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摘要:建筑企业的飞快发展,使得建筑企业愈来愈重视建筑的安全工作的开展。身为建筑工作的基石,深基坑是安全工作中的重中之重。因此,笔者将结合实际实践经验以设法制定出合理的、可行性高的、符合实际的、安全的施工方案,从而保证深基坑工程施工的安全性。现在笔者将逐一分析某市三起深基坑工程施工的安全事故,以给出与之相对应的施工安全及技术策略,以供同行借鉴。
关键词:事故分析;深基坑;处理措施;实例
0.前言
在现代建筑工程施工过程中,深基坑工作的危险系数较高,其主要涵盖了降水排水、止水帷幕、土方开挖、基坑支护、临边防护等工作内容。但是,由于在施工时深基坑施工易受到附近环境、水文地质、气候条件等的影响,因此发生安全事故的可能性很大。
1.工程事故实例分析
实例一:某个商务大楼工程地下两层,这个地基的基础是静力沉桩,选用三重摆喷止水帷幕作边坡,预应力锚索和喷锚墙作综合边坡支护。该工程的止水帷幕與基坑支护的施工工作于2009年9月完工,然而在其东北角- 9.3m标高的位置出现了两次管涌,其直径分别是30厘米与15厘米,二者出现的时间相差不足五十分钟,而西东北坑中30m×25m区域内存在相对稳定的高达1.5米的积水。在这次事故当中,西南角附近的厕所、小学球场、民房、道路等陆续发生不同程度的沉降开裂,给附近建筑物的安全、可靠性造成了极大的影响。
实例二:某个办公楼工程地下一层,其基坑护壁支护与静压方桩桩基属于土钉锚杆支护结构。但是在2010年6月份进行锚杆施工时,在离坑边差不多五米处的工地办公室地面发生了沉降开裂的情况,通过观察记录无深层次发展的态势。同年7月28日,由于暴雨持续下了一个多小时,渗到边坡土体中的雨水过多,造成此工程的部分基坑护壁有很多水流以极快的速度涌出来,大概几分钟过后,水流瞬间增加并自此处倾盆而下,导致①~⑥轴段边坡护壁丧失了稳定性、平衡性发生坍塌,基坑积水大致有一米余深,事故未有人员伤亡。
实例三:某高层住宅楼工程地下一层,其基坑护壁支护与静压方桩桩基属于锚杆支护结构,其中,护壁锚杆支护施工和基坑土方开挖分层分段同时进行。2011年3月份,待①轴首层基坑护壁锚杆工作结束之后,开展了第二层土方开挖的工作。当土方开挖向下施工的过程中,① 轴段大约15m长的上层土体与锚杆丧失了稳定性发生坍塌,未导致比较大的经济损失与人员伤亡的情况发生。
2.工程事故分析及解决措施
2.1工程出现管涌产生的原因及解决方法
2.1.1 产生的原因分析
基坑施工期间,如果正遇8、9 月份进入丰水季节,地下水位将上升,加上受台风影响,水位上升到76.66m,高出基坑底10m左右。无论是产生基坑突涌的水头压力高度,还是产生流砂的临界水力梯度及产生饱和土液化的必要条件均已接近临界状态。因此,坑底暴露的粉土层及浅埋的粉砂层具备产生管涌和突涌的客观条件,场地内的饱和粉土、粉砂层产生液化,形成了管涌。
2.1.2 解决方案
为达到填充水土流失和封堵地下水的目的,确保周边建筑物的安全,对流砂孔眼分别进行埋管、加压双液灌浆,同时用成包水泥和砂袋及彩条布对孔眼分层围堵,随后对基坑东北角进行土方回填压实,管涌得到了有效控制。同时对边坡进行加固,东北角外部进行化学灌浆。
2.2 边坡护壁坍塌产生原因分析及加固处理措施
2.2.1 原因分析
该工程基坑紧靠道路边上人行道,在距坑边3m左右人行道下有一条直径500mm的混凝土市政供水
管,人行道及管线下的土质为较松软的回填土。当连续下了一个多小时暴雨后,大量的雨水渗透致使人
行道及管线下回填土层松动下沉,导致供水管接头松动脱节至断裂。强大的供水管水头形成巨大的动水压力,对基坑护壁不断冲击,远远超过护壁设计承受的压力值,从而造成护壁坍塌、基坑积水。
