中国水利水电第七工程局有限公司 四川成都 610000
摘要:基坑工程与地下工程属于大型工程中的重要环节,例如城市修建地下车站或地铁等公共设施时,需考虑到此类基坑多处于繁华地段且周围存在建筑物,在基坑开挖时必须考虑到对周边建筑物稳定性的影响以及开挖过程中降水对土体有效应力及物理力学性质的影响,可能出现支护结构不稳定、地表沉降等危险,对邻近管线及建筑均可能产生负性影响。本文以基坑工程与地下工程建设为切入点,研究了此类工程安全及环境影响的控制。
关键词:基坑工程;常见问题;控制措施
引言
建设项目工程施工过程中,逐渐加大对地下空间的开发与利用,通过现今的技术手段和工程施工工艺,克服地下空间建设中的种种问题,这期间需要工程施工企业各部门之间的全力配合,落实和完善建设项目基坑工程及地下工程施工的具体流程,提高工程施工效率和质量,确保该建设项目工程在安全的施工环境下开展相关工作。
1安全隐患及环境影响类别及控制措
1.1变形控制问题
我国上世纪中后期基坑周围环境相对较为简单,在基坑工程变形控制方面只需强调基坑稳定控制即可,大多以旋臂和放坡为主要支护方式,即便需要设置锚杆或水平支撑,大多也是出于保障稳定性并减少结构内力的目的。随着城市的发展,当前我国深基坑周围大多环境变得复杂,尤其是软土地区稳定性及工程变形控制难度明显增大。城市发展下,基坑工程与地下工程大多处于城市中心位置,其附近存在地下管线、城市道路、建筑物、地铁隧道等,环境效应极强。在开挖过程中,周围土体应力场的变化可能直接造成土体出现变形而导致周围地下管线道路或建筑物开裂破坏、不均沉降,直接导致安全性受到影响,因此此类地区的深基坑设计风险高难度大且对变形控制有着严格要求。
基坑工程与地下工程在施工过程中应用的盾构法隧道施工可能引起变形控制,在施工期间盾尾注浆施工、盾构机姿态、千斤顶顶推力、土仓压力等参数处于不断变化状态,盾构隧道通过不同施工精度、不同施工工艺、不同土层条件均可能造成加固土体和地层损失的性质产生明显离散性,对地表沉降的有效控制及合理预测加大难度。对于当前城市建设中应用盾构法隧道施工而言,其可能出现的负性影响在于施工过程中管线及道路错综复杂且建筑物密集,尤其处于城市中心区域时,该施工的环境敏感度高,需考虑到各种因素的影响,尤其是建设时间较长的道路、周边存在古老建筑、原有管线错综复杂情况,此类区域土层抵抗变形的承受能力会明显下滑[7]。在盾构法施工期间承受能力会极大减弱,因此必须对盾构法施工涉及到的各项参数数据精细化管理。
1.2大长度基坑连续破坏
基坑工程与地下工程早期开挖深度不大时稳定性方面基本处于可控状态,但若开挖深度较大,基坑失稳机理则会受到更多因素影响。当开挖深度达到20米以上,软土地区基坑支护体系则变得逐渐复杂,存在多道水平支撑体系以及地下连续墙体系。加上基坑内外人工进行的土体加固,此时基坑的稳定性破坏因素较多,支护结构、地下水、土壤的耦合作用体系中某一环节或部分失效均可能引发稳定性受损而导致大规模垮塌[8]。在一些基坑垮塌案例中,支护结构连续垮塌大多为垮塌一定范围后终止,并不会沿着基坑长度无限制垮塌。当前基坑基于平面问题破坏模式已经无法反映深基坑的连续破坏机理以及特点,必须对连续破坏的演变机理深入研究,假设引发连续破坏的各项因素及传递发展机理。从沿着基坑长度、宽度、深度等多方面展开研究并建立连续倒塌可能性的评价方法及量化评价指标,设计出防止基坑结构连续倒塌的有效施工方法。
大长度基坑连续破坏类型指的是基坑沿着长度方向出现连续性破坏,大多由局部破坏引发,可能出现数十米甚至百米以上的破坏事故且呈现明显连续性。由局部破坏引发大规模连续破坏不仅会造成工期的延长,还可能出现较大安全事故。
