还必须采用圆弧滑动法进行稳定性分析确定。
2、加強对土方开挖的监控
基坑土方一般采用机械开挖法,开挖前,应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案,并对机械操作人员进行交底。开挖时,应有技术人员在场,对开挖深度、坑壁坡度进行监控,防止超挖。对采用土钉墙支护的基坑,土方开挖深度应严格控制,不得在上一段土钉墙护壁未施工完毕前开挖下一段土方。软土基坑必须分层均衡开挖,层高不宜超过1m。对采用自然放坡的基坑,坑壁坡度是监控的重点,当出现基坑实际深度大于设计深度时,应及时调整坑顶开挖线,保证坑壁坡率满足要求。
3、搞好支护结构的现场监测
支护结构的监测是防止支护结构发生坍塌的重要手段。在支护结构设计时应提出监测要求,由有资质的监测单位编制监测方案,经设计、监理认可后实施。监测方案应包括监测目的、监测项目、测试方法、测点布置、监测周期、监测项目报警值、信息反馈制度和现场原始状态资料记录等内容。监测项目的内容有:基坑顶部水平位移和垂直位移,基坑顶部建(构)筑物变形、沉降观测等。监测项目的选择应考虑基坑的安全等级、支护结构变形控制要求、地质和支护结构的特点。监测方案可根据设计要求、护壁稳定性、周边环境和施工进程等因素确定。监测单位应定期向施工单位和监理单位通报监测情况,当监测值超过报警值时应立即通知设计、施工和监理单位,分析原因,采取措施,防止事故的发生。
参考文献:
[1] 李贞龙. 岩土工程中深基坑支护问题研究[J]. 建筑设计管理, 2010,(04)
[2] 李克仁. 论建筑工程深基坑支护设计与施工问题[J]. 广东科技, 2010,(18)
[3] 吴宇飞. 岩土工程中的深基坑支护设计问题探讨[J]. 黑龙江科技信息, 2009,(28)
[4] 王建清. 探讨岩土工程施工中深基坑支护问题的分析[J]. 科技风, 2010,(22)
[5] 黄琦伟. 谈深基坑支护工程的施工设计[J]. 今日科苑, 2008,(15)
关键词:岩土工程；深基坑；支护施工；问题；完善措施
中图分类号：TV551.4文献标识码： A
从岩土工程实施情况看，其深基坑的开挖与支护结构包含了多个方面的内容，如：工程地质、工程结构、建筑材料、施工工艺等等。而支护结构主要是各种不同功能的体系组成的整体，不管是哪一种形式的结构设计都应该把握好施工组织，将结构功能作为主要内容指导设计。
一、岩土工程深基坑支护施工中存在的问题
1、施工与设计，不相符
深基坑支护项目实施阶段，尽管工程单位对具体的施工方案进行了设计，但施工人员却难以按照标准方案要求作业，导致实际施工与设计方案存在较大的差异。如：深层搅拌桩的水泥掺量不达标，使得水泥土的支护强度减弱，运用之后会造成水泥土发生裂缝。此外，有的工程单位为了降低成本投入，项目建设中出现偷工减料的现象，深基坑挖土设计中由于措施不当而造成支护变形，与施工图纸上的要求相差甚大。为了满足深基坑施工的要求，工程单位应该保证实际作业施工与设计方案流程相一致。
软土是软粘土的简称,指孔隙比大(一般大于1)、天然含水量高(接近或大于液限)、压缩性高和强度低的土层,主要包抱淤泥、淤泥质土、有机质土、泥炭土、泥炭。
2、水的问题
水是影响深基坑安全稳定的又一重要因素。深基坑开挖过程中,改变了原有地下水的平衡状态,地下水便向基坑内产生流动,从而影响基坑的稳定性。
（1）首先是地表水,地表水对基坑坑壁稳定性影响很大。地表水可分为“一明一暗”两种情况,“明”主要是指施工现场内地面可能出现的地表水,如雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等;“暗”主要是指基坑周边地面以下的管网渗漏、爆管等产生的地表水。这两种情况若不及时处理都会对坑壁的稳定性产生威胁,有可能造成坑壁坍塌,特别是地下管网产生的地表水,因其不易被发现,造成的后果往往更为严重。2008年7~8月间,常州市区降暴雨,某工地土钉墙护壁突然发生坍塌,事后分析原因,发现坍塌部位有一废弃的排雨、污水水泥管道移位并破裂,水量大时,雨水、污水不能及时排出,直接流入护壁内侧土方,使得坑壁内水位上升水压力急剧上升,从而导致护壁整体下坠,发生坍塌。
（2）地下水处理不好将直接影响基坑坑壁的稳定性,尤其基坑壁或基坑底揭露砂土时,由于砂层的透水性较好,故地下水涌水现象更为严重,如不采取控制地下水的措施,则严重影响施工或无法施工。另外,如果砂层中的动水压力超过砂土本身抗渗能力时,则松散的砂土会部分或整体伴随地下水一起涌入基坑内(流砂)。为了在深基坑工程的挖土与地下室施工中,尽量减少水的影响,通常采取止水、降水和排水的方法来解决这个问题。
（3）止水:一般采用的是止水帷幕的形式,包括深层搅拌桩、高压旋喷桩、压密注浆、挂网喷浆和地下连续墙等。
