建筑基坑支護工程施工安全技術措施

2024-07-23 閱讀 9374

引言

建筑物基坑支護與施工技術是一門從實踐中發展的技術。以前高層建筑物較少,一般建筑基坑大部分可采用放坡開挖或少量的鋼板樁支護,基坑深度一般在5m以內。因此,基坑側壁放坡或支護方法較簡單,工程事故較少。

近幾年來,高層建筑的迅速興起,促進了深基坑支護技術的發展。但是,現在的城市建筑間距很小,有的基坑邊緣距已有建筑僅數十米、甚至幾米,給基礎工程施工帶來很大的難度。另外,原來的深基坑支護結構的設計理論、設計原則、運算公式、施工工藝等,已不符合深基坑開挖與支護結構的實際情況,導致一些基坑工程出現事故,造成巨大的損失。因此,深基坑支護的安全問題工程技術人員應予以高度重視。

1深基坑支護存在的問題

1.1支護結構設計中土體的物理力學參數選擇不當深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響其安全度,但由于地質情況多變且十分復雜,要精確地計算土壓力目前還十分困難,關于土體物理參數的選擇是一個非常復雜的問題,尤其是在深基坑開挖后,含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數是可變值,很難準確計算出支護結構的實際受力。

在深基坑支護結構設計中,如果對地基土體的物理力學參數取值不準,將對設計的結果產生很大影響。土力學試驗數據表明:內磨擦角值相差5,其產生的主動土壓力不同;原土體的內凝聚力與開挖后土體的內凝聚力,則差別更大。施工工藝和支護結構形式不同,對土體的物理力學參數的選擇也有很大影響。

1.2基坑土體的取樣具有不完全性在深基坑支護結構設計之前,必須對地基土層進行取樣分析,以取得土體比較合理的物理力學指標,為減少勘探的工作量和降低工程造價,不可能鉆孔過多。因此,所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是,地質構造是極其復雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此,支護結構的設計也就不一定完全符合實際的地質情況。

1.3基坑開挖存在的空間效應考慮不周深基坑開挖中大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩,常常以長邊的居中位置發生,這是以深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講,這種平面應變假設是比較符合實際的,而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以,在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時,支護結構要適當進行調整,以適應開挖空間效應的要求。

1.4支護結構設計汁算與實際受力不符目前,深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明,有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數,從理論上講是絕對安全的,但有時卻發生破壞;有的支護結構安全系數雖然比較小,甚至達不到規范的要求,但在實際工程中卻滿足要求。

極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態設計,而實際上開挖后的土體是一種動態平衡狀態,也是一個土體逐漸松弛的過程,隨著時間的增長,土體強度逐漸下降,并產生一定的變形。所以,在設計中必須充分考慮到這一點。

2基坑支護施工的安全技術

保證基坑支護結構安全工作,除必須有合理的設計外,還需施工的密切配合,嚴格按設計要求精心施工。任何超挖都使得支護結構超載工作,必然導致嚴重后果,因此,施工前應嚴密組織,編制施工組織設計。

2.1基坑土方開挖應在降水排水施工完成且運轉正常達到預期要求后方可進行。基坑周圍地面應采取防水、排水措施,避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內。坑內應設置排水溝和集水井,及時抽除積水。

2.2基坑開挖應連續施工,盡量減少無支護暴露時間,開挖必須遵循“自上而下,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則。利用錨桿做支護結構時,應按設計要求,及時進行錨桿施工,而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進行下一步開挖。

2.3坑邊不宜堆放土方和建筑材料,如不可避免時,一般應距基坑上部邊緣不小于2m,棄土堆高不超過1.5m,并且不超設計荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應適當增大。軟土地區不宜在坑邊堆置棄土。當重型機構在坑邊作業時,應設置專門的平臺或深基礎等。同時,應限制或隔離坑頂周圍振動荷載的作用。

2.4基坑挖土時,要做好挖土機械、車輛的通道布置,安排好挖土順序等,不得在挖土過程中碰撞圍護結構。并做好機械上下基坑坡道部位的支護。

2.5采用機械開挖時,為保證基坑土體的原狀結構,應預留150~300mm原土層,由人工挖掘修整。基坑開挖完畢后,應及時清底驗槽并鋪設墊層,以防止暴曬和雨水浸刷破壞原狀結構。如果基底超挖,應用素混凝土回填或夯實回填,使基底土承載性能達到設計要求。

