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【摘 要】 在深基坑工程数量不断增加的同时,由深基坑工程施工而引起的诸如邻近建(构)筑物倾斜开裂,工程安全等问题也时有发生。因此,如何有效的确保基坑工程周边环境安全,减少及预防基坑工程安全隐患的发生迫在眉睫。本文就深基坑工程施工主要安全隐患进行了探讨。
【关键词】 深基坑;工程施工;安全隐患
一、深基坑工程主要特点
深基坑工程除具有区域性、个体性、综合性、高风险性等特点外,当前中国各个大城市的深基坑工程更突出了“深、大、紧、近”四个特点。主要如下:
1、基坑四周邻近建筑基础埋深浅,结构老化,承受影响的能力差,当基坑施工不当可能会导致房屋倾斜和结构开裂。
2、深基坑一般都靠近马路,施工过程中的降水不当或围护结构渗漏水,会使马路发生沉陷,影响正常交通,产生巨大的社会影响。
3、基坑工程中不确定因素多,岩土性质个体差异大,勘察数据离散性大;土与支护结构作用机理研究不深入等,致使安全系数的选取也具有不确定性。
4、基坑施工的场地紧凑。导致基坑的施工场地紧凑,加大了施工难度。
二、当前深基坑工程施工存在的主要安全隐患
1、设计阶段存在的隐患
1.1勘探资料不详细,设计方案存在先天性缺陷
按照有关规定,为使基坑设计安全、可靠、合理,作为业主方应向设计单位提供拟建区域详尽的水文地质资料、地下管线资料、周边环境资料以及拟建工程施工图纸等必备资料。但现实中往往一些业主单位对该项工作很不重视,草草提供一些资料给设计单位进行基坑围护设计,而设计单位在现场踏勘后,在未深究业主方提供的资料是否真实准确和完整可靠的前提下就匆忙进行围护设计,导致设计方案本身存在一些先天性缺陷。
1.2片面追求低成本、短工期目标,致使设计方案安全储备大幅下降
基坑围护的设计原则应是安全、经济、合理、可行。而多数业主单位为了追求缩短工期、降低造价的目标,将基坑安全储备摆在了次要位置,在设计阶段就进行粗暴干预。部分基坑设计单位迫于业主方强势地位的压力,将设计安全储备一降再降,甚至出现临界值的基坑设计,从而对后续的基坑围护施工带来了巨大的安全隐患。这也是一些中小型基坑时常出现险情的原因之一。
1.3基坑设计方案缺乏有效的审查
基坑围护设计方案一般在实施前必须经过专家论证,确定方案可行后,方可进行施工。而目前专家组成员水平参差不齐,专家论证程序也不规范,临时组织的“突击评审”现象时有发生,致使设计方案的评审效果大打折扣,加上各地对基坑围护设计方案的施工图审查工作执行不力,也埋下了一些安全隐患。
2、施工方面存在的隐患
2.1基坑围护施工质量未达设计要求
基坑围护体系施工质量的好坏直接影响到整个基坑工程的安全。从工程实践中多个土钉墙的坍塌及三轴搅拌桩止水帷幕的渗漏来看,均与施工质量有着直接的关系。土钉的设置长度不够、注浆量不足、止水帷幕的水泥掺量不足、冷缝接头处理不当、三轴搅拌桩垂直度超标等现象在基坑事故中均能找到蹤影。而相较建筑主体结构的质量控制而言,基坑围护体系的质量控制就显得略逊一筹。基坑围护体系的质量控制目前基本上依靠施工方的自检及监理的监督。由于基坑围护工程专业性极强,不少监理单位在此专业方面技术力量匮乏,无法有效监控重点部位和关键工序,造成不少基坑围护施工质量失控。
2.2施工单位未按合理施工方案进行基坑开挖
在整个基坑围护工程施工过程中,科学合理施工对基坑安全起着至关重要的作用。基坑开挖方式应分段、分层进行。基坑工程受“时空效应”影响十分明显,分段开挖是为了减小基坑长边效应的影响,防止基坑长边中部位移过大;分层开挖是为了让坑外侧土体应力逐渐释放,从而避免应力突然释放带来不利影响。在实际施工中,施工单位往往由于工期的压力或自身的麻痹大意,不严格按照方案施工,盲目进行大开挖,直接导致基坑位移过大甚至地面开裂或局部坍塌。
2.3应急物资准备不足,应急措施不及时
