DW深基坑项目的质量技术保障措施研究

发表时间:2020/10/10   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:胡玉燕
[导读] 摘要:深基坑项目的质量保证,也是工程整体质量及安全的保障,明确认知深基坑项目的质量技术保障措施,能够降低施工风险,提出安全指数。
        北京城建华夏基础建设工程有限公司  北京  101102
        摘要:深基坑项目的质量保证,也是工程整体质量及安全的保障,明确认知深基坑项目的质量技术保障措施,能够降低施工风险,提出安全指数。而在实际施工中,仍有部分深基坑项目质量技术保障措施设置不合理,引发了较多的事故。部分工程因质量技术保障措施制定不合理,从而导致质量问题产生,也进一步演化为安全事故问题。因此,针对深基坑项目的质量技术保障措施研究,成为当前学界重点研讨的课题之一,对深基坑项目的质量保障具有一定的影响意义。故,本次研究为了进一步提炼较为成熟的质量技术保障措施,以DW深基坑项目真实的案例作为研究对象,结合项目实际情况,提出有切实可行的质量技术保障措施。主要包括质量技术保障目标及保证体系、质量管理组织机构、地下水的控制措施、深基坑变形计算方法、深基坑变形机理分析及质量技术控制要点。通过模型验证了笔者所提出的质量技术保障措施的可靠性、有效性,明确了DW深基坑项目的质量技术保障措施与工程质量影响具有强相关,影响程度均达到70%以上。
        关键词:深基坑项目;质量;技术;保障措施
        近年来,随着我国综合国力不断增强,在国际事务中的影响力不断加深,社会经济不断发展,户籍政策改革不断深入,农村人口进城门槛不断降低,进城落户条件正在放宽,大量农村人口机械性涌入城市,导致城市人口快速增长,导致道路上拥挤的交通现像比比皆是[1]。为此,许多城市规划师采取措施,加强基础设施建设,完善城市功能,扩大城市容量[2]。要扩大城市的容量,就必须向城市郊区扩展,但这会使土地利用面积迅速增加,建设成本也会增加[3]。目前,一、二线城市采取“上天入地”的方式,不断提高较少用地面积上的建筑高度[4]。同时,高层建筑拔地而起,向下发展,已经成为城市高层建筑的核心组成部分。为了节约地面用地成本,地下埋深不断增加,地下通道、地下轻轨、地铁等基坑工程也在不断发展。深基坑工程技术是影响深基坑开挖过程中稳定性的诸多因素,其风险相对较大。因此,质量保障措施的有效运用,成为建筑整体质量达标的关键。故,本次研究针对DW深基坑项目的质量技术保障措施,进行系统性的分析与探讨,明确针对该深基项目实施的重要性。
        1工程概况
        DW深基坑项目主要建筑物:写字楼。围护结构:基坑东西长约250m,南北宽约220m。基坑支护设计深度为13.10m,北侧写字楼地块与万象城地块之间,基坑设计深度为12.60m,南侧悦府地块和万象城地块之间,基坑设计深度为12.60m。基坑东、西两侧采用上部放坡(-3.4m),下部钢筋砼灌注桩+双排扩大头预应力锚索支护,第一道锚索-5.4m,第二道锚索-8.9m;基坑北侧采用上部钢筋砼悬臂桩支护,下部土钉墙支护;基坑南侧东部采用上部钢筋砼悬臂桩支护,下部土钉墙支护;南侧西部采用上部放坡,下部土钉墙支护;止水帷幕均采用‚850三轴水泥搅拌桩;降水采用坑内管井降水。
        2 DW深基坑项目的质量技术保障措施
        由于本工程为大型深基坑,基坑支护、土方开挖等施工各工序的质量控制,尤为重要,在施工过程中推行全面质量管理。根据已定质量目标,从组织、制度及施工等方面层层落实,确保各工序施工均处于受控状态,将工程建设成基坑施工中的精品工程。
        2.1质量技术保障目标及保证体系
        质量技术保障目标为“工程要求的质量等级为合格”,保证所有工序均能达到标准要求。质量保证体系是深基坑项目的质量技术保障措施中的基础条件,也是关键的环节,本项目中建立以项目经理为组长,技术负责人为副组长的质量保证体系。质量管理小组负责定期召开质量分析会议,检查分析质量目标的执行情况。
        2.2质量管理组织机构
        将组建责、权、利统一的项目经理部,按项目法全面管理本工程施工,选派具有丰富施工经验、管理能力强的人员担任项目经理。抽调我单位具有多年从事深基础施工的熟练队伍施工。所有技术人员必须持证上岗,并且具备多年的施工经验,能够对深基坑的各项施工保证质量达标。
        2.3地下水的控制措施
        根据本勘察报告显示:潜水(一):水位埋深为17.90~19.00m,水位标高为30.20~31.44m,含水层为卵石⑤层,刚好在拟建建筑基底砌置标高210.85附近,该层地下水紧贴下隔水层,考虑到勘察期间量测水位距现在已两年有余,而北京地区的地下水埋藏深度整体呈下降趋势,结合我司前期在附近场基坑护坡的施工经验,在正式施工前,建议重新测量地下水位,根据实测情况确定是否需要采用降水措施。若根据勘察报告提供的数据,根据相关规定,建设单位在正式招标前,尚须明确本工程的降排水措施及要求。
        2.4深基坑变形计算方法
        本次研究的基坑变形需要进行估算,目前现有的估算方法主要包括稳定安全系数法、时空效应法、反分析法、经验估算法,共计4种估算方法。其中时空效应法,是目前控制基坑结构变形以及周围地层位移变化的主要方法。在施工过程中,需要考虑时空效应的变化,而围护结构在时空效应中暴露着一定的时间参数。他主要强调的是施工和设计的紧密配合,也就是说,设计所提出的方法,能够更好的匹配与应用实际施工中,从而达到控制基坑变形的目的,并以此来促进施工的经济效果。
        经验法是在实际监测过程中记录每一次开挖的宽度、深度,以及支护的时间,从而达到限制基坑的变形作用。经验估算法,一般是用于前期的基坑开挖分析。而沉降的大小在不同地区的不同土质上有着较大的变化,因此沉降大小与地区土质有着密切的关联性。另外同,粘土层越厚也会导致基坑的变形加剧。这种经验方法的分析,它所考虑的因素非常简单。需要后期对经验估算法进一步的进行修正与完善,才能够进行实际施工的应用。修正后基坑的沉降则不再是仅与地区地质有着关联性。它同时与支护结构的刚性,也包括支护结构的施工工艺密切相关,并且基坑沉降与墙体的距离有着密切的关联性。由此能够进一步的确定,沉降大小的影响数值。具体可见图1、图2所示。
         