2.2.2 加固处理措施
事故发生后,业主、监理、设计、施工等单位立即到现场组织抢险并制定加固处理方案:①当晚配合自来水公司将自来水管抢修好,恢复正常供水。
②积极配合12# 槽钢支撑加固给水管道。
③采用化学灌浆加固塌方区域,防止继续坍塌。
④塌方边坡外露土体部分喷素混凝土防护。
⑤加强对基坑护壁沉降和位移的观测记录。
⑥抽排基坑积水,控制在每天降0.5m深。
2.3 边坡护壁坍塌的原因及措施
2.3.1 原因分析
该工程土质条件相对较差,但锚杆支护结构能满足要求,出现坍塌主要是在施工方法上。第一层土方开挖及锚杆施工采用压水钻进成孔法施工,致使边坡土体积水过多无法排出,破坏了边坡土体结构,当进入第二层土方开挖时,正好遇到较软土层,在这种情况下,边坡土体失去了稳定导致坍塌。经过现场分析,后续锚杆施工均采用螺旋钻孔干作业法,没有再出现坍塌情况。
2.3.2 坍塌处理措施
坍塌部位清理后用砂包临时加固边坡,选用钢管桩支护结构加强该处边坡稳定,再往下层施工,没有出现异常情况。
3 深基坑施工技术与安全防护措施
通过对以上3 起安全事故的产生的原因进行分析,深基坑工程施工主要受地质条件、地下水情况、周围环境、大暴雨天气、支护方案及施工方法的影响。为防止安全事故的发生,在深基坑工程施工中应采取以下相应措施。
3.1 深基坑施工前的控制措施
3.1.1对地质分析勘察报告
施工前应对工程的地质勘察报告认真分析研究,根据挖土深度范围内不同土质的物理性能和地下水位情况(特别是丰水期的水位情况),选择相应的土方开挖、支护结构及降水方案。基坑支护结构应进行承载能力极限状态的计算及对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。根据所制定的施工方案,对全体施工人员作详细的安全与技术交底工作。
3.1.2 调查基坑周围的建(构)筑物
调查基坑周围建(构)筑物在基坑开挖前是否已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况,需通过拍片、绘图等手段收集有关资料,必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。对于距坑边较近的地下管线应预先采取加固和保护措施。
3.1.3 选择和确定施工方案
根据基坑的实际情况,选择确定安全、可靠的施工方案,并组织专家组对方案进行论证评审。对于地质条件较差,即软土地基及松杂填土地基,坑边距周围建(构)筑物较近时,宜选择排桩或地下连续墙支护结构,不宜选择土钉墙支护结构,并制定安全措施方案。
3.2 施工过程中的控制措施
3.2.1 施工方案的控制
必须严格按照批准的施工方案进行组织施工,不得随意变更。需修改变更方案时,应按审批后的方案进行施工。基坑坑顶边缘不得任意堆放土方、材料及设备,特别是有振动作用的设备,避免增加坑顶边缘荷载作用。加大边坡及支护结构的承载压力,同时在坑顶设挡水设施,防止雨水流入基坑冲刷坡面。
3.2.2 施工过程的控制
对于采用锚杆支护结构的基坑施工,基坑开挖和锚杆施工应按要求自上而下分段分层同步进行,预防锚杆施工跟不上土方开挖的进度,形成坑壁暴露进间过长,遭受风雨、日晒等风化作用易被剥蚀。锚杆施工尽量考虑采用螺旋钻孔干作业法,在上层锚杆注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可进行下层土方开挖。土方开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。
4 结束语
