浅谈基坑支护工程意外情况的处理

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  随着国民经济和建筑技术的日益发展,为解决现代居住、车辆停放和人民防空等问题,高层建筑、多层地下室建筑日益普遍。而基坑工程(包括土方开挖)作为重要的分部工程,不但施工难度较大,且不可预见性强,经常出现地质情况差异较大、土钉锚索无法施工、甚至流砂、塌陷等意外情况,是重大的危险源。各级行政主管部门、监督单位和监理、施工企业也对基坑工程格外重视,对基坑支护的安全和质量水平提出了越来越高的要求。下面,本人结合佛山某工程实例,浅谈基坑支护工程中所遇以上意外情况的处理措施,希望得到各位同仁的指教。
  1 工程概述
  本工程为安置房小区二期工程。工程位于佛山市禅城区佛山公园西侧,总用地面积约20965m2。拟建场地设两层地下室,主体结构采用冲孔桩基础。基坑开挖范围内地下无管线埋藏,地面上无架设电线。西面为拟建25米宽的规划道路、南面和东面为拟建15米宽的规划道路,北面为准备改建迁移的马路。
  地下室邊线与西面规划拟建道路人行道边最小距离为11.1m;与南面规划拟建道路人行道边最小距离为9m;与东面规划拟建道路人行道边最小距离为9m。北侧为规划的小区道路,北侧地下室边线位于拟改道的马路和拟拆迁的房屋范围内。其中北侧东段和东侧北段与安置房小区一期工程的两层地下室基坑重合。基坑底面整体标高为-9.400m,局部-11.450m。
  
