(3)、地下管線(電信電纜、供、排水管、煤氣管)的類型、埋深,與基坑邊的距離要了解清楚。
3、設計方案的針對性
基坑設計方案要根據基坑周邊地質條件,環境條件(包括地上建(構)筑物、地下建(構)筑物、地下管線),基坑開挖深度的不同,分別按不同的支護剖面進行設計。以上三大要素中,任一條件變化,其支護方案都要相應變化,才能確保方案的合理性,安全性、可行性及經濟性。
4、基坑監測方案設計:
監測方案的設計要考慮周邊環境的允許位移及沉降,支護結構的型式(類型),基坑的安全等級來綜合考慮。
(1)、一般而言,采用噴錨支護結構或樁、撐支護結構,需采用測斜管才能測到最大位移,僅采用樁頂或坡頂水平位移監測是不能測到基坑的實際最大位移的。
(2)對樁、錨或噴錨支護結構,采用錨頭應力計,可有效地監測預應力的施加及損失情況,對控制基坑位移有很好的參考價值。
(3)所有監測的基準點必須在基坑位移影響范圍之外。
(4)在基坑開挖過程中,每開挖一層土,必須進行不少于一次的監測。
(5)一般而言,按國家、省、市基坑規范進行基坑允許或報警值的進行控制,在報警值之內一般不會出現安全事故。
5、動態設計的重要性
動態設計是指針對基坑支護結構施工過程情況,基坑開挖過程的地質情況及基坑開挖過程中監測數據所反映的情況,根據以上情況分析支護方案的安全性,對以上揭示情況與原設計依據的資料不符之處,或施工發現達不到設計要求之處,及時進行設計變更,確保支護結構及周邊環境的安全。
(1)、由于地質鉆孔是有限的,有限個孔所揭露的土層情況與實際開挖出的地質情況總有不符之處。由于地質情況與設計參考的地質資料不同,設計人員要及時驗算在實際地質資料下,原設計方案是否安全,否則要及時進行變更設計,確保安全。
(2)、周邊環境條件與原設計參考的周邊環境資料也不一定完全相同,特別是一些地下建(構)筑物、地下管線等,發現不同,也要及時調整設計方案,確保安全。
(3)、基坑開挖深度是否由于原地面標高變化,底板、地梁、承臺厚度、標高等變化而變化,很多基坑設計是基礎圖出來之前就己完成的,此時要根據實際基礎開挖深度對原設計方案進行復核。
(4)、支護結構的施工質量能否達到設計要求。若不能達到要求,必須及時補強,該補錨桿(索)、支撐還是增設止水措施,根據實際情況而定。
(5)、根據基坑開挖過程中的監測結果,對原設計方案的安全性進行復核,若基坑未達到設計標高,位移或應力己達到或超過設計報警值,必須及時進行補強設計,確保基坑安全。
6、常見的幾種由于設計原因引起的安全事故
(1)、地質資料不齊、準確性差;
(2)、周邊環境未調查清楚,超載取值有誤;
(3)、設計未對支護結構的整體穩定進行驗算;
(4)、過分相信軟件計算結果,未能根據實際地質情況作出判斷;
(5)、止水帷幕設計有誤,施工質量難以達到設計要求;
(6)、設計沒有選取地質情況最差的鉆孔進行設計;
(7)、支撐與腰梁、腰梁與支護結構節點設計考慮不周局部破環引起整體破壞;
(8)、支護結構的設計未考慮工程樁施工的影響;
(9)、未能及時根據監測結果調整設計方案。
(三)、基坑施工過程的安全防范措施。
???1、周邊環境資料與設計圖紙是否一致。
(1)、施工單位在基坑施工前,應先對周邊環境資料按設計圖紙先核實,特別是地下建(構)筑物,地下管線,一旦發現與設計圖紙不符,應及時通知設計進行設計變更。