因受到各类因素的影响,深基坑工程发生安全事故的概率较高,情况严重的直接影响到工程的质量水平。所以,在开展深基坑工程施工的过程中要严格按照其特性充分知悉并铭记其所有的不利因素,高度关注易出现安全事故的坍塌、大暴雨、管涌、开裂沉降等因素,并采用与之相对应的预防手段确立可行性高、合理科学、可靠、安全的施工方案与手段,严守规范与要求开展施工工作。
关键词:事故分析;深基坑;处理措施;实例
0.前言
在现代建筑工程施工过程中,深基坑工作的危险系数较高,其主要涵盖了降水排水、止水帷幕、土方开挖、基坑支护、临边防护等工作内容。但是,由于在施工时深基坑施工易受到附近环境、水文地质、气候条件等的影响,因此发生安全事故的可能性很大。
1.工程事故实例分析
实例一:某个商务大楼工程地下两层,这个地基的基础是静力沉桩,选用三重摆喷止水帷幕作边坡,预应力锚索和喷锚墙作综合边坡支护。该工程的止水帷幕與基坑支护的施工工作于2009年9月完工,然而在其东北角- 9.3m标高的位置出现了两次管涌,其直径分别是30厘米与15厘米,二者出现的时间相差不足五十分钟,而西东北坑中30m×25m区域内存在相对稳定的高达1.5米的积水。在这次事故当中,西南角附近的厕所、小学球场、民房、道路等陆续发生不同程度的沉降开裂,给附近建筑物的安全、可靠性造成了极大的影响。
实例二:某个办公楼工程地下一层,其基坑护壁支护与静压方桩桩基属于土钉锚杆支护结构。但是在2010年6月份进行锚杆施工时,在离坑边差不多五米处的工地办公室地面发生了沉降开裂的情况,通过观察记录无深层次发展的态势。同年7月28日,由于暴雨持续下了一个多小时,渗到边坡土体中的雨水过多,造成此工程的部分基坑护壁有很多水流以极快的速度涌出来,大概几分钟过后,水流瞬间增加并自此处倾盆而下,导致①~⑥轴段边坡护壁丧失了稳定性、平衡性发生坍塌,基坑积水大致有一米余深,事故未有人员伤亡。
实例三:某高层住宅楼工程地下一层,其基坑护壁支护与静压方桩桩基属于锚杆支护结构,其中,护壁锚杆支护施工和基坑土方开挖分层分段同时进行。2011年3月份,待①轴首层基坑护壁锚杆工作结束之后,开展了第二层土方开挖的工作。当土方开挖向下施工的过程中,① 轴段大约15m长的上层土体与锚杆丧失了稳定性发生坍塌,未导致比较大的经济损失与人员伤亡的情况发生。
2.工程事故分析及解决措施
2.1工程出现管涌产生的原因及解决方法
2.1.1 产生的原因分析
基坑施工期间,如果正遇8、9 月份进入丰水季节,地下水位将上升,加上受台风影响,水位上升到76.66m,高出基坑底10m左右。无论是产生基坑突涌的水头压力高度,还是产生流砂的临界水力梯度及产生饱和土液化的必要条件均已接近临界状态。因此,坑底暴露的粉土层及浅埋的粉砂层具备产生管涌和突涌的客观条件,场地内的饱和粉土、粉砂层产生液化,形成了管涌。
2.1.2 解决方案
为达到填充水土流失和封堵地下水的目的,确保周边建筑物的安全,对流砂孔眼分别进行埋管、加压双液灌浆,同时用成包水泥和砂袋及彩条布对孔眼分层围堵,随后对基坑东北角进行土方回填压实,管涌得到了有效控制。同时对边坡进行加固,东北角外部进行化学灌浆。
2.2 边坡护壁坍塌产生原因分析及加固处理措施
2.2.1 原因分析
该工程基坑紧靠道路边上人行道,在距坑边3m左右人行道下有一条直径500mm的混凝土市政供水
管,人行道及管线下的土质为较松软的回填土。当连续下了一个多小时暴雨后,大量的雨水渗透致使人
行道及管线下回填土层松动下沉,导致供水管接头松动脱节至断裂。强大的供水管水头形成巨大的动水压力,对基坑护壁不断冲击,远远超过护壁设计承受的压力值,从而造成护壁坍塌、基坑积水。
2.2.2 加固处理措施
事故发生后,业主、监理、设计、施工等单位立即到现场组织抢险并制定加固处理方案:①当晚配合自来水公司将自来水管抢修好,恢复正常供水。
②积极配合12# 槽钢支撑加固给水管道。
