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【摘 要】本文主要介绍了深基坑施工的主要特点,分析了深基坑施工存在的问题以及有效的管理对策。
【关键词】深基坑施工;特点;问题;对策
一、深基坑施工特点
深基坑工程是建筑工程重要的组成部分,是一项复杂的综合性工程,在施工过程中,需要综合各方面的因素,这给施工增加了诸多的难度,需要各方面技术人才共同参与、相互配合。所谓的深基坑,与建筑基坑的深度有直接的关系,根据基坑周围地质条件、环境以及施工技术水平,一般来说,将基坑开挖深度大于5米,或者地质条件差,周围管线复杂、地下区域宽的基坑称之为深基坑。目前,绝大多数业内人士将基坑深度超过5米的基坑称作深基坑。深基坑施工的主要特点包括以下几个方面:
1、环境效应较强。在我国沿海经济发达城市,建筑施工的地质条件较差,问题较突出,且高层与超高层建筑大多集中在建筑物密集及人口较稠密的地区,且临近周围较重要的城市道路。然而,通常情况下,这些地区的建筑结构相对较陈旧,地上与地下的管线分布较多。在施工中不仅确保深基坑的稳定性,而且还应保证不破坏周围建筑物及管线。这样一来,就对深基坑支护施工技术提出了较高要求。一旦进行深基坑开挖,势必引起周围地下水位的变化及应力场的改变,将直接对周围建筑物及管网造成影响。
2、基坑深度不断增加。当前随着城市规模的不断扩大,由于地上空间利用有限,使得建筑向地下发展。在过去,建地下1-2层极为普遍,但当前在大城市中,地下4-5层较多见,且深基坑开挖深度多在15m左右。表明:建筑深基坑的深度越来越深,同时也相应带来其他安全问题【1】。
3、事故隐患较大。深基坑支护主要是在基坑挖土期间挡土并挡水,进而确保基坑开挖及施工安全,同时保障周围道路及地下管线不受损害。然而,由于深基坑支护工程技术较复杂,施工工艺要求高,若施工人员技术不高,或监理不到位,使深基坑支护出现质量问题,就相应导致临近房屋、道路的开裂,容易引起工程纠纷,同时还造成较大的经济损失,甚至人员伤亡。
4、施工质量要求高。若进行深基坑开挖施工,该区域也就是将来地下结构的施工区域,其施工质量好坏直接影响到建筑上部结构。简而言之,只有做好深基坑的施工控制,才能够为上部施工创造良好的条件,打下坚实基础,保证整个大楼的质量。同时,由于深基坑在施工过程中,其挖方量较大,土体中原有的天然释放性也较大,也就加大了基坑周围建筑物的不均匀沉降,甚至使地下管线的某些部位出现应力集中现象,将影响到整个城市的生活质量。
二、影响深基坑施工的主要因素
1、深桩因素。利用深桩进行深基坑施工时,由于极易导致周围土体发生液化,所以需要在施工过程中对深桩周围的土体的塑性和粘力进行有效的监控,减少给深基坑工程带来的影响。另外在深基坑施工时,还要对深桩的布置密度、类型和孔隙水压力变化等都要进行充分的重视,以避免由于这些问题而导致深基坑施工的质量和施工效率受到一定的影响。
2、开挖土方量因素。开挖土方作为深基坑工程的重要环节,特别是在当前高层建筑深基坑施工过程中,由于多处于人口密集地方进行施工,这就需要在施工过程中要对周围的建筑物、道路及地下管网进行充分的考虑,避免在开挖土方时对这些设施和建筑产生较大影响。因为开挖土方极易导致局部地面发生深陷,或是地面出现隆起情况,而且一旦开挖深度过大,则会导致地表内部出现塌方情况下,从而导致深基坑施工事故发生【2】。
3、排水方面因素。在进行深基坑施工过程中,由于需要开挖大量的土方,这对于一些地下水位较高的地区,则会导致大量地下水进入到开挖的深基坑内,如果不能及时处理,则会导致塌方等事故发生。因此需要做好地下水的排放工作,目前对深基坑施工中地下水的排放方法較多,但具体需要根据地质条件及地下水的突出量来对排水方法进行确定。