(2)、由于種種原因,部分地下建(構)筑物,地下管線在基坑施工前未能查清,則在施工過程中一旦發現或發現情況與設計圖不同,應及時向設計反映,以便及時進行設計變更,確保基坑安全。
由于施工不慎引起基坑周邊管線(包括給排水管、電纜線、煤氣管)等破壞,是基坑工程常見的事故之一,這一點施工單位應高度重視。
???2、設計參考的地質資料與實際開挖所揭露的地質資料是否一致。
(1)、地質資料是支護方案設計的最重要的依據之一,同樣的支護方案,地質條件不同,方案的安全度也不同。因此,在施工過程中,特別是基坑土方開挖過程中,若發現實際開挖所揭露的地質條件與設計所參考的地質資料有異,則必須及時向設計反映,若實際地質條件比設計所參考的資料好,則可對原方案進行優化;若變差,則需進行補強。
??3、支護結構施工質量能否滿足設計要求。
(1)、錨索(桿)抗拔力能否滿足設計要求。
所有預應力錨索都應按規范要求張拉至設計抗拔力的1.1~1.2倍后再進行預應力鎖定作業;普通錨桿應按規范要求進行錨桿抗拔力的檢驗;對噴錨支護方案,普通錨桿的抗拔力試驗的最大試驗拉力要考慮為錨桿滑動面以內那部分的抗拔力加上滑動面之外部分的抗拔力之和。
(2)、預應力錨索(桿)的鎖定力能否達到設計要求。大量的測試結果表明,采用預應力錨索支護的支護設計方案,預應力的鎖定值只是設計值的50%左右。因此,如何施加預應力,包括錨具、夾片的選擇,預應力的施加方法。
(3)、樁的嵌固深度及質量能否達到設計要求,若由于地質原因,樁的嵌固深度不能滿足設計要求,則需在樁的端部增設鎖腳錨桿;若樁身質量不能滿足要求,或增加錨索,或增加支撐,目的是減少樁身的位移和應力。當然,條件允許的話,補樁更好。
(4)、腰梁與支護結構的連接能否達到設計要求
?????腰梁與支護結構之間,既要保證腰梁能傳遞水平力,也要保證能傳遞
剪力。因此,當腰梁采用鋼筋砼腰梁時,腰梁與支護結構的接觸面一定要打毛、植筋;當腰梁采用型鋼時,型鋼與支護結構的預埋件要焊接,或型鋼與支護結構之間要采用砼填實,確保腰梁與支護結構之間的接觸面的受力均勻。
(5)、止水結構能否滿足止水要求
止水結構能否滿足止水要求是基坑施工及工程樁、承臺、底板的施工能否順利的重要因素之一,也是基坑施工過程中周邊環境的安全與否的重要因素之一。
目前基坑工程常用的止水結構為攪拌樁止水帷幕、旋噴樁止水帷幕、擺噴墻止水帷幕。
一般說來,下列幾種情況,止水帷幕的止水效果不容易達到設計要求:
①、砂層底下為強~中風化巖層;
②、砂層中含有較多的舊基礎,特別是木樁基礎;
③、砂層中的水為流動水,如一邊抽水一邊進行止水帷幕施工;
④、止水帷幕施工過程中,設備故障多,導致止水帷幕的施工搭接口較多;
4、信息化施工
?? 由于地質條件、周邊環境、地下建(構)筑物、地下管線等因素都會影響到基坑的安全,而這些因素在施工前的調查是難以確保百分之百準確。因此,施工過程中發現上述條件發生變化時,及時與設計溝通,及時對設計方案進行修改,才能確保基坑施工的安全。
5、施工過程中容易產生安全事故的情況
?(1)、搶工期:支護結構,特別是錨桿(索)齡期未達到規范要求,強度未達到設計要求就開挖下一層土;
(2)、超挖:一次開挖深度超出設計要求,或實際開挖深度超過設計深度;
(3)、超載:坡頂堆載過高,超出設計允許超載;
