高层建筑深基坑工程施工及安全措施的研究

高层建筑深基坑工程施工及安全措施的研究2010-09-14 10:58:00摘要：介绍了高层建筑深基坑施工方案的确定和具体的施工方法，以及施工完后的需要检测的内容和方法，最后就实际工程中出现的问题，提出了在深基坑施工过程中安全措施的重要性。关键词：高层建筑；深基坑；施工；安全措施1 引言随着城市建设的飞速发展,被作为城市的标志性建筑的高层建筑,数量越来越多，规模也越来越大。但由于高层建筑要受基础埋深和抗震的限制，加之现在城市建设用地的减少，人防、城市绿化、停车场、消套设备和服务设施、地下商场的建设等需求, 对深基坑的施工提出更高的要求。因此,为了保障新建工程在规定期限内顺利完成和对周边建筑及设施的安全，如何确保深基坑工程的施工质量及安全就显得更加重要了。2 深基坑施工方案的确定深基坑工程包括挖土、挡土、支护、防水、降水等五个紧密相连的环节, 中间任何一环节出现问题,都将会给整个工程的质量及安全带来巨大的影响。支护结构施工方案的确定的原则必须依据结构安全、技术措施得当、经济合理,再由监理单位组织联系与工程有关各单位人员对深基坑支护施工方案进行论证, 具体问题具体分析，通过对工程的周边环境和地质条件等掌握，最后讨论得出。深基坑支护就是为了满足边坡的稳定和变形控制的要求，以保障基坑周边建筑物及配套实施的安全。随着科技的发展，现在支护结构越来越完善，稳定边坡的方法和支护形式也多种多样。3 深基坑的施工基坑的开挖和基坑围护通常是同时进行的。首先在成桩施工前需根据工程的平面布置图确定桩基的大致位置并用石灰标出需要开挖的边线，当挖至锁口梁标高时进行锁口梁施工，施工方法和普通梁一样。其次，当土方开挖至第二道锚杆作业面标高时，开始锚杆的施工。锚杆施工复杂，而且工序多。施工流程：钻机就位孔位校正角度校准钻孔拔螺栓钻杆放置锚杆注浆管插人灌浆养护上锚头预压力张拉紧螺栓等, 施工前确定各工序的施工重点，施工中必须严格控制好每道工序施工质量,这将直接影响到锚杆的传力效果。(1)孔位的校正时为了防止在施工过程中孔位的角度、水平度、垂直度发生偏差。(2)在成孔过程中需注意两个问题：一是转速；二是拔转时间。(3)放锚杆时要顺成孔角度布置, 插人注浆管时注浆管需插至孔的底部；灌浆时，为防止灌进的浆体硬化过程中因收缩过大而影响锚固效果，需严格控制灌浆的水灰比。(4)预应力张拉张拉时控制好预张力的大小和锚体的强度。在正式张拉前，要进行预张拉以确保杆体的直线状态；正式张拉时,要采用分级加载方式,张拉完毕后，不能马上将锚杆锁住，要待锚杆预应力没有明显变化时再进行。（）检验锚杆是否满足设计要求一般是在锚杆施工前,方法是：随机抽取几根锚杆进行张拉试验。边坡的施工挖土以机械挖土为主,人工修坡为辅,边坡的坡度是主要的控制参数；护壁施工时,关键要保证接搓部位的密实度及防治地表水不会渗入坡内。4 基坑观察与监测由于深基坑自身体积大、深度深,周边地下环境错综复杂,施工过程中,因土体具有流动性，其受力状态时刻变化,如果土体变形过大，可能会造成挡土支护结构因发生侧向位移而引发工程质量问题，甚至会带来安全事故。因此，每个工程的监测内容、位置和方法，都要根据工程实况，按照相关基坑施工变形监测系统设置原则来确定。4.1 监测内容 （）基坑周围土体的沉降及水平位移监测。（）基坑周围建筑物的沉降及水平位移的监测。（）基坑周边给水管道的沉降及水平位移观测。（）基坑内支撑的内力监测。（）基坑支护系统水平位移及支托柱沉降观测。