（4）降水:指地下水位保持在基坑底面0.50~1.00m以下,方便基坑土方工程的施工。一般根据基坑规模、开挖深度和土层渗透性等因素采用轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等方法。
（5）排水:主要指排出地下潜水、施工用水和天降雨水。一般采取明沟加集水井的方式。
（6）对雨季中正在开挖的深大基坑要做好防汛抢险措施,包括抢险人员的安排,麻包、草袋、抽水泵等抢险物资的储备。保证在暴风雨来临时尽量把坑外的水堵住。
3、基坑支护方案受到桩基施工干扰引发事故
此类事故一般是由于孤立的看待支护方案,多发生在先打桩后挖土的基坑工程。由于打桩的挤土和动力波作用,使原处于静力平衡状态的地基土遭到破坏。对粉细砂可能会形成砂土液化,地下水大量上升到地表面,地基土强度大大折减。对饱和粘性土,由于挤土压力,产生很大的超静孔隙水压力,土体的抗剪强度迅速降低。如果打桩后立即开挖基坑,由于开挖时的应力释放,再加上挖土高差形成一侧卸载和水平推力,土体极易产生水平位移,从而使原先打入的桩产生位移和倾斜,从而导致基坑支护工程的安全事故,对预应力管桩产生的破坏性更为严重。
4、基坑支护工程中各单项施工的协调
基坑工程可能包括打桩、土方开挖、支撑、降水等多项施工,极有可能不是一家总包,互相之间的配合不好,往往也容易产生事故。
（1）如在软土地基进行开挖,由于饱和软土的主动土压力系数很大,且主
动土压力与基坑的开挖深度的平方呈正比,有些施工单位为了赶进度,违反施工规程,未支撑就开挖,从而引起主动土压力的剧增而造成支护结构失稳,坡顶位移量增大,从而导致基坑壁的位移和坍塌。
(2)基坑开挖后,主体结构未及时施工,土体中的自重压力减少,地基卸载,土体的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形。如果基坑底面暴露时间过长,加之基坑积水,使得粘性土吸水体积增大,抗剪强度降低,回弹变形增大,产生安全事故。
二、岩土工程深基坑支护施工中的完善措施
1、选择合适的基坑坑壁形式
基坑施工前,首先应按照规范的要求,依据基坑坑壁破坏后可能造成后果的严重性确定基坑坑壁的等级,然后根据坑壁安全等级、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节的条件等因素选择坑壁的形式。
当基坑顶部无重要建(构)筑物,场地有放坡条件且基坑深度<8m时,可以优先采用坡率法。采用坡率法时,关键是要确定正确的坡率允许值。一般坑壁的坡率允许值可按工程类比的原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定。如:土质均匀良好的硬塑粘性土,当坡高小于5m时,坡率允许值可确定为(1∶1.00)~(1∶1.25)。若坑壁土质较软或基坑顶部边缘附近有较大荷载,坡率允许值还必须采用圆弧滑动法进行稳定性分析确定。
2、加強对土方开挖的监控
基坑土方一般采用机械开挖法,开挖前,应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案,并对机械操作人员进行交底。开挖时,应有技术人员在场,对开挖深度、坑壁坡度进行监控,防止超挖。对采用土钉墙支护的基坑,土方开挖深度应严格控制,不得在上一段土钉墙护壁未施工完毕前开挖下一段土方。软土基坑必须分层均衡开挖,层高不宜超过1m。对采用自然放坡的基坑,坑壁坡度是监控的重点,当出现基坑实际深度大于设计深度时,应及时调整坑顶开挖线,保证坑壁坡率满足要求。
3、搞好支护结构的现场监测
支护结构的监测是防止支护结构发生坍塌的重要手段。在支护结构设计时应提出监测要求,由有资质的监测单位编制监测方案,经设计、监理认可后实施。监测方案应包括监测目的、监测项目、测试方法、测点布置、监测周期、监测项目报警值、信息反馈制度和现场原始状态资料记录等内容。监测项目的内容有:基坑顶部水平位移和垂直位移,基坑顶部建(构)筑物变形、沉降观测等。监测项目的选择应考虑基坑的安全等级、支护结构变形控制要求、地质和支护结构的特点。监测方案可根据设计要求、护壁稳定性、周边环境和施工进程等因素确定。监测单位应定期向施工单位和监理单位通报监测情况,当监测值超过报警值时应立即通知设计、施工和监理单位,分析原因,采取措施,防止事故的发生。
参考文献:
[1] 李贞龙. 岩土工程中深基坑支护问题研究[J]. 建筑设计管理, 2010,(04)
[2] 李克仁. 论建筑工程深基坑支护设计与施工问题[J]. 广东科技, 2010,(18)
[3] 吴宇飞. 岩土工程中的深基坑支护设计问题探讨[J]. 黑龙江科技信息, 2009,(28)
[4] 王建清. 探讨岩土工程施工中深基坑支护问题的分析[J]. 科技风, 2010,(22)
[5] 黄琦伟. 谈深基坑支护工程的施工设计[J]. 今日科苑, 2008,(15)