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摘要:随着我国高层建筑和超高构筑物的增加, 基础埋深也随之不断增加,涌现了大量的深基坑工程,而城市基坑工程往往处于房屋和生命线及人防工程密集的地区,大多不允许采用比较经济的放坡开挖,必须在人工支护条件下进行基坑开挖。为了保证基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全,应确保深基坑支护工程的可靠性。
关键词 基坑 施工 安全 监控
随着我国高层、超高层建构筑物的大量建设,旧城区改造、城中村改造的推进,往往要求在有限的场地上开挖深基坑,这将对毗邻的建筑物、构筑物产生较大的影响。一旦基坑事故发生,将造成很严重的公共安全、生命财产等危害,经济损失不可估量。为保证相邻建、构筑物的安全、地基的稳固性和施工人员的安全,必须采用各种基坑支护系统并保证其安全顺利地完成施工。但通常在大多数情况下,由于基坑开挖与支护属于临时性工程,易忽略了其复杂性、不确定性和风险性,一旦在勘察、设计、施工、监测和监理五个环节的某一环节出现问题,都容易造成基坑工程事故的发生。同时,至今为止基坑工程从理论到实践都还有许多不完善之处,这也是容易引发工程事故的原因。
基础工程的常见事故主要包括:土方施工事故、挡土结构事故、锚杆体系事故、支撑体系事故、地下水事故、坑底隆胀事故、管理不当事故等。
1、基坑常见事故
1.1土方施工事故
在土方开挖过程中,边坡局部或大面积塌陷或滑塌,使地基土受到扰动,承载力下降,引发事故,影响边坡附近建筑物的安全与稳定。常见的事故有土方机械事故、边坡上堆放材料倾落、土方塌落伤人等。
(一)土方事故的发生的原因
开挖较深、放坡不够,或通过不同土层时没有根据土的特性分别放成不同坡度,致使边坡失去稳定而造成塌方。在有地表水、地下水作用的土层开挖基坑(槽)时,未采用有效的降、排水措施,土层受到地表水和地下水的影响,含水率增加,内摩擦角变小,抗剪强度降低,容易在重力作用下失去稳定而引起塌方和塌坡。边坡顶部堆载过大,或土体附近因打桩、爆破等施工振动,引起土的局部液化或触变,降低了土体的强度,使土体失去稳定而塌方。另外,还有因土质松软,开挖次序、方法不当而造成塌方等。
(二)土方事故的控制措施
(1)放坡:根据土的种类、力学性质确定适当的边坡坡度。对永久性挖方边坡,应按设计要求放坡,一般在1:1.0~1:1.5之间。当基坑深度较大时,放坡开挖不经济,或场地不允许放坡时,应采用直立放坡,并进行可靠的支护。
(2)排水:做好地面排水和降低地下水位的工作。土方开挖、放坡如遇到雨水、地下水或其他污水时,必须及时排水,根据场地和水源情况采用不同的排水方法。
1.2与挡土结构有关的事故
挡土结构失效造成的事故,通常有:(1)因为挡土结构深度不足,使结构内倾或基脚不稳,地下连续墙或灌注桩出现严重蜂窝狗洞、灌注桩缩径断桩、钢筋笼长度不足、钢板桩咬合不良及搅拌桩入土深度不足等;(2)挡土结构渗漏水严重,致使挡土结构后面土体流失;(3)挡土结构变形过大。
引起挡土结构异常变形的原因主要有:(1)挡土结构断面或强度不足、主动土压力计算偏小、被动土压力计算偏大、各阶段挖土超挖及基底隆起、地下水冲刷或管涌等;(2)地面超载引起挡土结构上侧压力过大,如:混凝土泵车、挖土机或起重机在坑顶地面施工作业、坑顶地面上过多的堆放残土或建筑材料、未考虑相邻建筑物的影响等;(3)挖土时出现超挖,引起挡土结构上侧压力过大。如:未设相应支撑前基底超挖、挖土时未预留坡肩、集水坑沟开挖过深等。