        图1 地面下沉预估                                 图2 地表沉降曲线
        如图2可见,地表沉降的曲线变化。地表沉降主要是由稳定安全系数法进行测定,通过估算支护结构的最大位移,以及地面的最大沉降值,从而确定基坑的稳定安全系数,并且能够明确安全系数与围护结构水平位移的关联性。该方法具有一定的实用性。另外,反分析方法是对在实际基坑工程施工中,进行信息的反馈与分析。它能够进行反思与总结,通过反馈回来的信息,进一步的掌握基坑变化的变形情况,由此来预测基坑开发挖后可能会出现的变形情况。因此,该方法对于现场施工能够提供准确性与可靠性的监测数据依据。
        2.5深基坑变形机理分析及质量技术控制要点
        2.5.1深基坑开挖对周围环境变形分析
        本项目基坑工程在施工的过程中,对基坑土体进行开挖,而在开挖的过程中,土体会得到应力的释放。那么,这一过程会导致在一定范围内的土体产生应力的重新分布,而在这种情况下,主动土体的压力,会作用在围护结构上,进而发生基坑内侧的变形,在这种发展的状态下,围护结构会出现水平位移,而周围的地表则会发生沉降,而随着施工进度的推进,基坑开挖的深度也会随之增加,在增加的过程中,基坑变形量也会因此加剧。而在这种情况下还需要考虑围护结构,因支护方法的不同,以及基坑开挖方式的不同,也会导致基坑所产生的变形存在较大的不同。一般而言,基坑周围地表的沉降及变形与沉降量的大小有着密切相关,它所呈现的形态为凹槽型和三角形。如若基坑开挖深度较浅,那么支护结构则采取的是悬臂式支护,此时的变形是围护结构的顶部,由此产生较大的变形,围护结构的顶部一般呈现的是三角形的分布,而随着基坑开挖深度的不断增加,锚杆施工多道,因锚杆施工的作用,导致基坑周围地表的沉降变形,会变化为凹槽型。
        2.5.2深基坑围护结构变形分析
        因基坑土体开挖的实际过程中,土体的原始应力状态会遭到破坏,而致使原始土体失去稳定性,而随着基坑深度的不断增加,所开挖的土体产生卸荷的状态,而在基坑开挖面时,上部分围护结构,会因主动土压力的实际作用,导致基坑内侧发生变形走向,而在实际基坑开挖深度的监测过程中,能够进一步的了解开挖深度对,主动土压力与被动土压力产生的巨大影响,也就是说深度增加,压力也会随之增大;另外一方面,深度增加,主动土的压力则会增大,而被动土的压力则会减小,而在这种发展趋势下,围护结构的压差,也会因此产生巨大的差异。此时围护结构的水平变形,也会因此加剧。而围护结构的竖向变形,在此时,影响相对较小,所测得的竖向变形值也相对较小。由此可以进一步的明确工程地质条件以及水文条件,再加之基坑开挖的深度与方法,对于基坑围护结构的变形有着一定程度的影响。
        2.5.3深基坑坑底隆起变形分析
        深基坑坑底隆起变形产生的原因是直接受基坑内土体挖除产生的影响,这种挖除是垂直方向产生的卸荷作用所致,进而引发主体的自重应力释放,而在释放的过程中,土体的原始应力则会发生改变,而这种改变状态下,直接将坑内的土体形成向上隆起的变形状态。在实际施工应多加注意产生变形的状态,应对埋设在围护墙体内的监测元件进行巡视,并对可能产生的不利影响,加以标识,从而保证施工质量达标。
        3 DW深基坑项目的质量技术保障措施对工程质量的影响
        3.1评价体系构建
        为了进一步验证上述针对DW深基坑项目所提出的质量技术保障措施有效性,本研究构建了DW深基坑项目的质量技术保障措施对工程质量的相关性模型,本次研究聘请了行业内中级职称以上,并且工作10年以上的专家,对本工程提出的质量技术保障目标及保证体系、质量管理组织机构、地下水的控制措施、深基坑变形计算方法、深基坑变形机理分析及质量技术控制要点,以及所列的分析方案进行住条打分,专家共计10人,按照李克特量表(Likert scale)五级评分制,该量表由一组陈述组成,每一陈述有"非常同意"、"同意"、"不一定"、"不同意"、"非常不同意"五种回答,分别记为5、4、3、2、1,每个被调查者的态度总分就是他对各道题的回答所得分数的加总,这一总分可说明他的态度强弱或他在这一量表上的不同状态[5]。
        表1关键影响要素提取
       