三、深基坑施工过程中出现的常见问题分析
1、设计缺乏合理性。深基坑工程设计阶段的不合理主要体现在基坑工程结构选型的不合理,土压力计算模型不准确,综合因素考虑不全面等。举例来说,基坑支护的方法较多,但各种方法都有其独特的优点和缺点。在设计计算时要全面分析,考虑到各种不同条件下的施工状况,结合相关的经验,进行综合分析。
2、基坑开挖进度控制不当。深基坑施工过程中,出现频率最高的一个问题是开挖过程中,由于施工队伍整体素质偏低,施工技术以及施工条件差,另外施工企业为了获取更多项目收益,还会随意修改施工设计,不仅造成规范性与科学性均很低,同时还会影响工程应有安全度,使其越来越低。
3、边坡整修问题。深基坑实际施工过程中,机械开挖深度较浅或者深度太深的现象经常出现,由此造成对开挖方数量进行控制难度很大。此外,机械开挖过程中,因为深度增加,导致边坡平顺度以及平整度质量受到影响。采用人工方式开展深基坑开挖,施工难度很大,这是由于人工整修受到各方面的限制,特别是安全施工限制性很大,因此造成深度较大的基础开挖,不仅施工难度大,同时施工质量也无法保障。
4、地下水问题处理不当。地下水问题的处理是基坑施工中的主要难题,尤其是沿海等高水位地区,地下水的处理根据地区的不同而不同,如何有效的处理地下水是深基坑工程成败的关键因素地下水的的处理主要是降排水,解决土层上部的治水和疏排雨水关键在于排水,而降水主要包括喷射井点降水的方法。同时,地下水的降低带来的问题是引起地面的沉降,这直接对环境造成了恶劣的影响,所以如何处理好深基坑中的地下水问题是深基坑工程的技术关键问题。
5、信息化程度不高。深基坑工程地质条件的复杂性,直接导致设计阶段的预测和计算的不准确。此外,深基坑工程的成败不仅与前期设计有关,而且与建设施工过程中的安全监测息息相关。深基坑工程的安全性主要的保证就是对基坑的安全监测。基坑事故发生前都会有预兆,通过安全监测可以有效的对事故进行合理的判断。通过信息化施工不仅可以优化设计方案,确保基坑的安全,还能建立基坑的动态信息,建立采集修正的动态过程,从而实现最佳工程的目的。 四、深基坑施工管理的有效措施
1、加强深基坑工程施工前的准备工作。在深基坑工程施工前,需要做好以下几个方面的准备工作:第一,需要认真审核施工图纸。有施工方组织相应的技术人员,根据施工合同相关内容对施工图纸进行仔细审议,并根据施工图纸内容,与相关人员取得联系,将工程细化,明确各方的责任以及工作范围。建设方将审议结果呈交给业主以及监理单位,做好工程设计变更工作。第二,应该制定完善的施工管理制度,使深基坑施工中各阶段工作有章可循。第三要明确工程质量目标,树立全员质量意识,制定完善的质量计划,落实相应施工的质量标准。第四,制定科学的施工方案,根据工程特点以及周边地质条件,征求每一方参建人员意见,对各方意见进行综合,确定切实可行的深基坑施工方案。第五,在开挖前必须组织各方做好开挖条件验收,要求逐条达到设计要求的开挖条件,如支撑强度、降水深度等,才允许开挖施工。第六,在施工前应完成监测点的布设并读取初始数据【3】。
2、加强深基坑全过程的施工质量控制。深基坑支护工程施工过程中,需要对整个施工过程进行全程的质量控制,这样可以及时发现施工中存在的隐患,及时进行解决,确保施工的安全性。同时还在在施工前制定科学合理的设计方案,并在施工中严格按照设计方案进行。这就需要在施工前,要对施工现场进行详细的勘察工作,掌握现场的地质、水文及周围环境等多方面的资料,同时还要做好降水系统。施工过程中基坑支护施工队伍还需要与土方施工队伍进行有效的配合,从而在土方开挖过程中及时采取支护措施,确保做到分层分段开挖和支护的原则,同时在开挖时还要尽量做到降低对土体的扰动,减少开挖后无支撑情况下的暴露时间,做到均衡、对称开挖,合理对开挖过程中的位移进行控制。在开挖过程中还要做好相应的预防措施,避免碰撞到支护结构,灵活对出现的异常情况进行处理,确保深基坑施工的顺利进行。