事故发生的原因主要是事前对周围环境调查不够。如:临近建筑物的基础情况调查不足、地下设施及地下构筑物情况调查不足、地质勘察不详细、地质资料不足等。设计阶段,对选用的土的物理力学性质指标有误、选用的设计方法有误、荷载估计不足等。施工阶段,对不适当地增加基坑四周地面上施工荷载、基坑超挖回填土不密实、支撑结构断面不足、异常降水导致墙后侧压力过大等。
1.3与锚杆体系有关的事故
有勘察、设计上的不当造成的事故:由于勘察报告书提供的资料与实际不符,导致锚杆抗拔力不足;不了解周围环境状况,造成支护结构变形过大;挡土结构入土深度不足,導致锚杆不起作用,引起支护结构变形过大;锚杆的附属部件的变形过大,影响了支护结构的稳定性;设计上荷载考虑不足、计算有误,致使锚杆抗拔力不够;盲目减小安全系数或锚固体未设置在良好土层中,致使锚杆被拔出;锚杆竖向间距过大,造成挡土结构抗弯能力不足;水泥浆配合比不适当或浆液填充不充分,影响固结体的强度;锚杆预应力不足或锚杆群预应力不均匀,个别锚杆被拔出,致使支护结构失效;锚杆倾斜角过大,致使锚杆水平承受力不足,致使锚杆抗拔力不足。
施工不良造成的事故:成孔时清孔不彻底,致使锚杆抗拔力降低;成孔时钻杆不直或振动过大,空壁土受扰动,致使锚杆抗拔力降低;清孔过度或与地下水连通致使土体流失,引起挡土结构背面地基沉降;注浆压力不足、浆液流失,使固结体强度不足,降低了锚杆的抗拔力;锚片硬度不足、腰梁与支座连接不良、腰梁断面过小等引起基坑坍塌;冬季未采取防冻措施,土体冻胀,引起支护结构破坏。
1.4与支撑体系有关的事故
设计不当造成的事故:内支撑体系局部受压失稳或整体受压失稳;头道支撑位置过低,使支护结构顶部位移过大;支撑水平间距过大或长细比过大,使支撑杆件产生过大的弯曲变形;设计时未考虑支撑体系内的温度应力或考虑不周,将对其产生不利影响;钢支撑的节点考虑不周,使连接部位破坏,支撑失效;基坑平面不规则或支撑两端高差较大等,造成支撑系统内力不平衡;竖向支撑体系的基础、基础的持力层选择不当,造成竖向支撑下沉较大。
关键词 基坑 施工 安全 监控
随着我国高层、超高层建构筑物的大量建设,旧城区改造、城中村改造的推进,往往要求在有限的场地上开挖深基坑,这将对毗邻的建筑物、构筑物产生较大的影响。一旦基坑事故发生,将造成很严重的公共安全、生命财产等危害,经济损失不可估量。为保证相邻建、构筑物的安全、地基的稳固性和施工人员的安全,必须采用各种基坑支护系统并保证其安全顺利地完成施工。但通常在大多数情况下,由于基坑开挖与支护属于临时性工程,易忽略了其复杂性、不确定性和风险性,一旦在勘察、设计、施工、监测和监理五个环节的某一环节出现问题,都容易造成基坑工程事故的发生。同时,至今为止基坑工程从理论到实践都还有许多不完善之处,这也是容易引发工程事故的原因。
基础工程的常见事故主要包括:土方施工事故、挡土结构事故、锚杆体系事故、支撑体系事故、地下水事故、坑底隆胀事故、管理不当事故等。
1、基坑常见事故
1.1土方施工事故
在土方开挖过程中,边坡局部或大面积塌陷或滑塌,使地基土受到扰动,承载力下降,引发事故,影响边坡附近建筑物的安全与稳定。常见的事故有土方机械事故、边坡上堆放材料倾落、土方塌落伤人等。
(一)土方事故的发生的原因
开挖较深、放坡不够,或通过不同土层时没有根据土的特性分别放成不同坡度,致使边坡失去稳定而造成塌方。在有地表水、地下水作用的土层开挖基坑(槽)时,未采用有效的降、排水措施,土层受到地表水和地下水的影响,含水率增加,内摩擦角变小,抗剪强度降低,容易在重力作用下失去稳定而引起塌方和塌坡。边坡顶部堆载过大,或土体附近因打桩、爆破等施工振动,引起土的局部液化或触变,降低了土体的强度,使土体失去稳定而塌方。另外,还有因土质松软,开挖次序、方法不当而造成塌方等。