基坑工程施工中遇到的不确定性因素较多,尤其是在江浙沪等软土地区更显突出。所以做好基坑工程施工过程中的应急准备工作显得尤为重要。就目前大多数的基坑工程来看,应急准备措施绝大多数停留在“纸”上,应急储备材料、应急救援机械等在现场鲜有所见,这无形之中又是基坑安全的一大隐患。如果基坑工程在施工过程中的各项应急准备工作充分,应急措施得当,则可减轻因基坑意外出险而导致对周边环境的破坏。
三、保证基坑施工安全的对策措施
1、设计阶段
1.1详细勘察工程地质及周边环境
在对深基坑支护结构进行设计前,应充分了解建筑场地及周边的地质和水文状况;了解建筑场地及周边地下埋设物和地下管线的位置、结构形式、深度等。同时还应掌握基坑周边的排水情况、地面堆载、过往车辆的动载和静载。只有在准确掌握工程环境的前提下,深基坑的方案设计才能客观合理。
1.2慎重选择基坑支护方案
深基坑支护有多种结构类型和多种施工方法可供选择,设计时应结合深基坑自身的特点和场地岩土条件及周边环境条件,综合考虑基坑周围环境、工程地质和水文状况、土层结构、开挖深度、基坑形状以及排水方法、施工作业设备安全等级、工期要求、技术经济效果等因素。无论采用哪种支护形式,都需对支护结构受力、强度、嵌入深度进行仔细的设计和验算,并对施工过程进行严格的监督,确保工程安全有序进行。同时,在选型设计上,深基坑支护结构体系要满足四个要求:经济合理、施工便捷、安全可行、保护环境。
1.3择优选用深基坑降水方式
地下水是深基坑工程最大的“敌人”,在没有地下水的条件下,有的土质可以轻易挖到5m或更深,但在地下水位较高,而又是砂土或粉土时,即使挖深3m也可能产生塌方事故,所以深基坑工程中对地下水的控制至关重要。地下水降水形式很多,主要有疏干、明排、止水降水结合、减压降水等,所涉及的降水施工工艺更是种类繁多,但无论采取哪种降水方法,都应该与建设场地的水文地质条件、工程需求相符合,并结合深基坑本身止水帷幕、地下水补给情况,择优选用。 1.4合理制定土方开挖方式
基坑围护设计单位应针对本工程的特点,对施工单位提出基坑在围护施工及土方开挖阶段的具体要求,如提前降水时间,堆土区范围,泵车停靠位置,施工道路出土通道及土方开挖的顺序要求等,以保证土方开挖与设计工况相适应,确保基坑在开挖施工过程中的安全稳定。
1.5深基坑监测方案应同步设计
当前,基坑监测与工程的设计、施工同被列为深基坑工程安全、质量保证的三大基本要素。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性,单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案,往往含有许多不确定因素,对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节,同时也是指导施工的重要依据,是避免事故发生的必要措施。为了确保深基坑工程的安全,在基坑支护设计的同时应明确由第三方(监测单位)对基坑工程的整个施工过程进行监测,并根据监测的数据分析结果对基坑的安全进行评价分析,从而保证基坑工程的施工安全。
2、施工阶段
2.1按制定的施工安全专项方案实施
编制合理、科学、完善的施工安全专项方案并贯彻执行是衡量企业管理水平好坏的重要标志,也是施工现场安全管理水平的体现,更是保证施工安全,避免伤亡事故发生的客观要求。施工单位依据设计文件、勘察报告及环境资料编制专项施工技术方案,方案内容应包括基坑支护实施方式、降排水实施方式、土方开挖方法、顺序、施工方法、施工程序、机械配备、质量标准、进度安排等方面控制措施,对邻近建(构)筑物及道路、市政管线采取的专项保护措施、质安保体系、安全生产与环保施工的具体措施等全部内容。专项施工技术方案的编制应本着防范于未然的思想,坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则,并达到可行性、针对性、及时性的需求。
2.2应急措施必须行之有效
