[摘要] 近年來,隨著大批的高層和超高層建筑的建設(shè),開發(fā)商為提高建筑用地率,深基坑開挖越來越多。本文筆者對深基坑支護(hù)的安全問題進(jìn)行了分析討論。深基坑支護(hù)工程是高層建筑基礎(chǔ)工程施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn),它的成敗不僅對工程的造價(jià)、質(zhì)量和工期有著重大的影響,而且更對周圍環(huán)境有著不可忽視的影響。
[關(guān)鍵詞] 深基坑支護(hù)工程 施工安全 質(zhì)安管理
引言
深基坑工程是指開挖深度超過5m或地下室三層以上,或深度雖未超過5m,但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線極其復(fù)雜的工程。在施工中,深基坑工程是一個(gè)危險(xiǎn)性較大的分布工程,它包括:土方開挖、降水排水、基坑支護(hù)、止水帷幕、臨邊防護(hù)等工作內(nèi)容,且在深基坑施工過程中受水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、氣候條件等制約因素影響較大,很容易發(fā)生一些安全事故。作為施工人員,應(yīng)竭力避免事故的產(chǎn)生。以下從施工的角度來分析深基坑支護(hù)的施工安全問題,并提出解決辦法。
1.深基坑支護(hù)安全問題的原因
1.1 施工技術(shù)方面分析
深基坑支護(hù)是一個(gè)動態(tài)變化的過程, 在施工中存在許多不確定因素。比如施工中發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)情況與原設(shè)計(jì)不符或相差較大,仍按原設(shè)計(jì)施工;又如噴錨網(wǎng)支護(hù)施工遇流砂、軟土層,因其自穩(wěn)性極差,一旦開挖即刻坍塌,而又未能采取新的措施。地質(zhì)條件的復(fù)雜性使工程施工未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求, 而監(jiān)測等施工動態(tài)反饋信息有誤或反饋不及時(shí),施工中盲目遵循原設(shè)計(jì)方案,開挖過程沒有定期或根本沒有對基坑的沉降量和位移量進(jìn)行觀測或未對所測資料及時(shí)分析、研究。深基坑支護(hù)是一個(gè)動態(tài)變化的過程,施工千變?nèi)f化,未能充分考慮施工過程中可能出現(xiàn)的突發(fā)因素,并制定相應(yīng)的有效應(yīng)急措施。如基坑開挖過程中,對周邊可能施加的動荷載未加考慮由于地下水處理不當(dāng), 導(dǎo)致深基坑工程的事故屢見不鮮。地下水位降低了,對基坑支護(hù)有利,但對周邊環(huán)境不利。如不采取降水措施,對保護(hù)周邊環(huán)境有利,卻對基坑支護(hù)不利,這種矛盾性,使地下水處理有一定難度。處理不當(dāng),易引發(fā)工程事故:如佛山某工程,采用雙排攪拌樁止水加噴錨網(wǎng)支護(hù)的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu),由于攪拌樁止水效果不理想,基坑開挖至 5m時(shí)開始出現(xiàn)漏水涌砂現(xiàn)象;開挖至 8m時(shí),涌水涌砂現(xiàn)象更趨嚴(yán)重,引起周圍地面塌陷、開裂,工程無法繼續(xù)施工,后在攪拌樁外圍采取高壓旋噴止水才解決了問題, 但已大大提高了工程成本。
在深基坑支護(hù)工程中,開挖和支護(hù)是密切相關(guān)的,由于兩者缺乏協(xié)調(diào),容易誘發(fā)工程事故的發(fā)生;訃o(hù)屬臨時(shí)性支護(hù),由于維護(hù)不當(dāng)可誘發(fā)事故發(fā)生。比如基坑放置時(shí)間過長不利基坑安全穩(wěn)定;基坑坡頂荷載超出設(shè)計(jì)要求,重型機(jī)械離基坑太近;未能及時(shí)構(gòu)筑基坑排水溝和集水池,基坑內(nèi)大量積水;錨噴支護(hù)中,錨桿頭被當(dāng)作腳手架或懸掛重物,造成錨桿失效;支護(hù)面層遭切斷或被施工機(jī)械撞壞。
1.2 施工管理中質(zhì)量監(jiān)控方面分析