2.6基坑周邊設圍護欄桿和安全標志,嚴禁從坑頂扔拋物體。坑內應設安全出口便于人員撤離。所有機械行駛、停放要平穩,坡道應牢固可靠,必要時進行加固。

2.7配合機構作業的清底、平整場地、修坡等施工人員,應在機械回轉半徑以外工作:當必須在回轉半徑以內工作時,應停止機械回轉并制動好后方可作業。

2.8土方機械嚴禁在離電纜1m距離以內作業。機械運行中,嚴禁接觸轉動部位和進行檢修:在修理工作裝置時,應使其降到最底位置,并應在懸空部位墊上墊土。

2.9挖掘機正鏟作業時。其最大開挖高度和深度不超過機械本身性能的規定。反鏟作業時,履帶距工作面邊緣距離應大于1.5m。

3深基坑支護設計中的注意事項

3.1徹底轉變傳統的設計理念對于深基坑支護結構的設計,國內外至今尚沒有一種精確的計算方法,多數是處于摸索和探討階段,我國也沒有統一的支護結構設計規范。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定,支護樁仍用“等值梁法”進行計算。其計算結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大,既不安全也不經濟。由此可見,深基坑支護結構的設計不應再采用傳統的“結構荷載法”,而應徹底改變傳統的設計觀念,逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設汁體系。這是設計人員需要加強科研攻關的方向。

3.2建立變形控制的新的工程設汁方法目前,設計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設汁方法,其計算結果具重要的參考價值。但是,將這種設計方法用于深基坑支護結構,只能單純滿足支護結構的強度要求,而不能保證支護結構的剛度。眾多工程事故就是因為支護結構產生過大的變形而造成的。鑒于上述實際,在建立新的變形控制設計法時,應著重研究支護結構變形控制的標準、空間效應轉化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結構的影響等問題。

3.3大力開展支護結構的試驗研究開展支護結構的試驗研究(包括實驗室模擬試驗和工程現場試驗),雖然要耗費部分資金,但由于深基坑支護工程投資巨大,如經過科學試驗再進行設計時,行定會節省可觀的經費。因此,工程現場試驗是非常必要的。通過工程實踐積累大量的測試數據,可對同類工程的成功打奸基礎,為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。

4結語

建筑基坑的開挖與支護結構是一個系統工程,涉及工程地質、水文地質、廠程結構、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集上力學、水力學、材料才學和結構力學等于一體的綜合性學科。支護結構又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體。正因如此,無論是結構設計還是施工組織都應當從整體功能出發,將各組成部分協調好,才能確保它的安全可靠、經濟合理。

篇2:深基坑支護施工技術管理規定

深基坑工程具有技術難度高,風險大的特點。廈門市地質條件復雜,地面建筑和地下設施密集,若處理不當,極易釀成事故,造成經濟損失和不良社會影響。為保證深基坑工程順利進行,確保基坑周邊建(構)筑物、道路和市政管線不受破壞,做到技術先進、安全可靠、經濟合理,特制定本規定。

一、一般規定

1.1本規定所稱“深基坑”系指開挖深度超過4米(含4米)的基坑,或開挖深度少于4米,但有淤泥等軟土層的基坑。所稱“深基坑工程”,包括基坑開挖、基坑支護、地下水控制、基坑回填、基坑周邊環境保護等內容。

1.2與深基坑工程有關的勘察、設計、施工、監理和監測各個環節必須由具有相應資質的單位負責完成,深基坑工程的勘察、設計與施工應嚴格遵守國家現行勘察、設計、施工和驗收規范。

1.3深基坑支護設計實行許可證制度,從事支護設計的單位必須是經過市建

設主管部門批準認定并允許從事巖土工程設計的特征單位。

1.4深基坑支護工程必須由至少兩個設計單位提出支護設計方案,并由建設單位邀請有關專家進行論證,專家組名單應報市建設主管部門審定,具體支護方案由建設主管部門會同專家組審查后確定,未經專家論證并報送市建設主管部門審查備案的深基坑支護工程不得組織招投標。