3、做好深基坑施工应急预案。深基坑工程是建筑工程施工中的重点与难点,在施工过程中常常出现不可预见的工程问题,为了避免这些问题对工程质量造成太大的影响,施工单位就需要做好相应的施工应急预案。如基坑排水应急预案、气象异常预案、地下障碍物预案等等,只有全方面的工程应急预案,才能在紧急情况发生时的第一时间提出解决对策,为工程施工提供保障。
4、加強基坑变形的预测。基坑变形主要包括围护墙体变形,坑底隆起等。目前基坑变形技术主要是采用M法和有限元的方法惊醒变形估算。此外为了提高估算的准确性,现今的预测模型主要以BP人工神经网络为基础实现对基坑变形的非线性预测。土方开挖及支护设计在实际应用中的情况可以通过监测数据及时分析和及时的了解,通过对它存在的偏差分析便可以及时的了解土方开挖影响的沉降情况、基坑土体变形状况以及地下管线的变形情况等。对存在偏差的设计,在下部施工中要及时的校正设计参数,采取恰当的控制措施对已施工的部位进行补救。
结束语
综上所述,深基坑工程属于一项比较复杂的工程,涉及的面比较广,而且对于建筑物的基础有着重要的作用,因此,在具体的施工过程中,应该高度重视深基坑施工管理水平,促进其质量的有效提高,从而为建筑物的整体质量提供基础保障,最终促进整个建筑行业的长久发展。
参考文献:
[1]董慧. 深基坑支护工程施工技术管理重点与方法的分析[D].华南理工大学,2013.
[2]王柏. 关于建筑工程中深基坑施工技术管理对策探讨[J]. 科技与企业,2014,10:210.
[3]冷德峰. 基坑施工管理工作重点的分析[J]. 民营科技,2010,09:182.
【关键词】深基坑施工;特点;问题;对策
一、深基坑施工特点
深基坑工程是建筑工程重要的组成部分,是一项复杂的综合性工程,在施工过程中,需要综合各方面的因素,这给施工增加了诸多的难度,需要各方面技术人才共同参与、相互配合。所谓的深基坑,与建筑基坑的深度有直接的关系,根据基坑周围地质条件、环境以及施工技术水平,一般来说,将基坑开挖深度大于5米,或者地质条件差,周围管线复杂、地下区域宽的基坑称之为深基坑。目前,绝大多数业内人士将基坑深度超过5米的基坑称作深基坑。深基坑施工的主要特点包括以下几个方面:
1、环境效应较强。在我国沿海经济发达城市,建筑施工的地质条件较差,问题较突出,且高层与超高层建筑大多集中在建筑物密集及人口较稠密的地区,且临近周围较重要的城市道路。然而,通常情况下,这些地区的建筑结构相对较陈旧,地上与地下的管线分布较多。在施工中不仅确保深基坑的稳定性,而且还应保证不破坏周围建筑物及管线。这样一来,就对深基坑支护施工技术提出了较高要求。一旦进行深基坑开挖,势必引起周围地下水位的变化及应力场的改变,将直接对周围建筑物及管网造成影响。
2、基坑深度不断增加。当前随着城市规模的不断扩大,由于地上空间利用有限,使得建筑向地下发展。在过去,建地下1-2层极为普遍,但当前在大城市中,地下4-5层较多见,且深基坑开挖深度多在15m左右。表明:建筑深基坑的深度越来越深,同时也相应带来其他安全问题【1】。
3、事故隐患较大。深基坑支护主要是在基坑挖土期间挡土并挡水,进而确保基坑开挖及施工安全,同时保障周围道路及地下管线不受损害。然而,由于深基坑支护工程技术较复杂,施工工艺要求高,若施工人员技术不高,或监理不到位,使深基坑支护出现质量问题,就相应导致临近房屋、道路的开裂,容易引起工程纠纷,同时还造成较大的经济损失,甚至人员伤亡。