由于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性,給施工作業(yè)帶來諸多不便,因?yàn)楣芾砣藛T思想不夠重視,缺乏有效的質(zhì)量監(jiān)控體系,影響施工質(zhì)量,造成工程事故。比如:不按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求施工;施工中隨意改變設(shè)計(jì)方案,不按圖施工;在注漿法施工中,注漿壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,使錨桿抗拔力大打折扣;偷工減料,使用材料不合格;在錨噴支護(hù)中,隨意減短錨桿長度;護(hù)坡樁樁徑不夠或插入深度不夠;使用水泥、鋼筋等材料不合格,造成錨拉力不夠、止水無效等。有些施工單位片面要求施工進(jìn)度, 為追求經(jīng)濟(jì)效益盲目加快施工進(jìn)度,而忽視了質(zhì)量為本的方針,使施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。另外,由于施工安全教育不到位,員工安全意識淡薄,安全管理松散,也易出現(xiàn)人員傷亡事故。
2.深基坑施工的安全工作
2.1 在技術(shù)方面應(yīng)做的工作
。1)組成從項(xiàng)目經(jīng)理到施工班組長的技術(shù)交底班子。充分認(rèn)識深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工所要達(dá)到的目的和作用,并讓每位參與者都熟悉施工的每一個(gè)環(huán)節(jié),嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范,做到監(jiān)督和管理的作用,確保施工技術(shù)方案的實(shí)施。
。2)按圖施工,動態(tài)監(jiān)控。深基坑支護(hù)工程主要以擋土、防水等為主要目的,而設(shè)計(jì)的單一或復(fù)合擋土支護(hù)結(jié)構(gòu),有理論依據(jù)和可行性,必須尊重設(shè)計(jì)、按圖施工,但施工中的不確定因素及設(shè)計(jì)所依據(jù)的資料有可能與實(shí)際情況不一致,要求在施工中必須依據(jù)實(shí)際的情況,相應(yīng)作出一些調(diào)整,達(dá)到規(guī)范要求。
。3)重視信息法施工,強(qiáng)化信息反饋施工的技術(shù)分析與管理。深基坑支護(hù)工程是包括基坑的開挖、 支護(hù)、防水及環(huán)境保護(hù)于一體的復(fù)雜系統(tǒng),單靠數(shù)學(xué)力學(xué)法難以對系統(tǒng)的變化性狀作出足夠準(zhǔn)確的預(yù)測,只憑施工經(jīng)驗(yàn)亦是有一定限制。
2.2 在質(zhì)安管理方面的工作
施工中應(yīng)及時(shí)做好材料送檢工作, 所用材料必須有出廠合格、送檢合格后方可使用,杜絕使用不合格材料。建立以人、物為中心的安全管理體系。建立以項(xiàng)目經(jīng)理為核心的安全管理體系(從技術(shù)上、生產(chǎn)安全上)選任得力、專業(yè)性強(qiáng)、安全意識強(qiáng)的人作安全員,并相應(yīng)明確安全職責(zé),簽訂安全合同書。 做好安全教育工作,牢固樹立“安全第一、預(yù)防為主” 的生產(chǎn)方針,做好“五同時(shí)”教育工作,將各項(xiàng)安全工作落實(shí)并強(qiáng)化到人,提高全員安全意識。 制定并做好質(zhì)量安全檢查措施, 列表列出常見施工事故和施工質(zhì)量隱患或通病的出現(xiàn)部位,產(chǎn)生原因,預(yù)防和補(bǔ)救措施。對深基坑不安全或有安全隱患部位,應(yīng)明示掛牌,提醒工人注意安全。
2.3 施工質(zhì)量與施工組織
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及土方開挖的合理組織也是開挖成敗的關(guān)鍵之一。良好的施工質(zhì)量和合理的施工組織可以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)上的某些不足,反之,低劣的施工質(zhì)量和錯(cuò)誤的施工組織會使合理的設(shè)計(jì)付諸東流,在這方面有著許多深刻的教訓(xùn)。除施工質(zhì)量外,施工組織也不可忽視,土方開挖前應(yīng)制訂。開挖方應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)程序進(jìn)行開挖,在開挖過程中應(yīng)嚴(yán)格按“先撐后挖”的原則。工程實(shí)踐證明,開挖順序不同,支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移也不同,不合理的施工順序會大大增加支護(hù)樁墻的位移,甚至出現(xiàn)險(xiǎn)情。此外,施工前要充分估計(jì)各種可能出現(xiàn)的情況,當(dāng)出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí),準(zhǔn)備可供選擇的應(yīng)急措施,以免險(xiǎn)情出現(xiàn)時(shí),措手不及,延誤搶險(xiǎn)時(shí)機(jī),導(dǎo)致工程失敗,造成嚴(yán)重?fù)p失。