③采用化学灌浆加固塌方区域,防止继续坍塌。
④塌方边坡外露土体部分喷素混凝土防护。
⑤加强对基坑护壁沉降和位移的观测记录。
⑥抽排基坑积水,控制在每天降0.5m深。
2.3 边坡护壁坍塌的原因及措施
2.3.1 原因分析
该工程土质条件相对较差,但锚杆支护结构能满足要求,出现坍塌主要是在施工方法上。第一层土方开挖及锚杆施工采用压水钻进成孔法施工,致使边坡土体积水过多无法排出,破坏了边坡土体结构,当进入第二层土方开挖时,正好遇到较软土层,在这种情况下,边坡土体失去了稳定导致坍塌。经过现场分析,后续锚杆施工均采用螺旋钻孔干作业法,没有再出现坍塌情况。
2.3.2 坍塌处理措施
坍塌部位清理后用砂包临时加固边坡,选用钢管桩支护结构加强该处边坡稳定,再往下层施工,没有出现异常情况。
3 深基坑施工技术与安全防护措施
通过对以上3 起安全事故的产生的原因进行分析,深基坑工程施工主要受地质条件、地下水情况、周围环境、大暴雨天气、支护方案及施工方法的影响。为防止安全事故的发生,在深基坑工程施工中应采取以下相应措施。
3.1 深基坑施工前的控制措施
3.1.1对地质分析勘察报告
施工前应对工程的地质勘察报告认真分析研究,根据挖土深度范围内不同土质的物理性能和地下水位情况(特别是丰水期的水位情况),选择相应的土方开挖、支护结构及降水方案。基坑支护结构应进行承载能力极限状态的计算及对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。根据所制定的施工方案,对全体施工人员作详细的安全与技术交底工作。
3.1.2 调查基坑周围的建(构)筑物
调查基坑周围建(构)筑物在基坑开挖前是否已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况,需通过拍片、绘图等手段收集有关资料,必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。对于距坑边较近的地下管线应预先采取加固和保护措施。
3.1.3 选择和确定施工方案
根据基坑的实际情况,选择确定安全、可靠的施工方案,并组织专家组对方案进行论证评审。对于地质条件较差,即软土地基及松杂填土地基,坑边距周围建(构)筑物较近时,宜选择排桩或地下连续墙支护结构,不宜选择土钉墙支护结构,并制定安全措施方案。
3.2 施工过程中的控制措施
3.2.1 施工方案的控制
必须严格按照批准的施工方案进行组织施工,不得随意变更。需修改变更方案时,应按审批后的方案进行施工。基坑坑顶边缘不得任意堆放土方、材料及设备,特别是有振动作用的设备,避免增加坑顶边缘荷载作用。加大边坡及支护结构的承载压力,同时在坑顶设挡水设施,防止雨水流入基坑冲刷坡面。
3.2.2 施工过程的控制
对于采用锚杆支护结构的基坑施工,基坑开挖和锚杆施工应按要求自上而下分段分层同步进行,预防锚杆施工跟不上土方开挖的进度,形成坑壁暴露进间过长,遭受风雨、日晒等风化作用易被剥蚀。锚杆施工尽量考虑采用螺旋钻孔干作业法,在上层锚杆注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可进行下层土方开挖。土方开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。
4 结束语
因受到各类因素的影响,深基坑工程发生安全事故的概率较高,情况严重的直接影响到工程的质量水平。所以,在开展深基坑工程施工的过程中要严格按照其特性充分知悉并铭记其所有的不利因素,高度关注易出现安全事故的坍塌、大暴雨、管涌、开裂沉降等因素,并采用与之相对应的预防手段确立可行性高、合理科学、可靠、安全的施工方案与手段,严守规范与要求开展施工工作。