4、施工质量要求高。若进行深基坑开挖施工,该区域也就是将来地下结构的施工区域,其施工质量好坏直接影响到建筑上部结构。简而言之,只有做好深基坑的施工控制,才能够为上部施工创造良好的条件,打下坚实基础,保证整个大楼的质量。同时,由于深基坑在施工过程中,其挖方量较大,土体中原有的天然释放性也较大,也就加大了基坑周围建筑物的不均匀沉降,甚至使地下管线的某些部位出现应力集中现象,将影响到整个城市的生活质量。
二、影响深基坑施工的主要因素
1、深桩因素。利用深桩进行深基坑施工时,由于极易导致周围土体发生液化,所以需要在施工过程中对深桩周围的土体的塑性和粘力进行有效的监控,减少给深基坑工程带来的影响。另外在深基坑施工时,还要对深桩的布置密度、类型和孔隙水压力变化等都要进行充分的重视,以避免由于这些问题而导致深基坑施工的质量和施工效率受到一定的影响。
2、开挖土方量因素。开挖土方作为深基坑工程的重要环节,特别是在当前高层建筑深基坑施工过程中,由于多处于人口密集地方进行施工,这就需要在施工过程中要对周围的建筑物、道路及地下管网进行充分的考虑,避免在开挖土方时对这些设施和建筑产生较大影响。因为开挖土方极易导致局部地面发生深陷,或是地面出现隆起情况,而且一旦开挖深度过大,则会导致地表内部出现塌方情况下,从而导致深基坑施工事故发生【2】。
3、排水方面因素。在进行深基坑施工过程中,由于需要开挖大量的土方,这对于一些地下水位较高的地区,则会导致大量地下水进入到开挖的深基坑内,如果不能及时处理,则会导致塌方等事故发生。因此需要做好地下水的排放工作,目前对深基坑施工中地下水的排放方法較多,但具体需要根据地质条件及地下水的突出量来对排水方法进行确定。
三、深基坑施工过程中出现的常见问题分析
1、设计缺乏合理性。深基坑工程设计阶段的不合理主要体现在基坑工程结构选型的不合理,土压力计算模型不准确,综合因素考虑不全面等。举例来说,基坑支护的方法较多,但各种方法都有其独特的优点和缺点。在设计计算时要全面分析,考虑到各种不同条件下的施工状况,结合相关的经验,进行综合分析。
2、基坑开挖进度控制不当。深基坑施工过程中,出现频率最高的一个问题是开挖过程中,由于施工队伍整体素质偏低,施工技术以及施工条件差,另外施工企业为了获取更多项目收益,还会随意修改施工设计,不仅造成规范性与科学性均很低,同时还会影响工程应有安全度,使其越来越低。
3、边坡整修问题。深基坑实际施工过程中,机械开挖深度较浅或者深度太深的现象经常出现,由此造成对开挖方数量进行控制难度很大。此外,机械开挖过程中,因为深度增加,导致边坡平顺度以及平整度质量受到影响。采用人工方式开展深基坑开挖,施工难度很大,这是由于人工整修受到各方面的限制,特别是安全施工限制性很大,因此造成深度较大的基础开挖,不仅施工难度大,同时施工质量也无法保障。
4、地下水问题处理不当。地下水问题的处理是基坑施工中的主要难题,尤其是沿海等高水位地区,地下水的处理根据地区的不同而不同,如何有效的处理地下水是深基坑工程成败的关键因素地下水的的处理主要是降排水,解决土层上部的治水和疏排雨水关键在于排水,而降水主要包括喷射井点降水的方法。同时,地下水的降低带来的问题是引起地面的沉降,这直接对环境造成了恶劣的影响,所以如何处理好深基坑中的地下水问题是深基坑工程的技术关键问题。
5、信息化程度不高。深基坑工程地质条件的复杂性,直接导致设计阶段的预测和计算的不准确。此外,深基坑工程的成败不仅与前期设计有关,而且与建设施工过程中的安全监测息息相关。深基坑工程的安全性主要的保证就是对基坑的安全监测。基坑事故发生前都会有预兆,通过安全监测可以有效的对事故进行合理的判断。通过信息化施工不仅可以优化设计方案,确保基坑的安全,还能建立基坑的动态信息,建立采集修正的动态过程,从而实现最佳工程的目的。 四、深基坑施工管理的有效措施