深基坑工程施工涉及因素很多,如果对施工过程中突发因素缺乏考虑,就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失,因此制定有效应急预案是非常必要的。基坑开挖过程中因地下水處理不当而造成的事故屡见不鲜,因而施工前制定科学的应急措施,从基坑工程的危险源上进行控制,争取在事故发生初期得以解决,就显得十分重要。
2.3监测方案必须结合实际进行必要调整
由于深基坑自身体积大,深度深,周边地下环境错综复杂,施工过程中,因土体具有流动性,其受力状态时刻变化。如果土体变形过大,可能会造成挡土支护结构因发生侧向位移而引发工程施工安全事故。因此,每个工程的监测内容、位置和方法,都要根据工程实际情况来确定。主要应包括对支护结构自身监测和周边环境监测两部分。监测数据应及时提供给有关各方,如围护体及周边环境在开挖过程中的变形与受力特性出现异常,则要重新优化设计,调整施工参数,以确保基坑工程施工安全。
四、结束语
深基坑工程是基础工程施工中的重点,也是难点。深基坑施工安全决定了整个工程的成败,工程的质量、造价和工期都会因此受到牵连,而且对周边的建筑更是有不可忽视的影响。正因如此,建设行政主管部门应严格落实参建各方主体安全责任,明确各职能部门在深基坑工程各环节的监管职责,从勘察、设计、审图、施工许可、队伍管理、围护结构的施工质量监管、施工过程中的安全防护监管等多方面入手,严格按规章制度办事,最大限度地保证深基坑工程的施工安全。
参考文献:
[1]王军,吴君侯,章宇,等.上海地区深基坑工程的环境安全问题[J].岩土工程学报,2007,28(B11):1328-1331.
[2]薛丽影,杨文生,李荣年.深基坑工程事故原因的分析与探讨[J].岩土工程学报,2013,35(zk1):468-473.
[3]孙凯,刘静香.某基坑工程事故分析与处理[J].科技信息,2010(012):I0336-I0336.
[4]潘行晓.基坑工程事故实例分析与处理[J].城市建设理论研究(电子版),2013(15).
[5]吴景江.深基坑边坡支护方法的选择[J].城市建设理论研究(电子版),2014(1).
【关键词】 深基坑;工程施工;安全隐患
一、深基坑工程主要特点
深基坑工程除具有区域性、个体性、综合性、高风险性等特点外,当前中国各个大城市的深基坑工程更突出了“深、大、紧、近”四个特点。主要如下:
1、基坑四周邻近建筑基础埋深浅,结构老化,承受影响的能力差,当基坑施工不当可能会导致房屋倾斜和结构开裂。
2、深基坑一般都靠近马路,施工过程中的降水不当或围护结构渗漏水,会使马路发生沉陷,影响正常交通,产生巨大的社会影响。
3、基坑工程中不确定因素多,岩土性质个体差异大,勘察数据离散性大;土与支护结构作用机理研究不深入等,致使安全系数的选取也具有不确定性。
4、基坑施工的场地紧凑。导致基坑的施工场地紧凑,加大了施工难度。
二、当前深基坑工程施工存在的主要安全隐患
1、设计阶段存在的隐患
1.1勘探资料不详细,设计方案存在先天性缺陷
按照有关规定,为使基坑设计安全、可靠、合理,作为业主方应向设计单位提供拟建区域详尽的水文地质资料、地下管线资料、周边环境资料以及拟建工程施工图纸等必备资料。但现实中往往一些业主单位对该项工作很不重视,草草提供一些资料给设计单位进行基坑围护设计,而设计单位在现场踏勘后,在未深究业主方提供的资料是否真实准确和完整可靠的前提下就匆忙进行围护设计,导致设计方案本身存在一些先天性缺陷。
1.2片面追求低成本、短工期目标,致使设计方案安全储备大幅下降
基坑围护的设计原则应是安全、经济、合理、可行。而多数业主单位为了追求缩短工期、降低造价的目标,将基坑安全储备摆在了次要位置,在设计阶段就进行粗暴干预。部分基坑设计单位迫于业主方强势地位的压力,将设计安全储备一降再降,甚至出现临界值的基坑设计,从而对后续的基坑围护施工带来了巨大的安全隐患。这也是一些中小型基坑时常出现险情的原因之一。