  2 基坑支护设计概况
  本基坑为二级基坑,支护形式采用深层搅拌桩止水,土钉加喷锚网与预应力锚索相结合。
  
  3意外情况的处理措施
  3.1 意外情况处理的原则
  为确保基坑支护的安全和施工质量,减少事故发生,降低风险,当基坑出现意外情况时,按以下原则处理:
  (1)、及时通报请示(含甲方、监理、设计等单位),对存在或可能发生的事故及时请示,通报,集合多方力量(特别是总包单位及基坑支护设计人员)解决问题;
  (2)、快速反应原则,对基坑支护中发生的变化要快速反应及时处理,不能犹豫不决,消极等待;
  (3)、防微杜渐,从小处理的原则;
  (4)、以人为本,基坑及周边环境安全第一的原则;
  (5)、信息化施工的原则;
  (6)、强化组织机构的职责分工,做到“三定”的原则。即:“定人、定时间、定部位”。
  3.2 建立意外情况处理的人员组织架构
  合理高效的人员组织架构是意外情况得到及时有效处理的最重要保证。对于基坑支护工程,应该在不同层次、不同参建单位中配置足够的应急救援人员,主要包括:
  (1)现场施工班组应该全员教育、全员交底、全员参与。施工班组是第一线的作业者,是对基坑情况有最为直接认识的群体。所以,工人不但应该具备熟练的施工操作技术,并且应该掌握基坑支护的基础理论知识,在施工过程中如果存在安全隐患或者出现意外情况的先兆时能够及时地察觉,向上级报告。制定意外情况处理方案后,工人也能正确高效地实施,并且在实施过程中,能够自主地判断基坑的危险程度,在紧急情况下自主采取自救避险措施,从而避免发生人身伤亡的重大安全事故。
  (2)施工单位应该在现场项目部建立由项目经理负责的基坑支护应急救援小组,对基坑支护出现的意外情况进行及时处理,有必要的及时向公司技术部门报告。此外,施工单位在公司一级的技术部门应该配备相关技术人员负责基坑支护意外情况的紧急处理,为项目部的应急处理提供技术支持。
  (3)监理单位、基坑支护设计单位应该指派项目负责人对基坑支护的施工组织设计、施工过程进行安全、质量等方面的监督和管理,并且监督施工单位建立、完善基坑支护应急组织和制度,落实具体的应急准备工作及应急措施。
  (4)建设单位作为工程项目的总组织者和总协调者,应该指派专人监督管理各参建单位做好基坑支护应急工作。
  3.3 物资准备
  必要的物资准备是基坑支护意外情况得到及时有效处理的基本前提。此工程的现场应急物资准备包括:
  (1)、大量的编织袋;
  (2)、于危险地段配备一定数量的砂包;
  (3)、5桶水玻璃、3袋大豆、海带50公斤;
  (4)、两台XU—l00型地质钻机,BW—150注浆泵于现场随时待命;
  (5)、钢筋、水泥等建筑物资现场备用,出土作业时的挖掘机。
  3.4 意外情况的处理
  3.4.1基坑支护漏水的处理办法
  发现基坑渗漏现象时停止开挖,及时上报有关单位,在项目经理的领导下采取相应的处理措施。一般做法为首先将砂袋堆砌在漏水处,堵住漏水,然后调用XU—l00型地质钻机钻至渗漏处,用BW—150注浆泵把水灰比0.5~0.6的水泥浆注射压浆封堵直至渗漏停止。
  当基坑漏水严重时应立即用挖掘机挖土反压漏水面,结合使用砂包堆砌,同时视漏水处面积大小,调一台或多台地质钻机,用BW—150注浆泵进行注浆封填堵,掺入适量早强减水剂、大豆、海带等堵漏物资,连续注浆至漏水完全被封堵为止。
  3.4.2 基坑支护结构性破坏的应急处理措施
  准备好应急设备和应急物资(水泥、钢材、添加剂、纤维袋等)。
  当基坑支护位移或地面沉降达到警戒值时,立即停止开挖出土。调XU—100型地质钻机多台,对达到警戒值的地段增加锚杆,待加固地段稳定后,再开挖出土。
  若基坑发生整体或局部土体滑塌失稳,坑内停止降水,并在事故部位堆土反压,同时坡顶卸载,加强对未滑塌段的监测和保护,防止事故扩大。
  当锚杆支护墙发生较大的内凸变位时,此时坑内停止作业,在变位墙前堆砂包压住,并适当增加锚杆支护。
  发现锚杆支护松动、失效,应及时做好记录,并在失效锚杆支护的附近进行补钉,失效一支,补打一支。
  当基坑支护出现破坏、塌坍现象时,立即上报建设单位、监理单位、设计单位和当地安监部门,及时疏散附近的居民和行人,同时对塌坍处组织进行大面积回填土方,稳定地层压力,减少损失。同时上报公司技术负责人,积极组织有关专家商讨研究处理方案,从技术上确保处理方案有效实施。
  3.4.3 搅拌桩断桩的处理办法
  本工程在搅拌桩施工过程中,发现基坑南面有一段出现连续断桩现象,且断桩的部位标高基本一致,都位于地面以下1.2m左右。现场技术人员查阅了地质勘查报告、施工记录,均未发现有浅表岩层或其他障碍物等影响搅拌桩施工的情况。鉴于断桩部位较浅,经各方技术人员协商后决定开挖一部分断桩,以直观地检查原因。开挖后,发现搅拌桩断桩处均为一层厚200mm左右的深褐色土层,此土层为淤泥状,仔细观察发现,土层里含油量丰富,正是搅拌桩的水泥浆与该土层不能相融粘合才造成了断桩。为此,施工单位采取换土的方法,将此土层及以上的土置换成普通土,再夯实,重新施工搅拌桩。结果证明,此法效果甚佳。
  3.4.4 预应力锚索无法施工的处理办法
  本工程为二级基坑工程,支护采用深层搅拌桩止水,土钉加喷锚网与预应力锚索相结合的形式。在预应力锚索施工过程中,由于场地出现大量的流砂和淤泥,造成大面积不能成孔,预应力锚索无法施工,严重影响基坑支护工程的安全和质量。面对这种情况,本工程技术人员创新性地提出以预应力钢筋代替预应力锚索的工法。具体做法为:用1条长24m的Φ60×4钢管以与水平方向15°的倾斜角斜向下打入土中,钢管每间隔1m焊上倒刺,以更好地与土体握裹,在钢管中放入1条12m的Φ25的钢筋,然后灌浆,7天后张拉钢筋,锁死。为验证施工效果,首先在参建各方技术人员的共同见证下,制作3条构件做试验,试验结果表明,每条预应力钢筋能100kN的预应力,完全能达到设计要求。在此基础上,组织基坑支护专家论证会,得到专家认可后推广实施。在本基坑支护工程中,大量采用此功法,不但施工相对简便,而且取得了良好的施工效果,至基坑回填为止,各项监测数据均控制在警戒值以内。
  
  4、结语
  本工程给我们现场的技术人员以深刻的启示,就是基坑工程不可预见性、不确定性强,只靠地质勘查报告、超前钻资料、施工组织设计等书面资料是远远不够的,现场的情况往往是差之毫厘,谬以千里。只能根据现场的实际情况,多观察、多动手、多思考,集合广大技术人员的智慧,灵活运用各种可行的施工手段,才能取得良好的施工效果,保证基坑支护工程的安全、质量和进度。以上是本人的一些浅谈,希望能得到各位同行指导。
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