建筑基坑支护工程施工安全技术

建筑基坑支护工程施工安全技术建筑基坑支护工程施工安全技术 引言引言 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 结语结语 建筑基坑的开挖与支护结构是一个系