深基坑支护的施工现状分析及对策

深基坑支护的施工现状分析及对策姓名:班级:勘查1102班学号:课程:岩土工程概论深基坑支护的施工现状分析及对策摘要：随着国家经济高速增长，城市建设步伐的不断加快，建筑越建越高，基坑也越来越深。在建筑施工中，已经出现了许多的事故，因而需要对这一系列的事故及时进行分析，找出原因并提出相应的解决办法和施工管理对策。关键词：深基坑开挖；边坡支护；安全；现状；管理概述随着社会经济的飞速发展和城市化进程的加快,人类对住房的要求也越来越高,而随着土地资源的日益减少,住房日益紧张,人类只能向天上和地下发展,因此,房屋建筑的层数越建越高,高层、超高层的建筑如雨后春笋般拔地而起,而随之相对的地基也越建越深，这无疑将会对深基坑施工安全提出越来越严峻的挑战。基坑边坡支护不仅要保证在基坑内操作的人员能正常、安全地作业，而且也要保证自身的生命安全。而近年来由于深基坑而引起的坍塌事故时常发生，造成了严重的经济损失及人员伤亡，同时也为了防止基底及坑外土体移动。因此，施工单位迫切需要解决的问题是：如何以较低的经济代价，在较短时间内实现深基坑土方开挖的安全施工；加快深基坑边坡支护技术的开发和应用，为大规模地下工程施工提供新的技术和安全保障。合理设计支护的意义在实际的工程施工中我们发现,深基坑开挖和开挖后的施工还存在着基坑边坡土方易失稳的现象,通过分析其成因,大概有这么几个原因:“(1)对有丰富的地表水,同时地下水水位较高的土层实施基坑开挖,没有进行有效的降、排水措施,导致受到地表水以及地下水的影响出现土体湿化,内聚力降低的现象；(2)开挖基坑过深,但是放坡偏少,开挖不同土层时,没有注意到不同土层的特性不同,没有对不同的土层放成不同的坡度；(3)虽然实施了边坡支护,不过选择措施不合适,不能满足现场和设计的要求,支护没有起到相应的作用；(4)如果基坑坡顶存在太大的堆载,附近有动荷载,容易导致坡体内剪切应力增大而出现土方失稳。不过不管什么原因一旦导致深基坑边坡土失稳,将造成局部或大面积塌陷、滑塌,使地基土层受到扰动,承载力降低,施工困难,甚至影响到周边建筑物和设施的安全。但由于考虑到基坑支护是临时性结构,因此,必须对基坑边坡进行具体分析,采取经济且合理的支护措施。”[2]基坑支护是建筑环节中最基础也是最重要的环节之一，是工程施工中的重要组成部分之一，要求具有安全性、可靠性和经济性。由于基坑支护工程属于临时性的工程，起初并没有引起岩土工程师们的足够重视,国内外发生了很多工程事故，尤在建筑物及地下设施密集的地区，因基坑工程事故引发的后果将十分严重，这才引起人们的足够重视和关注。深基坑工程的特点及现状基坑越挖越深。因为土地资源越来越紧张，而为了住房宽敞、舒适，人类不得不向天上和地下发展，房屋的层数越建越高,高层、超高层的建筑如雨后春笋般拔地而起,而随之相对的地基也越建越深在大城市尤为突出。建筑地基地质条件越来越差。由于地下水位下降，引起地面沉降；人类生活垃圾的掩埋及土地的不合理运用，导致地质环境变差，这一点在某些沿海经济开发区较为突出。基坑周围环境复杂。深基坑工程大多处于城市中重要的位置，且处于繁华地带，周围建筑众多，且临近重要的建筑物，基坑周围场地狭窄对基坑本身的边坡稳定和邻近建筑物的安全要求极为严格；如果相邻场地也有深基坑工程施工，则两者之间相互影响与相互制约，更增添了协调工作的难度。3.3“基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩、桩锚、内支撑、挡土墙、喷锚支护、桩基直立护坡预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等。3.4由于建筑物日渐趋向高层化，与之相适应的基坑工程随之向大深度、大跨度和大面积方向发展，无疑将会对深基坑边坡支护工程的施工安全带来较大的难度。”[12]3.5深基坑工程施工周期相对较长，从开挖到基坑挖好和验收，通常需经历数月，在此期间，降雨、基坑周边堆土堆料、施工机械振动等不利因素侵扰，影响基坑边坡稳定。3.6“深基坑工程具有较强的地域特点，不同的地域有不同的地质、水文条件，就是同一城市，区段不同，水文、地质条件也在作深基坑边坡支护工程设计和施工时，务必根据当地的地质、水文条件和拟建工程周边建筑物及地下管线等具体情况，认真、细致地确定其支护形式，并精心设计、施工。”3.7“由于深基坑工程包括基坑边坡支护系统的设计和施工以及土方开挖两大分项工程，土方开挖的施工组织设计是否科学、合理，将会对支护系统是否成功产生重要影响。