1.5深基坑工程施工(包括基坑支護施工、土方開挖、基坑抽排水)及深基礎工程施工應由一個施工單位統一總承包,不得肢解。地下室結構施工及基坑回填也宜由該施工單位承包。

1.6深基坑工程必須納入巖土工程質量監督體系,整個施工過程均應在嚴格的監理之下進行。

1.7深基坑工程應采用信息施工法,設計、施工、監理人員應及時了解和分析監測信息,對可能出現的險情應有充分的預見、周密的防范和應急的后備措施。

1.8深基坑工程的支護構件和支撐構件(含錨桿等)均不得超越紅線,必須超越紅線時應征得相鄰地塊業主的同意。

1.9建設單位應為勘察、設計單位開展工作提供相關條件,特別應提供鄰近建(構)筑物的結構特征、基礎類型、尺寸、埋深及與基坑的相關距離和高度,以及基坑周邊道路和市政管線的有關資料。

1.10建設單位宜對深基坑工程辦理建筑工程一切保險和附加第三者責任險,以減少工程風險損失。

二、深基坑工程勘察

2.1建設單位應委托勘察單位進行深基坑工程的專項勘察工作,勘察單位必須根據工程實際情況提出勘察方案,并提請建設、設計、監理、監督等單位共同審定。

2.2主體結構設計單位應就深基坑工程的特點,對工程地質勘察的內容提出具體的要求,特別應強調做好基坑開挖范圍(包括離開開挖邊線3倍于基坑深度范圍內)的暗溝、暗濱、暗河道、古墓和地下人防工程等的勘察,并要求提供其準確位置及范圍。支護設計單位若認為勘察報告不能滿足設計需要,應提出補充勘察要求。

2.3勘察報告須嚴格按國家規范及福建省標DBJ13-07-91進行編寫,特別要對基坑周邊的巖土工程地質和水文地質情況進行詳細分析,對土層必須準確提供各周邊分層土實際的C、Φ值,并注明其試驗方法,不能以場地勘察資料中所提供的寵統值代替。

2.4勘察單位必須做好勘察報告提交后的服務工作,參加深基坑工程設計方案和施工過程中出現異常情況時的討論和研究,并及時進行必要的補充勘察工作。

三、深基坑工程設計

3.1深基坑工程設計應根據場地條件、地質條件和施工條件進行多方案比較,選取最佳設計方案,以求安全可靠、經濟合理、方便施工和縮短工期。

3.2深基坑工程設計除必須保證基坑本身在暴露期間的安全外,還必須保證鄰近建(構)筑物、道路和市政管線的安全。支護設計必須考慮地面附加荷載、地表水、地下水和鄰近建(構)筑物的影響等不利因素。

3.3設計單位必須編制詳細完整的支護結構設計計算書,應保證支護結構有足夠的強度、穩定性及安全度,對支護結構周邊土體要進行整體穩定性驗算,并應提供不同挖土深度時支護結構的變形和頂點位移計算數值。

3.4當采用錨桿作為支護結構的彈性支承時,宜先進行必要的現場錨桿抗拔試驗,取得可靠的數據,如條件不具備時,可根據在施工時實際張拉獲得的數據來修正原設計。

3.5設計單位必須編制詳細、完整的支護結構設計施工圖,應包括:設計總說明、總平面布置圖、監測元件預留(埋)平面(豎向)布置圖、支護結構大樣圖(配筋圖)、支撐系統結構大樣圖(配筋圖)、連接節點大樣圖、基坑開挖剖面圖、降(止、排)水設計圖。

3.5.1設計總說明除應有一般結構設計說明外,還應著重說明①施工程序及施工要求;②監測要點;③基坑失穩預警指標(變位、沉降、隆起、傾斜、應力、裂縫);④對周圍建(構)筑物、道路和市政管線的影響及保護措施;⑤基坑周邊堆載限值;⑥基坑暴露時限。

3.5.2總平面布置圖應準確表示①地下室輪廓和開挖輪廓線;②圍護結構、支撐系統、止水帷幕、排水溝及抽水井的平面布置;③基坑周圍建(構)筑物的輪廓線和層數,基坑周邊道路和市政管線的平線位置。

