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基坑工程支护设计、施工与监测应注意的一些问题

来源:用户上传      作者: 付亚鑫

  摘 要:基坑支护设计、施工与基坑开挖,应综合考虑地质条件、基坑周边环境要求,主体地下结构要求、施工季节变化及支护结构使用期等因素,因地制宜、合理选型、优化设计、精心施工、严格监控。同时,基坑的设计与施工是密不可分、相互依赖的。施工的每一阶段,结构体系和外荷载都在变化,对支护结构的变形、内力有很大影响。在施工过程中进行工程监测,并将结果反馈,调整设计参数和施工进程,即按信息化施工方法进行施工,是目前值得重视的方法。
  关键词:基坑工程支护设计 基坑工程施工 基坑工程监测
  中图分类号:TU208.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2013)05(c)-0122-01
  基坑工程在建筑行业内是属于高风险的技术领域,全国各地基坑工程事故的发生率虽然逐年减少,但仍不断地出现。不合理的设计与低劣的施工质量是造成这些基坑事故的主要原因。笔者经过多年的工程实践,以及对相关问题的调查研究,针对目前秦皇岛地区基坑工程支护设计、施工与监测现状,提出以下应注意的一些问题。
  1 基坑支护设计
  1.1 基坑支护设计前,应查明下列基坑周边环境条件
  ①既有建筑物的结构类型、层数、位置、基础形式等;②各种既有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸埋深等;③道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况等;④基坑开挖与支护结构使用期内施工材料、施工设备等临时荷载的要求。
  1.2 支护结构选型
  支护结构选型时,应综合考虑下列因素:①基坑深度;②土的性状及地下水条件;③基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构失效的后果;④主体地下结构和基础形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形状;⑤支护结构施工工艺的可行性。
  1.3 准确理解、正确使用标准规范
  由于目前我国的岩土工程技术标准种类繁多、各自为政。工程技术人员在如此纷繁的技术标准中要保持清醒的头脑,合理应用、不犯错误。基坑支护的设计计算,应使用同一本标准的体系,不能几本标准体系混用。行业标准、地方标准及企业标准必须遵守、满足国家标准的基本要求,并严于、高于国家标准。
  1.4 基坑稳定性验算中的计算方法、土工参数、安全系数
  基坑稳定性验算中的计算方法、土工参数、土工参数的测定方法、分析中采用的安全系数是相互配套的,要仔细阅读标准规范的条文说明。
  1.5 有限范围土体的土压力
  实际工程中,常常遇到这样一种情况,拟建基坑距离既有地下结构物较近,基坑外的土体不再是连续的,由于地下结构物的存在以及它的遮拦作用,此种情况下支护结构上的土压力不同于普通半无限连续土体的情况,产生土压力的土体为支护结构与地下结构物之间的有限土体,在相同的土层条件下,有限范围土体的土压力小于半无限连续土体的土压力。目前理正深基坑7.0版软件已提供该功能计算。要注意的是,有限范围土体的部分或全部是既有地下结构物施工时的回填土,必须引起重视。基坑设计前必须调查清楚。
  1.6 勘察报告的使用
  使用勘察报告时,首先了解勘察时的工程地质和水文地质条件是否与实际施工时相符,有无影响或变化因素,同时设计选取的钻孔地质柱状图或地质剖面应具有代表性。在设计选取力学参数指标时,一定要注意试验方法对参数以及计算结果的影响,并应考虑水及工程活动(扰动)对参数的影响后合理选取。同时,应将抗剪强度指标与土的其他物理、力学参数(包括室内、原位试验)进行对比分析,判断计算采用的抗剪强度指标的可靠性与合理性,防止误用。
  1.7 基坑支护结构计算软件的应用
  目前秦皇岛地区常用的商业软件主要为:理正深基坑支护设计软件、同济启明星深基坑支护设计软件、pkpm深基坑支护设计软件。截止到2013.5.27日,理正深基坑支护设计软件、同济启明星深基坑支护设计软件已升级到《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)版,pkpm深基坑支护设计软件还未升级。
  软件可代替传统的手算,又解决了手算无法实现的复杂计算问题,给岩土工程师设计计算提供了方便。但是,目前基坑工程领域有过分依靠软件的倾向,常常会得出一些不合理的结果来。因此,支护结构设计时,应根据工程经验分析判断计算分析结果的合理性。
  2 基坑工程施工应注意的问题
  2.1 技术交底
  技术交底是基坑工程施工的重要环节,技术交底要做到建设相关各方对基坑工程设计、施工、监测等技术要求全面、正确、准确的了解和掌握。
  2.2 土方开挖
  土方开挖应按照设计工况分层、分段进行,严禁超挖。发生异常情况时,应立即停止挖土,并应立即查清原因待采取相应措施后,方可继续开挖施工。土方开挖过程中,特别是在冬季、夏季施工时,应根据天气变化,及时调整开挖方案,采取必要的安全、环境防护措施。应注意的问题是开挖要严格按照土方开挖方案执行。
  2.3 支护结构施工
  施工质量差,材料不合格目前已基本得到控制。主要应注意的问题是支护结构及地下水控制施工应选择合理、适用的工艺和工序。
  2.4 基坑保护措施
  基坑周围地面应采取硬化和截排水措施,防止雨水、生活用水等地面水流人坑内。基坑底的渗漏水应及时排出,避免在基坑内长期积聚。开挖过程中,应采取有效措施避免破坏和扰动支护结构、工程桩和槽底原状土。当采用机械开挖土方时,应在基坑底预留150~300 mm厚的土层,由人工挖掘修整,以保持坑底土体原状结构。
  3 基坑监测
  基坑开挖过程中,应严格按监测方案中的监测项目和监测频率进行监测,并对监测数据及时进行分析,指导施工,发现异常情况及时通报相关单位,以便采取措施,防止事故发生。
  (1)开挖深度大于等于5 m或开挖深度小于5 m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。(2)基坑工程施工前,应由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测。(3)监测单位应编制监测方案,监测方案需经建设方、设计方、监理方等认可,必要时还需与基坑周边环境涉及的有关管理单位协商一致后方可实施。
  4 结语
  根据现行有关标准,对秦皇岛地区基坑工程支护设计、施工与监测应注意的一些问题进行了说明,是从事基坑工程工作的技术与管理人员应注意的基本问题。基坑工程保证环境安全与工程安全,提高支护技术水平,控制施工质量,同时合理的降低工程造价,是从事基坑工程工作的技术与管理人员遵守的基本原则。
  参考文献
  [1] 建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-2012).
  [2] 建筑基坑工程监测技术规范(JGJ 120-2009).
  [3] 刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,2009.
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