(4)、周邊環境調整不清楚,鄰近水管爆裂,水壓力劇增;
(5)、鋼腰梁與斜撐連接點施工不牢靠,在支撐剪力作用下產生滑落破壞,支護結構倒塌;
(6)、止水帷幕漏水,導致基坑周邊下沉,建筑物開裂;
(7)、施工不按設計要求的施工順序施工或設計方案施工。
四、基坑監測應注意的問題:
基坑施工過程中的安全與否,除了設計施工外,及時且準確的監測數據,讓設計人員及時對基坑的安全性做出評判,也是確保基坑安全的重要措施。
關于不同支護方案、不同安全等級的基坑,應選用何種測試項目,規范上已有明確指導意見。本人認為應盡量按規范要求進行監測。即使不能完成按規范要求進行選項、至少在以下方面應滿足:
(1)對噴錨支護、樁加內支撐方案,特別是開挖深度較深的基坑,水平位移的監測要采用坡頂水平位移及土體深層水平位移(測斜)相結合,且測斜孔應盡量布置在周邊環境敏感位置、地質條件較差位置,平面上盡量不要太靠近角點。
(2)測點的水平間距應控制在15~30米范圍。
(3)基坑基準點要設置在基坑位移影響范圍之外。
(4)對采用預應力錨索(桿)的支護方案,應盡量增設錨頭應力計檢測錨索(桿)的預應力施加及損失情況。
(5)確保基坑的初始值在基坑開挖前測量不少于2次,確保基坑在每層土開挖過程中的測試次數不少于一次,位移臨近或超過報警值時要加密監測次數。
(6)每次監測結果要及時向設計、建設單位、政府相關部門匯報,發現異常情況要及時通知相關各方。
(7)雨季或出現水管爆裂等異常情況時,要加密監測次數,直至位移穩定、基坑安全有保障才能恢復正常觀測。
總之,準確且及時的監測數據,是將事故控制在萌芽階段的重要措施。
五、基坑工程事故的搶險方法
?1、回填反壓
??? 當基坑位移突然急劇增大,坡頂開裂,產生滑動破壞的征兆時,最快也是最有效的方法是對支護結構進行回填反壓,反壓土高度至能保證基坑位移穩定為止,然后再考慮加固方案,這樣可避免重大事故的發生。
?2、坡頂卸荷
?? 在條件允許的前提下(如周邊環境空曠)將坡頂一定范圍內的土體挖除,減少坡頂荷載,也是最有關效的基坑搶險方案之一。
?3、基坑內臨時支撐
?? 在可以施工對撐或可以采用工程樁進行支撐的情況下,當支護結構位移較大時,采用臨時鋼支撐也是較常用的方法之一。
4、雙液灌漿堵水
?在基坑開挖過程中,若發現止水帷幕止水效果達不到設計要求,應立即采取補救措施,對漏水量大,漏水點較深的情況,可采用雙液灌漿的堵水方案,采用水泥漿和水玻璃的混合漿液進行堵漏,不僅速度快,而且效果好,但費用稍高。
5、坡頂裂縫灌漿
?當坡頂由于支護結構位移過大產生裂縫時,應及時采用水泥砂漿裂縫封堵,以免由于雨水溶入,土體軟化,坡面水壓力增大,導致支護結構位移進一步加大。
6、坡頂裂縫灌漿切勿在不對支護結構采用防護措施為填土反壓的條件下,采用壓力灌漿方法封堵,否則很容易使支護結構產生破壞。
7、支護結構補強
?當支護結構位移處于暫時穩定狀態,但支護結構的施工質量未能達到設計要求時,可對支護結構進行補強施工,補強方法可采用增設錨索(桿)或增設支撐結構等。
六、結語
?? 基坑工程在建筑工程界確實屬于事故高發項目,但對現代科學技術及施工技術而言,也并不是不可預防、不可避免;只要對基坑工程從勘察設計至基坑回填的全過程每一環節進行有效的監控;遇到問題實事求是、認真研究處理,基坑安全事故是完全可以預防的,也是可以避免的。