4.2 监测方法(1) 采用方向法对护坡桩水平位移进行观测,基坑观测从开挖开始持续至基坑回填完后结束,每周检测3 次,并做好记录，土方开挖期间和特殊天气需每天早晚各观测一次。(2)使用高精度水准仪和经纬仪对基坑附近已有建筑物的倾斜和沉降进行监测,分别测出倾斜度与沉降量,并做好记录。5 深基坑施工的安全措施5.1设计阶段（1) 对工程周边环境必须有准确的把握。在对深基坑支护结构进行设计前,应充分了解建筑场地及周边的地质和水文状况；了解建筑场地及周边地下埋设物和地下管线的位置、结构形式、深度等。同时还应掌握基坑周边的排水情况、地面堆载、过往车辆的动载和静载。只有在准确掌握工程环境的前提下，深基坑设计才能得以正确进行。（2) 支护方案的选择。深基坑支护方案应综合考虑基坑周围环境、工程地质和水文状况、土层结构、开挖深度、基坑形状以及排水方法、施工作业设备安全等级、工期要求、技术经济效果等因素而定。无论采用哪种支护结构形式,都需对支护结构的受力、强度、嵌入深度进行仔细的设计和验算,并对施工过程进行严格的监督，确保工程质量。同时，在选型设计上，对深基坑支护结构系统还提出四个要求：经济合理、施工便捷、安全可行、保护环境。5.2 施工阶段（1) 必须编制一份切实可行的施工安全专项方案。一份合理、科学、完善的施工安全整治方案是衡量现代企业管理水平好坏的重要标志，是施工现场的安全管理水平的体现,更是保证施工质量，避免伤亡事故的发生,对每个员工的安全和健康负责、评价工作规范化、标准化的客观需要。安全专项施工方案的编制应本着防范于未然的思想，坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则,并达到可行性、针对性、及时性的需求。（2) 应急措施必须行之有效。深基坑支护不是静止的，而是处在动态变化之中。施工过程中任何事情都可能发生，如果对施工过程中突发因素缺乏充分考虑，就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失，因此制订一份有效应急措施是非常必要的。例如基坑开挖过程中,深基坑因地下水处理不当而造成的事故屡见不鲜，这就是因为对周围可能动荷载没有考虑到而导致的。再如：地下水位对基坑工程的影响很大，水位低,对基坑支护比较有利,但对周边环境不利,这就是一个矛盾，给地下水的处理带来很大的困难，稍有不慎，还可能会引发工程事故。因此,施工方制定一份科学全面应急措施，从基坑工程的危险源上进行控制,事故发生时争取在尽可能短时间内将问题解决，无论在损失降低还是保障安全方面都具有重要意义。（3)施工组织信息化。信息化施工是深基坑施工的特殊性要求决定的。深基坑施工特点和自身构成有关，结构与岩土同时作用于基坑之上,而结构的计算的确定和岩土本身性状的不确定性之间的矛盾，以及岩土与结构界面的不明确，造成深基坑施工复杂，且具有很强的实践性的特点。一个合理的深基坑施工方案不但要在方案阶段反复的比较,而且在施工过程中通过监测得到的资料,及时反馈给设计、监理、施工，以便及时更正，指导施工。安全事故发生的另一个原因是在施工过程中，因为监测单位没有及时提出预警或缺乏施工监测，在深基坑支护工程发生坍塌时,错过或延误救治的最佳时机。施工监测的重要性在于它不仅能检测到基坑的安全,更重要的是它能及时发现基坑对周边建筑的影响。6 结语高层建筑深基坑工程是基础工程施工中的重点,也是难点，它的质量关系到真个工程的质量，而且对周边的建筑更是有不可忽视的影响；它的成败还关系到工程的质量、造价和工期。正因为如此,施工过程中，在加强安全教育和安全检查的同时，严格按规章制度办事，确保工程质量。只