徐涛
六安市建设工程质量安全监督处 安徽六安 237000
摘要:随着经济社会的不断发展,近年来,地下建筑、高层建筑甚至超高层建筑在城市建设中得到迅猛发展,为有效利用城市土地资源,提高建筑结构的抗震性能以及更好的满足建筑本身需求,建筑设计不断向地下空间拓展,建筑施工的难度逐渐加大,特别是一些建筑基坑支护受工程造价、地质条件、环境保护等因素限制,造成很多建筑施工和使用中工程质量安全无法保证,如何科学合理的进行基坑支护成为一项重要课题,本文主要从基坑支护设计、施工、管理对基坑支护进行研究和分析,以供基坑支护工程应用参考。
关键词:基坑;支护技术;建筑工程
1前言
高层建筑施工多处于城市繁华闹市区,原已密集的高层建筑、复杂的地下建筑和市政设施,给高层建筑基础施工带来许多困难,因此建筑基坑工程施工显得十分重要,所谓基坑工程指的是建筑物或构筑物在进行地下部分施工时,需要开挖基坑,进行施工降水和周边围挡,同时要对基坑周边建筑、构筑物、道路和地下管线进行监测和维护的综合性工程,其内容包括勘测、设计、施工、监测和信息反馈等内容。作为基坑工程最主要内容的基坑支护,目前技术种类较多,形势复杂多样,在进行工程施工时必须要根据施工现场的具体环境选择合适的支护技术,然而,项目在施工中受经济、环境及技术因素影响,存在建设和施工单位片面追求经济效益对深基坑勘察设计不重视、施工单位技术能力和资质不足、支护检测和基坑监测缺失等诸多问题,如何结合项目特点,开展基坑支护设计、施工,保证项目质量安全,开展对基坑支护技术的应用研究,有着重要的意义。
2基坑支护设计
基坑工程需要在复杂的地质和环境中进行施工作业,受地质条件、水文环境、项目特点、天气变化及偶然作用等诸多不确定因素影响,深基坑支护设计必须正确合理的选择设计参数、计算方法和支护结构体系。
2.1 基坑支护设计的原则
安全性。基坑支护结构应确保基坑开挖、地下结构施工及周边建筑或构筑物的安全。
经济性。确保安全性的前提下,基坑支护结构设计需要综合考虑工期、设备、人工和环保等综合经济指标,确保经济合理。
可行性。同时满足安全可靠、经济合理的前提下,采用先进技术、合理组织施工,尽量方便现场施工,确保施工可行性。
2.2 基坑支护设计的内容
常见基坑支护设计主要有:(1)支护体系选型及技术经济指标;(2)基于承载力极限状态的结构承载力计算;(3)基于正常使用极限状态的稳定性金额变形计算;(4)基坑内外土体稳定性验算;(5)基坑周边降水或截水结构设计;(6)基坑开挖及地下水变化引起基坑内外土体变形及对周边建筑、构筑物和环境的影响;(7)基坑施工检测、监测有关要求;(8)相关应急措施。
2.3 基坑支护结构类型和适用安全等级范围
目前在基坑支护结构根据支护方式主要有支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙、放坡等四种类型。其中支挡式结构主要有锚拉式结构、支撑式结构、悬臂式结构、双排桩、支护结构与主体结构结合的逆作法,土钉墙主要有单一土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙、水泥土桩垂直复合土钉墙,微型桩垂直复合土钉墙。目前支挡式结构可用于基坑安全等级为一级、二级、三级基坑支护,土钉墙、重力式水泥土墙可用于安全等级为二级、三级基坑支护,放坡主要用于安全等级为三级基坑支护或者与其他支护结构形式结合使用。
3 基坑降水设计
基坑开挖中,应根据地下水位高度、基坑开挖深度、周边环境及场地地质条件等特点综合进行设计。
目前深基坑降水设计主要从土方开挖和地下施工期间地下水位影响、基坑边坡和坑底土层渗透影响、基坑对周边建筑和构筑物正常使用影响三个方面综合考虑,通常采用排水、降水、截水等方式基坑降水处理。常用的排水可以采用基坑明沟排水、盲沟排水,降水可以采用管井、真空井点、喷射井点降水,截水可以采用竖向截水、水平截水或两者结合封闭截水,同时结合现场条件和地下结构类型可采用排水、降水、截水综合治理方法。
