梁平
(廣西華業(yè)建筑工程有限公司 廣西防城港 538000)
如今,隨著城市建設(shè)用地的不斷緊張,當(dāng)前的建筑空間正快速向地下方面發(fā)展,使基坑的深度不斷增大,對深基坑支護結(jié)構(gòu)的要求越來越高,受到多方面因素的影響,需要制定有效的防治措施。
從基坑工程安全事故案例可知,巖土性質(zhì)是支護設(shè)計重要影響因素,對支護結(jié)構(gòu)選型有決定性影響,開挖范圍與其下部巖土層的實際承載力、物理力學(xué)性質(zhì)與固結(jié)程度,以及應(yīng)力歷史與滲流狀況等都是影響因素,在深基坑工程中被稱作巖土因素[1]。
分析巖土性質(zhì)對深基坑安全性與穩(wěn)定性造成的影響應(yīng)先明確開挖施工范圍中巖土種類。以基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)范為依據(jù),可將天然土分成以下四類:①碎石土;②砂土;③粉土;④粘土。此外,軟土與濕陷性黃土也會對深基坑的安全性造成影響。從現(xiàn)有的研究成果可知,軟土主要具有下列特征:①從外觀上看主要為細粒土,呈灰色;②天然含水量不小于液限;③天然孔隙比不小于1.01,而對于濕陷性黃土,其通常將濕陷系數(shù)作為依據(jù)來確定。
因軟土具有特殊的物理力學(xué)性質(zhì),在深基坑開挖施工中,巖土結(jié)構(gòu)極易破壞,其強度有所降低,容易產(chǎn)生剪切變形或者是側(cè)向位移。對濕陷性黃土而言,因其具有一定濕陷性,所以如果含水率有所增加,則會產(chǎn)生濕陷的現(xiàn)象,深基坑范圍中存在這種巖土類型時,需要做好防水和止水。對其它巖土而言,如粘土、砂石土等,因其具有很大的抗剪強度,所以變形很小,開挖時應(yīng)按照設(shè)計要求進行施工,同時以監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)進行調(diào)整。此外,在砂土地區(qū)進行深基坑開挖施工時,應(yīng)注意基坑底部可能產(chǎn)生的管涌現(xiàn)象。對于雜填土,其強度相對較小,如果土層厚度較大,則會產(chǎn)生變形與位移,并且使止水面臨較大的困難。因此,應(yīng)充分考慮巖土性質(zhì)來選擇適宜的支護結(jié)構(gòu),并采用與之相應(yīng)的方法進行防水和排水[2]。
水對深基坑的穩(wěn)定性也有直接影響,很多事故都是因為水造成的,以賦存條件與水體來源為依據(jù),可將水體分成以下兩種:①土體中的水;②地表水。巖土體中含水量如果增加,則會使支護結(jié)構(gòu)所受土壓力明顯增加,并使合力作用點大幅上升,未達飽和狀態(tài)的土體,其基質(zhì)吸力有所減小,導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的剪力與彎矩,最終對深基坑穩(wěn)定性造成影響。此外,土體含水從整體上可以看成是一個地下水系統(tǒng),產(chǎn)生滲流網(wǎng),影響支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,降低土體抗拔力。如果基坑底部存在承壓水層,則要對其承壓水位實際厚度進行驗算,確認能否達到要求,在設(shè)計過程中應(yīng)預(yù)防側(cè)涌及管涌的產(chǎn)生[3]。
很多事故都是因為降水引起的。如果降水使基坑中的水量有所增加,則必須及時排出。當(dāng)設(shè)計范圍中的補給水源相對較多時,必須調(diào)查清除,制定合理可行的防治措施,避免產(chǎn)生意外,對深基坑安全性及穩(wěn)定性造成影響。
在深基坑設(shè)計過程中,主要包含以下技術(shù)文件:設(shè)計決算書、設(shè)計圖紙與相關(guān)文字資料;需要以基坑的安全等級為依據(jù)確定結(jié)構(gòu)變形允許值、水平位置允許值、沉降觀測成果,據(jù)此得出報警值,同時對施組設(shè)計、開挖施工程序、深基坑監(jiān)測等提出明確的要求;在設(shè)計過程中,應(yīng)遵循相應(yīng)的規(guī)范與法規(guī);以場地范圍內(nèi)的地質(zhì)、場地條件和技術(shù)條件做多方案對比和論證;對于最佳的工程方案,應(yīng)盡可能避開雨季,保證施工的便利性,并縮短工期、保證施工安全性與可靠性、保證經(jīng)濟性與和合理性,并兼顧環(huán)境保護。此外,工程設(shè)計除了要保證深基坑直接裸露過程中的安全,還應(yīng)注重深基坑周圍其它構(gòu)筑物的安全[4]。