        3.2统计学处理方法
        本次研究的数据处理,采取SPSS24.0软件,将专家打录入软件,并进行变量描述分析,所列的DW深基坑项目的质量技术保障措施对工程质量的影响要素,进一步的实施Pearson相关系数验证,从而更好的衡量定距变量间的线性关系[6]。
        3.3统计结果分析
        3.3.1描述统计变量分析
        根据量表描述统计分析来看,有效数字为3,平均值最大值为4.55分,平均最小值为3.38分,专家普遍同意本次提取的变量,本次量表分析未出现异常值。具体见表2所示。
        表2描述性统计分析
       
        所调查的结果Cronbach’s Alpha大于0.7,为0.942。因此,可以认定本量表设计具有较高的信度,可靠性较高。DW深基坑项目的质量技术保障措施对工程质量的影响的KMO(Kaiser-Meyer-Olkin,检验统计量是用于比较变量间简单相关系数和偏相关系数的指标)和Bartlett的检验来看,KMO的样体测度为89.9%,Sig显著性为0.000<0.01,因此,本量表的效度水平较高。
        3.3.2 Pearson相关性结果分析
        相关性结果分析获得DW深基坑项目的质量技术保障措施与工程质量影响的相关性矩阵,其中主要影响要素质量技术保障目标及保证体系与质量管理组织机构的相关性达85.9%,地下水的控制措施相关性达95.9%,也就是说目前所提取的DW深基坑项目的质量技术保障措施对工程质量的影响相关性较大。具体见表5所示。
        表5 相关性矩阵
       
        4结束语
        本次研究通过对DW深基坑项目分析,提出了有针对性的质量技术保障措施,主要包括质量技术保障目标及保证体系、质量管理组织机构、地下水的控制措施、深基坑变形计算方法、深基坑变形机理分析及质量技术控制要点。为了进一步验证本次研究所提出的质量技术保障措施的可靠性、有效性,将所有质量技术措施录入软件,进行相关性矩阵分析,明确了DW深基坑项目的质量技术保障措施与工程质量影响具有强相关,影响程度均达到70%以上。
        参考文献:
        [1]吕高乐,杜明芳,易领兵.郑州某深基坑工程监测数据整理及分析研究[J].施工技术,2018,47(S1):50-52.
        [2]许利东,曹慧,陈明,等.动态设计在深基坑设计施工中的技术研究[J].施工技术,2018,47(S1):189-192.
        [3]潘世强,邓俊.富水砂卵石层深基坑近接建筑物安全施工控制技术研究[J].公路工程,2018,43(03):177-182.
        [4]林子晔.斜抛撑在深基坑支护中的应用研究[J].施工技术,2018,47(S1):20-24.
        [5]程鸿群,姬睿,杨洁,等.基于群组评价的深基坑工程方案优选研究[J].同济大学学报(自然科学版),2018,46(02):131-138.
        [6]龙林,李之达.长沙市某深基坑工程的监测及变形规律研究[J].建筑结构,2020.
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