1.3基坑设计方案缺乏有效的审查
基坑围护设计方案一般在实施前必须经过专家论证,确定方案可行后,方可进行施工。而目前专家组成员水平参差不齐,专家论证程序也不规范,临时组织的“突击评审”现象时有发生,致使设计方案的评审效果大打折扣,加上各地对基坑围护设计方案的施工图审查工作执行不力,也埋下了一些安全隐患。
2、施工方面存在的隐患
2.1基坑围护施工质量未达设计要求
基坑围护体系施工质量的好坏直接影响到整个基坑工程的安全。从工程实践中多个土钉墙的坍塌及三轴搅拌桩止水帷幕的渗漏来看,均与施工质量有着直接的关系。土钉的设置长度不够、注浆量不足、止水帷幕的水泥掺量不足、冷缝接头处理不当、三轴搅拌桩垂直度超标等现象在基坑事故中均能找到蹤影。而相较建筑主体结构的质量控制而言,基坑围护体系的质量控制就显得略逊一筹。基坑围护体系的质量控制目前基本上依靠施工方的自检及监理的监督。由于基坑围护工程专业性极强,不少监理单位在此专业方面技术力量匮乏,无法有效监控重点部位和关键工序,造成不少基坑围护施工质量失控。
2.2施工单位未按合理施工方案进行基坑开挖
在整个基坑围护工程施工过程中,科学合理施工对基坑安全起着至关重要的作用。基坑开挖方式应分段、分层进行。基坑工程受“时空效应”影响十分明显,分段开挖是为了减小基坑长边效应的影响,防止基坑长边中部位移过大;分层开挖是为了让坑外侧土体应力逐渐释放,从而避免应力突然释放带来不利影响。在实际施工中,施工单位往往由于工期的压力或自身的麻痹大意,不严格按照方案施工,盲目进行大开挖,直接导致基坑位移过大甚至地面开裂或局部坍塌。
2.3应急物资准备不足,应急措施不及时
基坑工程施工中遇到的不确定性因素较多,尤其是在江浙沪等软土地区更显突出。所以做好基坑工程施工过程中的应急准备工作显得尤为重要。就目前大多数的基坑工程来看,应急准备措施绝大多数停留在“纸”上,应急储备材料、应急救援机械等在现场鲜有所见,这无形之中又是基坑安全的一大隐患。如果基坑工程在施工过程中的各项应急准备工作充分,应急措施得当,则可减轻因基坑意外出险而导致对周边环境的破坏。
三、保证基坑施工安全的对策措施
1、设计阶段
1.1详细勘察工程地质及周边环境
在对深基坑支护结构进行设计前,应充分了解建筑场地及周边的地质和水文状况;了解建筑场地及周边地下埋设物和地下管线的位置、结构形式、深度等。同时还应掌握基坑周边的排水情况、地面堆载、过往车辆的动载和静载。只有在准确掌握工程环境的前提下,深基坑的方案设计才能客观合理。
1.2慎重选择基坑支护方案
深基坑支护有多种结构类型和多种施工方法可供选择,设计时应结合深基坑自身的特点和场地岩土条件及周边环境条件,综合考虑基坑周围环境、工程地质和水文状况、土层结构、开挖深度、基坑形状以及排水方法、施工作业设备安全等级、工期要求、技术经济效果等因素。无论采用哪种支护形式,都需对支护结构受力、强度、嵌入深度进行仔细的设计和验算,并对施工过程进行严格的监督,确保工程安全有序进行。同时,在选型设计上,深基坑支护结构体系要满足四个要求:经济合理、施工便捷、安全可行、保护环境。
1.3择优选用深基坑降水方式
地下水是深基坑工程最大的“敌人”,在没有地下水的条件下,有的土质可以轻易挖到5m或更深,但在地下水位较高,而又是砂土或粉土时,即使挖深3m也可能产生塌方事故,所以深基坑工程中对地下水的控制至关重要。地下水降水形式很多,主要有疏干、明排、止水降水结合、减压降水等,所涉及的降水施工工艺更是种类繁多,但无论采取哪种降水方法,都应该与建设场地的水文地质条件、工程需求相符合,并结合深基坑本身止水帷幕、地下水补给情况,择优选用。 1.4合理制定土方开挖方式
基坑围护设计单位应针对本工程的特点,对施工单位提出基坑在围护施工及土方开挖阶段的具体要求,如提前降水时间,堆土区范围,泵车停靠位置,施工道路出土通道及土方开挖的顺序要求等,以保证土方开挖与设计工况相适应,确保基坑在开挖施工过程中的安全稳定。
