建筑基坑支护工程施工安全技术措施

2024-07-23 阅读 9374

引言

建筑物基坑支护与施工技术是一门从实践中发展的技术。以前高层建筑物较少,一般建筑基坑大部分可采用放坡开挖或少量的钢板桩支护,基坑深度一般在5m以内。因此,基坑侧壁放坡或支护方法较简单,工程事故较少。

近几年来,高层建筑的迅速兴起,促进了深基坑支护技术的发展。但是,现在的城市建筑间距很小,有的基坑边缘距已有建筑仅数十米、甚至几米,给基础工程施工带来很大的难度。另外,原来的深基坑支护结构的设计理论、设计原则、运算公式、施工工艺等,已不符合深基坑开挖与支护结构的实际情况,导致一些基坑工程出现事故,造成巨大的损失。因此,深基坑支护的安全问题工程技术人员应予以高度重视。

1深基坑支护存在的问题

1.1支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。

在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5,其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。

1.2基坑土体的取样具有不完全性在深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析,以取得土体比较合理的物理力学指标,为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。因此,所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。

1.3基坑开挖存在的空间效应考虑不周深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生,这是以深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。

1.4支护结构设计汁算与实际受力不符目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。

极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。

2基坑支护施工的安全技术

保证基坑支护结构安全工作,除必须有合理的设计外,还需施工的密切配合,严格按设计要求精心施工。任何超挖都使得支护结构超载工作,必然导致严重后果,因此,施工前应严密组织,编制施工组织设计。

2.1基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施,避免地表水渗入基坑周围土体和流入坑内。坑内应设置排水沟和集水井,及时抽除积水。

2.2基坑开挖应连续施工,尽量减少无支护暴露时间,开挖必须遵循“自上而下,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时,应按设计要求,及时进行锚杆施工,而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。

2.3坑边不宜堆放土方和建筑材料,如不可避免时,一般应距基坑上部边缘不小于2m,弃土堆高不超过1.5m,并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大。软土地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机构在坑边作业时,应设置专门的平台或深基础等。同时,应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。

2.4基坑挖土时,要做好挖土机械、车辆的通道布置,安排好挖土顺序等,不得在挖土过程中碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。

2.5采用机械开挖时,为保证基坑土体的原状结构,应预留150~300mm原土层,由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后,应及时清底验槽并铺设垫层,以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖,应用素混凝土回填或夯实回填,使基底土承载性能达到设计要求。

2.6基坑周边设围护栏杆和安全标志,严禁从坑顶扔抛物体。坑内应设安全出口便于人员撤离。所有机械行驶、停放要平稳,坡道应牢固可靠,必要时进行加固。

2.7配合机构作业的清底、平整场地、修坡等施工人员,应在机械回转半径以外工作:当必须在回转半径以内工作时,应停止机械回转并制动好后方可作业。

2.8土方机械严禁在离电缆1m距离以内作业。机械运行中,严禁接触转动部位和进行检修:在修理工作装置时,应使其降到最底位置,并应在悬空部位垫上垫土。

2.9挖掘机正铲作业时。其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时,履带距工作面边缘距离应大于1.5m。

3深基坑支护设计中的注意事项

3.1彻底转变传统的设计理念对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,多数是处于摸索和探讨阶段,我国也没有统一的支护结构设计规范。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。由此可见,深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设汁体系。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。

3.2建立变形控制的新的工程设汁方法目前,设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设汁方法,其计算结果具重要的参考价值。但是,将这种设计方法用于深基坑支护结构,只能单纯满足支护结构的强度要求,而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的。鉴于上述实际,在建立新的变形控制设计法时,应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。

3.3大力开展支护结构的试验研究开展支护结构的试验研究(包括实验室模拟试验和工程现场试验),虽然要耗费部分资金,但由于深基坑支护工程投资巨大,如经过科学试验再进行设计时,行定会节省可观的经费。因此,工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据,可对同类工程的成功打奸基础,为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。

4结语

建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、厂程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集上力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此,无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发,将各组成部分协调好,才能确保它的安全可靠、经济合理。

篇2:深基坑支护施工技术管理规定

深基坑工程具有技术难度高,风险大的特点。厦门市地质条件复杂,地面建筑和地下设施密集,若处理不当,极易酿成事故,造成经济损失和不良社会影响。为保证深基坑工程顺利进行,确保基坑周边建(构)筑物、道路和市政管线不受破坏,做到技术先进、安全可靠、经济合理,特制定本规定。