1、加强深基坑工程施工前的准备工作。在深基坑工程施工前,需要做好以下几个方面的准备工作:第一,需要认真审核施工图纸。有施工方组织相应的技术人员,根据施工合同相关内容对施工图纸进行仔细审议,并根据施工图纸内容,与相关人员取得联系,将工程细化,明确各方的责任以及工作范围。建设方将审议结果呈交给业主以及监理单位,做好工程设计变更工作。第二,应该制定完善的施工管理制度,使深基坑施工中各阶段工作有章可循。第三要明确工程质量目标,树立全员质量意识,制定完善的质量计划,落实相应施工的质量标准。第四,制定科学的施工方案,根据工程特点以及周边地质条件,征求每一方参建人员意见,对各方意见进行综合,确定切实可行的深基坑施工方案。第五,在开挖前必须组织各方做好开挖条件验收,要求逐条达到设计要求的开挖条件,如支撑强度、降水深度等,才允许开挖施工。第六,在施工前应完成监测点的布设并读取初始数据【3】。
2、加强深基坑全过程的施工质量控制。深基坑支护工程施工过程中,需要对整个施工过程进行全程的质量控制,这样可以及时发现施工中存在的隐患,及时进行解决,确保施工的安全性。同时还在在施工前制定科学合理的设计方案,并在施工中严格按照设计方案进行。这就需要在施工前,要对施工现场进行详细的勘察工作,掌握现场的地质、水文及周围环境等多方面的资料,同时还要做好降水系统。施工过程中基坑支护施工队伍还需要与土方施工队伍进行有效的配合,从而在土方开挖过程中及时采取支护措施,确保做到分层分段开挖和支护的原则,同时在开挖时还要尽量做到降低对土体的扰动,减少开挖后无支撑情况下的暴露时间,做到均衡、对称开挖,合理对开挖过程中的位移进行控制。在开挖过程中还要做好相应的预防措施,避免碰撞到支护结构,灵活对出现的异常情况进行处理,确保深基坑施工的顺利进行。
3、做好深基坑施工应急预案。深基坑工程是建筑工程施工中的重点与难点,在施工过程中常常出现不可预见的工程问题,为了避免这些问题对工程质量造成太大的影响,施工单位就需要做好相应的施工应急预案。如基坑排水应急预案、气象异常预案、地下障碍物预案等等,只有全方面的工程应急预案,才能在紧急情况发生时的第一时间提出解决对策,为工程施工提供保障。
4、加強基坑变形的预测。基坑变形主要包括围护墙体变形,坑底隆起等。目前基坑变形技术主要是采用M法和有限元的方法惊醒变形估算。此外为了提高估算的准确性,现今的预测模型主要以BP人工神经网络为基础实现对基坑变形的非线性预测。土方开挖及支护设计在实际应用中的情况可以通过监测数据及时分析和及时的了解,通过对它存在的偏差分析便可以及时的了解土方开挖影响的沉降情况、基坑土体变形状况以及地下管线的变形情况等。对存在偏差的设计,在下部施工中要及时的校正设计参数,采取恰当的控制措施对已施工的部位进行补救。
结束语
综上所述,深基坑工程属于一项比较复杂的工程,涉及的面比较广,而且对于建筑物的基础有着重要的作用,因此,在具体的施工过程中,应该高度重视深基坑施工管理水平,促进其质量的有效提高,从而为建筑物的整体质量提供基础保障,最终促进整个建筑行业的长久发展。
参考文献:
[1]董慧. 深基坑支护工程施工技术管理重点与方法的分析[D].华南理工大学,2013.
[2]王柏. 关于建筑工程中深基坑施工技术管理对策探讨[J]. 科技与企业,2014,10:210.
[3]冷德峰. 基坑施工管理工作重点的分析[J]. 民营科技,2010,09:182.