1.5深基坑监测方案应同步设计
当前,基坑监测与工程的设计、施工同被列为深基坑工程安全、质量保证的三大基本要素。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性,单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案,往往含有许多不确定因素,对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节,同时也是指导施工的重要依据,是避免事故发生的必要措施。为了确保深基坑工程的安全,在基坑支护设计的同时应明确由第三方(监测单位)对基坑工程的整个施工过程进行监测,并根据监测的数据分析结果对基坑的安全进行评价分析,从而保证基坑工程的施工安全。
2、施工阶段
2.1按制定的施工安全专项方案实施
编制合理、科学、完善的施工安全专项方案并贯彻执行是衡量企业管理水平好坏的重要标志,也是施工现场安全管理水平的体现,更是保证施工安全,避免伤亡事故发生的客观要求。施工单位依据设计文件、勘察报告及环境资料编制专项施工技术方案,方案内容应包括基坑支护实施方式、降排水实施方式、土方开挖方法、顺序、施工方法、施工程序、机械配备、质量标准、进度安排等方面控制措施,对邻近建(构)筑物及道路、市政管线采取的专项保护措施、质安保体系、安全生产与环保施工的具体措施等全部内容。专项施工技术方案的编制应本着防范于未然的思想,坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则,并达到可行性、针对性、及时性的需求。
2.2应急措施必须行之有效
深基坑工程施工涉及因素很多,如果对施工过程中突发因素缺乏考虑,就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失,因此制定有效应急预案是非常必要的。基坑开挖过程中因地下水處理不当而造成的事故屡见不鲜,因而施工前制定科学的应急措施,从基坑工程的危险源上进行控制,争取在事故发生初期得以解决,就显得十分重要。
2.3监测方案必须结合实际进行必要调整
由于深基坑自身体积大,深度深,周边地下环境错综复杂,施工过程中,因土体具有流动性,其受力状态时刻变化。如果土体变形过大,可能会造成挡土支护结构因发生侧向位移而引发工程施工安全事故。因此,每个工程的监测内容、位置和方法,都要根据工程实际情况来确定。主要应包括对支护结构自身监测和周边环境监测两部分。监测数据应及时提供给有关各方,如围护体及周边环境在开挖过程中的变形与受力特性出现异常,则要重新优化设计,调整施工参数,以确保基坑工程施工安全。
四、结束语
深基坑工程是基础工程施工中的重点,也是难点。深基坑施工安全决定了整个工程的成败,工程的质量、造价和工期都会因此受到牵连,而且对周边的建筑更是有不可忽视的影响。正因如此,建设行政主管部门应严格落实参建各方主体安全责任,明确各职能部门在深基坑工程各环节的监管职责,从勘察、设计、审图、施工许可、队伍管理、围护结构的施工质量监管、施工过程中的安全防护监管等多方面入手,严格按规章制度办事,最大限度地保证深基坑工程的施工安全。
参考文献:
[1]王军,吴君侯,章宇,等.上海地区深基坑工程的环境安全问题[J].岩土工程学报,2007,28(B11):1328-1331.
[2]薛丽影,杨文生,李荣年.深基坑工程事故原因的分析与探讨[J].岩土工程学报,2013,35(zk1):468-473.
[3]孙凯,刘静香.某基坑工程事故分析与处理[J].科技信息,2010(012):I0336-I0336.
[4]潘行晓.基坑工程事故实例分析与处理[J].城市建设理论研究(电子版),2013(15).
[5]吴景江.深基坑边坡支护方法的选择[J].城市建设理论研究(电子版),2014(1).