3.5.3監測元件的預留(埋)平面(豎向)布置圖應表示不同測試元件的圖例及其在平面和豎向的位置,其布置密度和間距應滿足進行數據動態分析的要求。

3.5.4基坑開挖剖面圖應表示所剖到斷面的標高、排水溝、放坡、管線、止水帷幕、支護構件、支撐構件和離開開挖邊線3倍于基坑深度范圍內的道路、市政管線、建(構)筑物及其基礎。

3.6設計單位要切實做好技術交底工作,并深入施工現場,當發現地質情況與勘察報告不相符時,應會同建設、勘察、施工、監理和監測單位研究解決,必要時應提出補充勘察要求和修改設計。

四、深基坑工程施工

4.1施工單位必須嚴格按設計圖紙施工,并根據勘察報告和設計圖紙的要求,預先編制施工方案和施工組織設計。

4.2施工方案除具有常規內容外,還應特別強調①執行設計總說明中所規定的施工程序的技術措施;②土方開挖及運輸方案;③控制地面堆載、地表水、地下水的措施;④對鄰近建(構)筑物、道路及市政管線的保護(觀測)措施;⑤應急搶險措施。

4.3施工方案須經建設、勘察、設計、施工、監理、監測等單位會審通過后才能實施,經會審確定的施工方案不得隨意改變。施工組織設計必須按規定程序報審,并報市建設主管部門審查備案。

4.4施工單位應加強質量安全管理,強化質量保證體系,嚴格按照施工方案和施工組織設計進行施工和驗收。

4.5施工過程中如發現異常情況或觀測數據接近設計預警指標時,必須及時報告建設、監理單位,發現險情應及時采取補救措施,嚴防惡性事故的發生。

4.6深基坑開挖后應及時澆灌墊層混凝土和修建地下結構,地下結構施工完畢,應抓緊進行基坑回填,禁止基坑超期暴露。

4.7相鄰深基坑工程同時施工時,必須統一考慮工程施工時的相互影響,確保雙方支護結構及鄰近建(構)筑物、道路和市政管線的安全。

4.8深基坑工程在施工和暴露期間發生重大質量安全事故時,必須立即向市建設主管部門報告。

五、監理與監測

5.1深基坑工程應進行全過程監理,宜委托承擔主體結構工程的監理單位進行監理。

5.2監理單位必須認真審查勘察、設計、施工及監測單位提供的技術文件,檢查和監督設計、施工、監測方案的實施,發現異常情況應及時會同建設、勘察、設計、監測單位研究處理。

5.3深基坑工程必須委托監測單位進行監測,監測單位應為具有巖土工程監測資質的單位。當支護設計單位或施工單位具有巖土工程監測資質時,宜由該單位監測。

5.4監測單位應根據勘察報告、設計文件和施工方案的要求,在施工前編制出安全可靠的監測方案,監測方案須經建設、設計、勘察、施工、監理單位共同審定。

5.5施工前監測單位必須會同建設、監理、施工單位對鄰近建(構)筑物的現狀進行詳細調查并記錄拍照,對可能發生爭議的基坑四鄰,建設單位應預先委托房屋鑒定和公證部門進行鑒定和公證。

5.6深基坑工程監測內容包括對①支護結構;②周邊環境;③土體狀態變化;④地下水位變化;⑤土層孔隙水壓力變化等方面的綜合監測。[HJ*2]

5.6.1支護結構監測的主要內容有①支護結構變形及頂部位移監測;②支護結構沉降監測;③支護結構和支撐結構應力監測等。

5.6.2周邊環境監測的主要內容有①離開開挖邊線3倍于基坑深度范圍內的建(構)筑物的沉降、傾斜和裂縫的監測;②鄰近基坑的道路和市政管線的沉降與變形監測。

5.7深基坑工程監測應貫穿工程的全過程。支護結構監測時限與基坑暴露時限相同,周邊環境監測時限應在監測方案中確定,一般應延長至基坑回填后18個月。

5.8在連續大雨和臺風季節及地下水位漲落較大等非常時期,監測單位應加密觀測,出現險情時應連續觀測。

5.9監測單位應及時向建設、監理單位提交每次監測資料,在監測數據達到設計預警指標和出現險情時必須立即向建設、設計、施工、監理單位發出警報。

篇3:深基坑支護施工技術管理規程