為確保施工單位可以充實落實設(shè)計要求,設(shè)計單位應(yīng)制定完善的設(shè)計書,其內(nèi)容應(yīng)包括以下幾點:工程設(shè)計總體說明、平面布置、結(jié)構(gòu)大樣、深基坑支護結(jié)構(gòu)、主要節(jié)點、開挖剖面、監(jiān)測元件布置、降水設(shè)計。
深基坑的平面布置需要準(zhǔn)確表達出所有相關(guān)設(shè)施和施工作業(yè)范圍,其內(nèi)容包括:①開挖施工輪廓線與地下室結(jié)輪廓線;②深基坑止水結(jié)構(gòu)、深基坑支護體系、抽排水設(shè)施;③深基坑周圍既有建(構(gòu))筑物總體輪廓線。
對于設(shè)計的總體說明,不僅要有結(jié)構(gòu)計算說明,而且還有包括以下說明:①施工的基本要求與基本程序;②與深基坑失穩(wěn)有關(guān)的所有指標(biāo)的預(yù)警值,包括傾斜、沉降、隆起、變位、應(yīng)力和裂縫;③監(jiān)測要點,包括測點布置、測點尺寸、監(jiān)測設(shè)備、技術(shù)參數(shù)和預(yù)警信號;④深基坑范圍內(nèi)周圍堆載情況;⑤對深基坑周圍既有建(構(gòu))筑物、綜合管線、市政道路等的實際影響與保護措施;⑥深基坑暴露時間限制。
深基坑開挖施工剖面圖需要表示出斷面實際標(biāo)高、管線位置、止水體、支護結(jié)構(gòu)與和開挖邊線相距3倍基坑深度的既有建(構(gòu))筑物、市政道路與綜合管線。在四位一體思想中,設(shè)計是第二環(huán)節(jié),主要起到承上啟下等作用,不僅以勘察為基礎(chǔ)給出總綱領(lǐng),而且還是深基坑開挖指導(dǎo)性文件,具有重要的參考借鑒價值[5]。
施工單位在進行方案編制工作時,不僅涉及常規(guī)內(nèi)容,而且還要以深基坑特征為依據(jù),考慮下列幾項內(nèi)容:①深基坑土方開挖與土方運輸;②深基坑降水措施與對地表水與地下水進行控制的有效措施;③深基坑開挖施工中的土體堆載;④對深基坑周圍既有建(構(gòu))筑物、綜合管線與市政道路的有效保護,此外,如果深基坑周圍存在河流,則要做好環(huán)境保護工作;⑤制定必要的應(yīng)急處理措施。
現(xiàn)場布置過程中,需要注意坑頂周圍深基坑2倍距離范圍內(nèi),不得設(shè)置大型設(shè)置,禁止搭設(shè)臨時宿舍。這一范圍中,如果必須進行設(shè)施搭設(shè)和材料堆放,應(yīng)經(jīng)設(shè)計單位的分析和驗算確認,同時提出合理的意見;對于施工單位,應(yīng)對深基坑實施有效加固,形成加固方案后,應(yīng)經(jīng)專家組進行綜合評審。在施工中,若發(fā)現(xiàn)異常問題,或?qū)嶋H觀測結(jié)果與預(yù)警值相近,則應(yīng)報監(jiān)理等相關(guān)單位,進行補救措施的制定與執(zhí)行。在四位一體思想中,施工為第三環(huán)節(jié),是對設(shè)計進行執(zhí)行的主體,并且還和監(jiān)測有著十分緊密的關(guān)系。保證施工的正確性,能充分體現(xiàn)工程設(shè)計合理性,使深基坑保持穩(wěn)定和安全;同時,施工也是監(jiān)測的重要前提,在施工中保護測點對監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確性有直接關(guān)系[6]。
安全監(jiān)測不僅是對設(shè)計和施工的準(zhǔn)確性進行驗證的重要手段,而且還是為施工提供正確指導(dǎo)的關(guān)鍵所在。在基坑監(jiān)測過程中,需要嚴格按照可靠性基本原則選用合適的監(jiān)測設(shè)備,并對測點予以保護,確保測點得以正常使用。安全監(jiān)測結(jié)果應(yīng)具有良好完整性和連續(xù)性,做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計,實現(xiàn)和施工的有效協(xié)調(diào),防止事故發(fā)生。
綜上所述,深基坑支護具有一定復(fù)雜性與綜合性,除了要做好檔土和擋水,還要進行變形控制,深基坑的穩(wěn)定性會受到很多因素的影響。在實際工作中,應(yīng)綜合考慮勘察、設(shè)計、施工與監(jiān)測四方面的不同影響因素,努力實現(xiàn)四位一體,以此保證基坑安全性與穩(wěn)定性,從而縮短工期,保證質(zhì)量。