不少工程案例表明：不合理的土方开挖顺序、方法和速度，可能会导致主体结构基础位移或支护系统变形过大，最终引起支护系统失稳破坏。因此有较大差异。”，深基坑支护工程施工中存在的问题4.1“基坑边坡坍塌。基坑边坡坍塌时原有土体的平衡遭受破坏，土体沿脊滑动面滑动，使坑顶塌陷，坑底变形隆起，导致持力层土体失稳，降低周围附近持力层承载力，尤其是软土，一经扰动，强度将大幅下降。这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护施工刚结束不久。边坡水平位移较大。一些基坑边坡水平位移较大，并且经监测，水平位移还在继续增大。附近建筑物变形。在城市建设中，很多基坑紧邻建筑物，处理稍有不当，附近建筑物就极易变形。一般来说，建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后，不仅危及楼上的居民或工作人员的安全，而且也对在施的工程造成威胁，使得工程难以继续进行下去。4.4边坡施工达不到设施，规范要求。一般深基础在开挖时均使用机械开挖，人工简单修坡后即开始挡土支护，初喷工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机操作手的操作水平等因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度，顺直度极不规则，而人工修坡时不可能深度挖掘，只能就机挖表面作平顺修整，在没有严格检查验收就开始初喷，故出现超挖和欠挖现象。”4.5“土层开挖和边坡支护不配套。常见于支护施工滞后于土方施工很长一段时间，而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工。一般来说，土方开挖技术含量相对较低，工序简单，组织管理容易，而挡土支护的技术含量不同，工序较多而且复杂，施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中，大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支护工作，而且绝大部分都是两个平行的合同，这样在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖工期，开挖顺序较乱，特别是雨期施工，甚至不顾挡土方支护施工所需工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法完成支护工作，以致使支护施工滞后于土方施工。”[14]4.6喷射砼厚度不够，强度达不到设计要求。目前建筑工程基坑支护喷射砼常用于喷法施工，其主要特点是设备简单，体积小，输送距离长，速凝剂可在进入喷射机前加入，操作方便，可连续喷射施工，虽然干喷法设备操作简单方便，但因原材料质量控制不严，配料不准，养护不到位等因素，往往造成喷后砼的厚度不够，砼强度达不到设计要求。4.7“成孔注浆不到位，土钉或锚杆受力达不到设计要求。深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直径为100至150mm的钻杆成孔，孔深少则五、六米，深则十几米，甚至二十多米。钻孔所穿过的土层质量也各不相同。钻孔如果不认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影响注浆，有的甚至成孔困难，孔洞坍塌，无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大，注浆管不插到位，注浆压力不够等而造成注浆长度不足，充盈度不够，而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求，影响工程质量，甚至要做再次处理。”[14]4.8“边坡顶面未按要求处理。在城市区，特别是旧城改造和闹市区，地面下1至2m往往因杂填土或管线纵横等而不利于支护，设计时第一排土钉或锚杆距地面较远，故开挖第一层后应将钢筋网挂好后将其上口于基坑边水平面l~2m内固定，且及时将土层表面硬化，做好排水设施，防止雨水冲刷，渗入边坡而增加土体的主动土压力，给边坡稳定带来不利影响，很多施工单位只盲目地抢进度，不注重表面硬化和排水处理，以致雨水渗入边坡土体而使土体产生过大的位移，而不得不做。4.9忽视跟踪监测。