2.4 施工監(jiān)測與信息化施工
支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成功與否,要通過施工實(shí)踐來檢驗(yàn),而施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與變形狀態(tài)要通過監(jiān)測手段來了解?梢哉f,監(jiān)測工作是支護(hù)結(jié)構(gòu)安危狀態(tài)的眼睛。它的重要性已為多數(shù)的設(shè)計(jì)、施工及建設(shè)單位所認(rèn)識。 因而投入一定的資金進(jìn)行施工監(jiān)測工作,取得了較好的效果,保證了施工安全。 但也有部分建設(shè)單位對此重視不夠,認(rèn)為監(jiān)測工作可有可無,不愿投入資金,馬虎應(yīng)付。有些監(jiān)測單位素質(zhì)不高,玩忽職守,不按時(shí)觀測,不能提供準(zhǔn)確的信息, 以致在支護(hù)結(jié)構(gòu)處于危險(xiǎn)狀態(tài)還未能提供預(yù)報(bào),造成事故。一些深基坑支護(hù)工程發(fā)生坍塌事故,除施工質(zhì)量的原因外,監(jiān)測單位未能及時(shí)提出預(yù)警,以致延誤搶險(xiǎn)的時(shí)機(jī),也是事故及發(fā)生的重要原因。
監(jiān)測施工監(jiān)測工作的有無及好壞, 不單是影響到基坑自身的安全, 更重要的是它還影響到基坑周圍環(huán)境的安全。如鄰近的房屋、道路、地下給排水、供氣、通訊等設(shè)施的安全都依靠監(jiān)測結(jié)果來維護(hù)。有些情況下,基坑開挖的失敗對鄰近環(huán)境造成的損害、經(jīng)濟(jì)損失及社會影響會比基坑工程本身更為嚴(yán)重。有時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移并未引起支護(hù)的失穩(wěn), 但卻引起周圍建筑的不均勻沉降、裂縫及傾斜等,這些都需要由監(jiān)測結(jié)果來判斷與證實(shí)。施工監(jiān)測的意義還不止于此, 監(jiān)測結(jié)果作為一種信息反饋還具有更重要的意義。它可以對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),以致修改設(shè)計(jì)方案,施工前期的信息反饋可作為修改后期支撐方案的依據(jù)。
另外,在基坑開挖監(jiān)測中還要逐步積累資料,以便制訂適合本地區(qū)軟土的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)位移沉移控制值。當(dāng)基坑開挖過程中,位移或位移速率達(dá)到多大數(shù)值時(shí)就應(yīng)發(fā)生預(yù)報(bào),超過多大數(shù)值就瀕臨坍滑破壞。這些控制值對今后的深基坑設(shè)計(jì)施工將有一定的指導(dǎo)作用。
2.5 降水排水及止水問題
在基坑開挖,降水排水及止水(以下簡稱水處理)對工程的安全與經(jīng)濟(jì)有重大影響, 多數(shù)基坑工程事故與水都有直接或間接的關(guān)系。 水處理的主要目的是:①在基坑開挖過程中,坑內(nèi)保持干燥,使土方工程得以順利進(jìn)行;②防止坑底出現(xiàn)流土(流砂)及坑底土泡水軟化,降低強(qiáng)度;③坑外土層降水后減少對圍護(hù)樁墻的水壓力,提高支護(hù)穩(wěn)定性;④降水或止水可防止坑外土粒流失,引起地面沉降而影響鄰近建筑安全。對于不同的地基土層和具體工程,以上 4 點(diǎn)中各點(diǎn)的重要性有所不同。
3.結(jié)語
伴隨著高層建筑的發(fā)展,深基坑開挖越來越多,深基坑支護(hù)難度逐漸加大。筆者從深基坑施工的技術(shù)、質(zhì)安管理、施工質(zhì)量、監(jiān)測等方面安全工作的內(nèi)容作了介紹,指出在施工中應(yīng)加強(qiáng)安全教育,重視安全檢查工作。且在施工中遵循有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,狠抓事故隱患管理工作,加強(qiáng)安全教育,重視安全檢查等工作,是實(shí)現(xiàn)深基坑安全生產(chǎn)工作的根本。