4 基坑支护施工
4.1 前期资料收集
基坑支护在施工前应现场详细核对项目工程地质勘察报告,了解基坑周边的地表水及场地地下水情况,同时考虑有可能排入或渗入基坑的雨水、污水等,统筹做好场地内外地下水排放。施工前应进行现场实地踏勘,详细了解基坑周边建筑物和构筑物的基础类型、预埋深度、质量状况、管线走向等现状,进一步明确基坑施工需要保护的对象和内容。
4.2 基坑支护施工方案编审
基坑支护施工前,施工单位必须编制专项施工方案,方案内容必须详尽、可行,对可能发生的施工质量安全问题要有充分的预判和切实可行的应对措施。基坑支护专项施工方案主要内容一般包括:工程概况、编制依据、施工计划、施工工艺技术、施工安全保证措施、施工管理及作业人员配备和分工,验收要求、应急处理措施、计算书及相关施工图纸等。基坑支护方案编制完成后要经施工单位技术负责人审核,监理单位总监理工程师审批,对于超过一定规模的深基坑支护专项方案施工单位还应组织专家进行论证。
4.3 基坑地下水降水
地下水降水施工,必须严格按照设计要求进行平面布置,正式施工前需选取代表点位进行降水试验,以校核设计地下水文参数,确认无误后再进行大面积降水,否则应反馈给设计人员进行重新进行计算设计。地下水降水过程中要加强对抽水量、地下水位和周边环境变化进行监测,发现异常时要及时采取应急措施。
4.4 基坑开挖
基坑开挖必须遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”,充分考虑现场平面布置,合理选择开挖方式、开挖顺序和开挖时间,尽量减少基坑临空面,通常软土每次开挖高度原则不得超过2米,对于地下水位较高的基坑,必须在支护结构达到设计强度要求,基坑降水系统正常使用后,方可再进行基坑开挖。
4.5 基坑监测
基坑支护施工必须进行基坑监测,施工前应制定切实可行的监测方案,监测方案需要明确监测目的、监测项目、监测方法、监测点布置、监测周期、监测预警值及信息反馈等。施工中应加强对基坑工程的监测,对于超过预警值的监测项目及时进行反馈,针对不同监测项目超过预警值将采取不同应急措施,确保施工质量安全。
4.6 基坑支护验收
基坑支护在施工中应做好各工序的质量控制,加强过程中的质量管控,采用信息化施工,全程跟踪现场状况。基坑支护完工后由监理单位组织施工、设计等单位进行验收,基坑支护验收通常需要提供以下资料:测量放线定位图、基坑工程竣工图、主要原材料质量保证及复试资料、隐蔽工程验收记录、设计变更图以及其他有关资料。基坑支护验收合格的,经施工单位项目技术负责人及总监理工程师签字确认后,方可进入下一道工序,施工单位应当在施工现场明显位置设置验收标识牌,公示验收时间及责任人员。
5 结语
基坑支护是一项复杂的系统工程,主要有基坑降水、基坑开挖、支挡结构、基坑监测等多环节构成,任何一个环节出现差错,都可能酿成严重质量安全事故,同时施工现场地质和水文条件复杂,施工过程中不确定性因素多,设计和施工难度大。因此必须高度重视对现场地质环境和施工环境的调查,综合考虑技术和经济因素,科学进行基坑支护方案设计,同时施工中要认真编制专项方案,强化现场质量安全管控,加强对基坑监测和预警,提高基坑支护施工信息化管理,不断探索新材料、新技术、新工艺在工程实践中的应用,更好推进基坑支护技术的发展。
参考文献
[1]刘建航、侯学渊、刘国彬、王卫东.《基坑工程手册(第2版)》.北京:中国建筑工业出版社.2009.
[2]中华人民共和国行业标准.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).北京:中国建筑工业出版社.2012.