一、一般规定

1.1本规定所称“深基坑”系指开挖深度超过4米(含4米)的基坑,或开挖深度少于4米,但有淤泥等软土层的基坑。所称“深基坑工程”,包括基坑开挖、基坑支护、地下水控制、基坑回填、基坑周边环境保护等内容。

1.2与深基坑工程有关的勘察、设计、施工、监理和监测各个环节必须由具有相应资质的单位负责完成,深基坑工程的勘察、设计与施工应严格遵守国家现行勘察、设计、施工和验收规范。

1.3深基坑支护设计实行许可证制度,从事支护设计的单位必须是经过市建

设主管部门批准认定并允许从事岩土工程设计的特征单位。

1.4深基坑支护工程必须由至少两个设计单位提出支护设计方案,并由建设单位邀请有关专家进行论证,专家组名单应报市建设主管部门审定,具体支护方案由建设主管部门会同专家组审查后确定,未经专家论证并报送市建设主管部门审查备案的深基坑支护工程不得组织招投标。

1.5深基坑工程施工(包括基坑支护施工、土方开挖、基坑抽排水)及深基础工程施工应由一个施工单位统一总承包,不得肢解。地下室结构施工及基坑回填也宜由该施工单位承包。

1.6深基坑工程必须纳入岩土工程质量监督体系,整个施工过程均应在严格的监理之下进行。

1.7深基坑工程应采用信息施工法,设计、施工、监理人员应及时了解和分析监测信息,对可能出现的险情应有充分的预见、周密的防范和应急的后备措施。

1.8深基坑工程的支护构件和支撑构件(含锚杆等)均不得超越红线,必须超越红线时应征得相邻地块业主的同意。

1.9建设单位应为勘察、设计单位开展工作提供相关条件,特别应提供邻近建(构)筑物的结构特征、基础类型、尺寸、埋深及与基坑的相关距离和高度,以及基坑周边道路和市政管线的有关资料。

1.10建设单位宜对深基坑工程办理建筑工程一切保险和附加第三者责任险,以减少工程风险损失。

二、深基坑工程勘察

2.1建设单位应委托勘察单位进行深基坑工程的专项勘察工作,勘察单位必须根据工程实际情况提出勘察方案,并提请建设、设计、监理、监督等单位共同审定。

2.2主体结构设计单位应就深基坑工程的特点,对工程地质勘察的内容提出具体的要求,特别应强调做好基坑开挖范围(包括离开开挖边线3倍于基坑深度范围内)的暗沟、暗滨、暗河道、古墓和地下人防工程等的勘察,并要求提供其准确位置及范围。支护设计单位若认为勘察报告不能满足设计需要,应提出补充勘察要求。

2.3勘察报告须严格按国家规范及福建省标DBJ13-07-91进行编写,特别要对基坑周边的岩土工程地质和水文地质情况进行详细分析,对土层必须准确提供各周边分层土实际的C、Φ值,并注明其试验方法,不能以场地勘察资料中所提供的宠统值代替。

2.4勘察单位必须做好勘察报告提交后的服务工作,参加深基坑工程设计方案和施工过程中出现异常情况时的讨论和研究,并及时进行必要的补充勘察工作。

三、深基坑工程设计

3.1深基坑工程设计应根据场地条件、地质条件和施工条件进行多方案比较,选取最佳设计方案,以求安全可靠、经济合理、方便施工和缩短工期。

3.2深基坑工程设计除必须保证基坑本身在暴露期间的安全外,还必须保证邻近建(构)筑物、道路和市政管线的安全。支护设计必须考虑地面附加荷载、地表水、地下水和邻近建(构)筑物的影响等不利因素。

3.3设计单位必须编制详细完整的支护结构设计计算书,应保证支护结构有足够的强度、稳定性及安全度,对支护结构周边土体要进行整体稳定性验算,并应提供不同挖土深度时支护结构的变形和顶点位移计算数值。

3.4当采用锚杆作为支护结构的弹性支承时,宜先进行必要的现场锚杆抗拔试验,取得可靠的数据,如条件不具备时,可根据在施工时实际张拉获得的数据来修正原设计。

3.5设计单位必须编制详细、完整的支护结构设计施工图,应包括:设计总说明、总平面布置图、监测元件预留(埋)平面(竖向)布置图、支护结构大样图(配筋图)、支撑系统结构大样图(配筋图)、连接节点大样图、基坑开挖剖面图、降(止、排)水设计图。

3.5.1设计总说明除应有一般结构设计说明外,还应着重说明①施工程序及施工要求;②监测要点;③基坑失稳预警指标(变位、沉降、隆起、倾斜、应力、裂缝);④对周围建(构)筑物、道路和市政管线的影响及保护措施;⑤基坑周边堆载限值;⑥基坑暴露时限。