相关研究者对悬臂排桩支护基坑局部支护桩破坏倒塌展开试验模型设计,研究了支护结构内力变化以及局部破坏引发的土压力相关规律,结果显示基坑局部破坏或垮塌会造成邻近桩的内力在短时间内突然增大,坑外土体向基坑中滑落导致临近支护结构主动区卸载,此时荷载过程处于延后状态。研究者通过对荷载传递系数的分析认定局部破坏会造成其相邻不同位置的其它桩内力倍数提高,其它相邻桩的安全系数以及承载力直接关系到连续破坏的发展程度及发生率。除此之外,基坑施工盾构掘进过程中需注意地面隆陷的预防,以免造成周围建筑物受到破坏甚至引发社会群体事件。
2基坑工程与地下工程施工中的安全问题控制措施
2.1变形控制
针对上述问题,施工人员要采取多种控制手段,防止建设项目工程施工进度受基坑工程影响。一方面,针对基坑工程受降水影响而变形问题,工程施工人员采用回灌主动控制技术,在基坑与水道之间建造回灌井,对自然降水和地下水进行有效回灌,降低基坑工程内部土体的沉降速度,缓解雨水或地下水对基坑结构的支撑压力,对基坑结构起到有效的稳定和固定作用,强化基坑工程施工手段;另一方面,针对作业方式不当和建造形式有误引起的基坑工程安全问题,主要包括以下三种情况:①基坑支护结构侧移;②地表及地下土体变形;③地面沉降。工程施工人员在结合工程实际施工情况的前提下,制定的安全控制措施如下:首先,基坑降水导致基坑支护结构侧移,施工人员通过潜水降水实验,完善基坑水平支撑结构。有效控制基坑支护结构侧移情况;其次,对基坑承压层进行降压处理,将土体变形进行三段式空间分布,根据分布状况灵活调整降压井深度、潜水层深度、承压层含水深度以及弱透水层深度,进而解决土体变形问题;最后,施工人员要综合考虑建筑基坑顶部及两侧压力情况,调节基坑土体周围水位高度,控制土体沉降现象。
2.2破坏控制
首先,施工人员要在隧道易损坏位置增设临时加固装置,控制破坏范围,避免出现更大规模的破坏,影响工程施工的安全性;其次,工程施工人员要制定强化控制措施,在隧道加强阶段采取相应的稳固手段,在隧道内部的盾构隧道管片与螺栓进行连接,设置临时加固措施,对隧道外部土体进行加固与控制,保证土体结构平衡,提升隧道工程的稳定性与安全性,实现对基坑及地下工程施工中隧道破坏问题进行有效控制。同时要有安全预防意识,在基坑及地下工程施工期间,加强对施工技术、施工流程预计施工效果的管理、规范和预测,保证工程施工顺利开展;最后,针对基坑与地下工程施工中连续破坏的安全问题,工程施工人员对坍塌事故类型及原因进行分析,结合影响基坑结构稳定的因素,决定采取间隔加强法进行稳定和维护,对基坑支撑维护桩进行加强和稳固设计,增加传力路径,提高支护结构的承压性能,确保基坑支护结构及节点强度,稳定基坑支护工程结构。
结束语
综上所述,铁投·都溪湾畔建设项目工程施工过程中,极易受到周边环境的影响,要求工程施工人员制定有效的安全防控措施和环境影响控制措施,降低环境对工程施工产生的不良影响,提高工程施工质量和效率,加快都溪湾畔项目工程的施工进程。
参考文献:
[1]何玉珍.基坑工程与地下工程安全及环境影响控制[J].建筑·建材·装饰,2019(11):148-149.
[2]吕时根.基坑工程与地下工程安全及环境影响控制分析[J].百科论坛电子杂志,2019(23):230.
[3]赵玉军,柴宏.对深基坑(沟槽)、地下工程安全生产事故的分析与预控[J].建筑,2018,859(11):72-73.
作者简介:
邵洪斌(1988—)男,汉族,安全工程本科,工程师,注册安全工程师、一级建造师,主要从事工程安全管理工作。