跟踪监测是随时掌握基坑支护变化的重要手段，是确保工程正常使用和发现问题及解决问题的重要基础。但是许多施工单位在施工中没有完善的跟踪监测手段和制度，有的即使有，也形同虚设，没有发挥他应有的作用，没有及时地监测到基坑支护变形的第一手资料，等到发现基坑变形时已是无法挽救了。”[3]5.深基坑边坡支护工程的安全管理措施。5.1“深基坑某一侧应先挖好供操作人员上下的阶梯，或者开挖一条斜坡状便道，并采取防滑措施，基坑四周设防护栏杆。5.2如果采用多台机械同时开挖基坑，挖土机间距应大于10m,在挖土机工作范围内严禁进行其他作业；挖土应自上而下逐层进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土。5.3为防坑壁塌方，重物距边坡的安全距离为：自卸汽车不小于3m，土方堆放不小于1m，且堆土高度不超过1.5m。5.4挖土前应事先对地下管线、沟道和土质情况了解清楚，并标注在基坑平面图上，及时与相关部门沟通并征得他们的处理意见。5.5强化管理，充分发挥“三检”和监管协调的作用，施工单位要从根本上解决好施工管理人员，特别是项目经理，技术负责人，专业工长的质量和组织管理松懈的思想问题，各施工工序要坚持“自检、互检、专检”的质量检查制度，逐级检查，层层把关，做到上工序不符合要求，下工序不继续施工。5.6强化质量责任，加强过程控制。喷射砼的质量好坏和厚度取决于喷射操作手的操作方法和水平。而其关键又是喷嘴与受喷面的距离，喷嘴移动，水量的调节，施工时喷嘴与受喷面的最佳距离为0.8至1.0m,喷敷方法是横过混凝土面将喷嘴稳定而系统地做圆形或椭圆形移动，水量的调节使喷射砼表面产生光泽为止，回弹率的大小与原材料的配合比，施工方法，喷射部位及一次喷射层的厚度有关。5.7加强对土方开挖施工工序的组织与管理。深基坑开挖施工中，严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则，精心安排开挖施工分层，分块的部位和时间，精心安排挡土支护的施工时间，以有效地控制基坑已开挖部分的无支护暴露时间和减少土体被扰动的时间与范围，以达到利用尚未被挖动的土体尚能在一定程度上控制基自动位移的潜力，而使其应力控制土体位移和基坑支护周围土体位移之间存在着一定的相关性，所以科学地安排土方开挖施工顺序和控制施工进度，充分利用这种相关性，将有助于控制支护结构的坑周土体的位移。5.8对开挖过程实施跟踪监测。及时记录和反馈信息。在深基坑开控过程中，及时对开挖进行跟踪监测，是为了掌握支护结构和坑外土体移动，以便于随时科学调整施工因素，优化设计和施工，利于采取相应措施，来确保施工安全，顺利进行，同时，施工监测还利于积累资料，检验设计的正确性，为今后改进设计理论和施工技术提供依据。”6.结论深基坑支护工程的设计、施工、监测技术是近年来经常遇到的技术难题。现如今基坑支护技术日臻完善，出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法，为了降低工程成本，减少土方工程量和对周边建筑的影响，绝大多数高层建筑都采用垂直开挖，这样给挡土支护技术带来了革命性的发展，采用大直径灌注桩加土层锚杆的挡土支护技术以及土钉支护技术在深基坑开挖工程中广泛应用，且经济。参考文献:赵延刚，等•深基坑支护技术的探讨[J].城市建设，2010.袁敏，周杰•关于深基坑支护技术应用的几点思考J]•山西建筑，2010(7).周恒梅，马铭阳•深基坑支护工程的施工安全之浅谈[J].南北桥，2009(8).谢苏丽.建筑施工安全的新对策[J].中华建筑,2009,7.李永胜•中外建筑工程质量管理体制的比较研究[D].浙江大学,2005.谢四清.建筑工程项目质量管理与控制[D].西南交通大学,2005.JGJ120-1999,建筑基坑支护技术规范[S].GBJ7-1989，建筑地基基础设计规范]S].GB50007-2002，建筑地基基础设计规范[S][10JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].建筑基坑支护技术规程(JGJ120—99)．北京:中国建筑工业出版社，1999龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册．北京:中国建筑工业出版社，1998余志成，施文华．深基坑支护设计与施工．北京:中国建筑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