3.5.2总平面布置图应准确表示①地下室轮廓和开挖轮廓线;②围护结构、支撑系统、止水帷幕、排水沟及抽水井的平面布置;③基坑周围建(构)筑物的轮廓线和层数,基坑周边道路和市政管线的平线位置。

3.5.3监测元件的预留(埋)平面(竖向)布置图应表示不同测试元件的图例及其在平面和竖向的位置,其布置密度和间距应满足进行数据动态分析的要求。

3.5.4基坑开挖剖面图应表示所剖到断面的标高、排水沟、放坡、管线、止水帷幕、支护构件、支撑构件和离开开挖边线3倍于基坑深度范围内的道路、市政管线、建(构)筑物及其基础。

3.6设计单位要切实做好技术交底工作,并深入施工现场,当发现地质情况与勘察报告不相符时,应会同建设、勘察、施工、监理和监测单位研究解决,必要时应提出补充勘察要求和修改设计。

四、深基坑工程施工

4.1施工单位必须严格按设计图纸施工,并根据勘察报告和设计图纸的要求,预先编制施工方案和施工组织设计。

4.2施工方案除具有常规内容外,还应特别强调①执行设计总说明中所规定的施工程序的技术措施;②土方开挖及运输方案;③控制地面堆载、地表水、地下水的措施;④对邻近建(构)筑物、道路及市政管线的保护(观测)措施;⑤应急抢险措施。

4.3施工方案须经建设、勘察、设计、施工、监理、监测等单位会审通过后才能实施,经会审确定的施工方案不得随意改变。施工组织设计必须按规定程序报审,并报市建设主管部门审查备案。

4.4施工单位应加强质量安全管理,强化质量保证体系,严格按照施工方案和施工组织设计进行施工和验收。

4.5施工过程中如发现异常情况或观测数据接近设计预警指标时,必须及时报告建设、监理单位,发现险情应及时采取补救措施,严防恶性事故的发生。

4.6深基坑开挖后应及时浇灌垫层混凝土和修建地下结构,地下结构施工完毕,应抓紧进行基坑回填,禁止基坑超期暴露。

4.7相邻深基坑工程同时施工时,必须统一考虑工程施工时的相互影响,确保双方支护结构及邻近建(构)筑物、道路和市政管线的安全。

4.8深基坑工程在施工和暴露期间发生重大质量安全事故时,必须立即向市建设主管部门报告。

五、监理与监测

5.1深基坑工程应进行全过程监理,宜委托承担主体结构工程的监理单位进行监理。

5.2监理单位必须认真审查勘察、设计、施工及监测单位提供的技术文件,检查和监督设计、施工、监测方案的实施,发现异常情况应及时会同建设、勘察、设计、监测单位研究处理。

5.3深基坑工程必须委托监测单位进行监测,监测单位应为具有岩土工程监测资质的单位。当支护设计单位或施工单位具有岩土工程监测资质时,宜由该单位监测。

5.4监测单位应根据勘察报告、设计文件和施工方案的要求,在施工前编制出安全可靠的监测方案,监测方案须经建设、设计、勘察、施工、监理单位共同审定。

5.5施工前监测单位必须会同建设、监理、施工单位对邻近建(构)筑物的现状进行详细调查并记录拍照,对可能发生争议的基坑四邻,建设单位应预先委托房屋鉴定和公证部门进行鉴定和公证。

5.6深基坑工程监测内容包括对①支护结构;②周边环境;③土体状态变化;④地下水位变化;⑤土层孔隙水压力变化等方面的综合监测。[HJ*2]

5.6.1支护结构监测的主要内容有①支护结构变形及顶部位移监测;②支护结构沉降监测;③支护结构和支撑结构应力监测等。

5.6.2周边环境监测的主要内容有①离开开挖边线3倍于基坑深度范围内的建(构)筑物的沉降、倾斜和裂缝的监测;②邻近基坑的道路和市政管线的沉降与变形监测。

5.7深基坑工程监测应贯穿工程的全过程。支护结构监测时限与基坑暴露时限相同,周边环境监测时限应在监测方案中确定,一般应延长至基坑回填后18个月。

5.8在连续大雨和台风季节及地下水位涨落较大等非常时期,监测单位应加密观测,出现险情时应连续观测。

5.9监测单位应及时向建设、监理单位提交每次监测资料,在监测数据达到设计预警指标和出现险情时必须立即向建设、设计、施工、监理单位发出警报。

篇3:深基坑支护施工技术管理规程