(二)土方事故的控制措施
(1)放坡:根据土的种类、力学性质确定适当的边坡坡度。对永久性挖方边坡,应按设计要求放坡,一般在1:1.0~1:1.5之间。当基坑深度较大时,放坡开挖不经济,或场地不允许放坡时,应采用直立放坡,并进行可靠的支护。
(2)排水:做好地面排水和降低地下水位的工作。土方开挖、放坡如遇到雨水、地下水或其他污水时,必须及时排水,根据场地和水源情况采用不同的排水方法。
1.2与挡土结构有关的事故
挡土结构失效造成的事故,通常有:(1)因为挡土结构深度不足,使结构内倾或基脚不稳,地下连续墙或灌注桩出现严重蜂窝狗洞、灌注桩缩径断桩、钢筋笼长度不足、钢板桩咬合不良及搅拌桩入土深度不足等;(2)挡土结构渗漏水严重,致使挡土结构后面土体流失;(3)挡土结构变形过大。
引起挡土结构异常变形的原因主要有:(1)挡土结构断面或强度不足、主动土压力计算偏小、被动土压力计算偏大、各阶段挖土超挖及基底隆起、地下水冲刷或管涌等;(2)地面超载引起挡土结构上侧压力过大,如:混凝土泵车、挖土机或起重机在坑顶地面施工作业、坑顶地面上过多的堆放残土或建筑材料、未考虑相邻建筑物的影响等;(3)挖土时出现超挖,引起挡土结构上侧压力过大。如:未设相应支撑前基底超挖、挖土时未预留坡肩、集水坑沟开挖过深等。
事故发生的原因主要是事前对周围环境调查不够。如:临近建筑物的基础情况调查不足、地下设施及地下构筑物情况调查不足、地质勘察不详细、地质资料不足等。设计阶段,对选用的土的物理力学性质指标有误、选用的设计方法有误、荷载估计不足等。施工阶段,对不适当地增加基坑四周地面上施工荷载、基坑超挖回填土不密实、支撑结构断面不足、异常降水导致墙后侧压力过大等。
1.3与锚杆体系有关的事故
有勘察、设计上的不当造成的事故:由于勘察报告书提供的资料与实际不符,导致锚杆抗拔力不足;不了解周围环境状况,造成支护结构变形过大;挡土结构入土深度不足,導致锚杆不起作用,引起支护结构变形过大;锚杆的附属部件的变形过大,影响了支护结构的稳定性;设计上荷载考虑不足、计算有误,致使锚杆抗拔力不够;盲目减小安全系数或锚固体未设置在良好土层中,致使锚杆被拔出;锚杆竖向间距过大,造成挡土结构抗弯能力不足;水泥浆配合比不适当或浆液填充不充分,影响固结体的强度;锚杆预应力不足或锚杆群预应力不均匀,个别锚杆被拔出,致使支护结构失效;锚杆倾斜角过大,致使锚杆水平承受力不足,致使锚杆抗拔力不足。
施工不良造成的事故:成孔时清孔不彻底,致使锚杆抗拔力降低;成孔时钻杆不直或振动过大,空壁土受扰动,致使锚杆抗拔力降低;清孔过度或与地下水连通致使土体流失,引起挡土结构背面地基沉降;注浆压力不足、浆液流失,使固结体强度不足,降低了锚杆的抗拔力;锚片硬度不足、腰梁与支座连接不良、腰梁断面过小等引起基坑坍塌;冬季未采取防冻措施,土体冻胀,引起支护结构破坏。
1.4与支撑体系有关的事故
设计不当造成的事故:内支撑体系局部受压失稳或整体受压失稳;头道支撑位置过低,使支护结构顶部位移过大;支撑水平间距过大或长细比过大,使支撑杆件产生过大的弯曲变形;设计时未考虑支撑体系内的温度应力或考虑不周,将对其产生不利影响;钢支撑的节点考虑不周,使连接部位破坏,支撑失效;基坑平面不规则或支撑两端高差较大等,造成支撑系统内力不平衡;竖向支撑体系的基础、基础的持力层选择不当,造成竖向支撑下沉较大。