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有些設計人員不能深刻認識到深基坑工程的特殊與復雜性,造成設計的支護結構不能基于深基坑的需要來采用必須的支護的措施,并且有著薄弱的環節的支護結構,會因為其結構的不合理之處容易出現頻發事故的問題。
1.2深基坑工程的設計人員問題
深基坑工程的設計人員不但要有較強的理論知識還要有較可靠實際經驗,兩者都非常重要,但有些深基坑工程的設計人員不僅在工程的設計中沒有足夠的經驗,而且在考慮施工的環節時帶有比較大的主觀能動性,不重視分析實際施工的環境與條件,導致深基坑工程的設計與實際施工有脫節,且會使施工時伴有更大的施工風險。
1.3施工技術人員缺乏了解深基坑工程的設計
施工的技術人員與施工的管理人員必須得全面參與到深基坑工程的設計方案中去,還得對設計方案加以理解與進行嚴格的審查,如果忽視這個問題,將會導致深基坑的工程設計與實際不符合,不能具體問題具體分析,還加大了工程施工難度與施工的風險,容易導致深基坑的工程設計人員與工程的施工人員產生較大的矛盾。
2深基坑的工程施工中技術與管理產生偏差
2.1工程施工的管理與實際有偏差深基坑的施工管理有著不符合實際,生硬刻板的內容,工程的管理人員與具體的工程施工人員缺少產生脫節溝通,這容易導致下層的施工人員不能很好地理解上層管理人員的意圖,不能很好地理解與之有關的施工技術并很好地加以執行,這要滿足深基坑的工程技術與管理的需要是非常困難的。
2.2工程施工的觀念問題
如今的僵化陳舊的深基坑工程與落后的技術觀念給深基坑工程的施工帶來了不少問題,與工程有關的各項人員有著較低積極主動性并且難以提高,而且深基坑工程的管理與技術有著比較低的工作效率,很難達到可靠地控制其施工過程的目的。
2.3工程施工的組織不合理協調
在進行深基坑工程施工的組織設計與決定專項的施工方案時,沒能對其中的管理與技術工作彼此之間的影響深刻考慮到。沒有很好地去評估施工過程中造成影響的支護結構的設計方案,使深基坑工程施工時發生的各種矛盾難以得到有效的解決。
2.4工程施工時要配置適合的技術力量
深基坑的工程是一個系統的工程,關系到整個整體,不但要有比較強的管理力量的上層,還要有與之相關技術力量的下層,若是在實際施工時,工程的技術與管理產生脫節的現象,容易造成深基坑工程有著不足夠的局部的技術含量,缺乏總體的管理,對深基坑工程的安全與質量有著較大的不良影響。
3深基坑工程的問題對策
3.1改善深基坑工程設計的方案第一,工程負責施工的一方要提前介入到確定設計工程方案的過程。第二,工程的施工主體要不斷加強彼此之間的溝通加強理解,還要不斷去提高自己本身的技術素質。第三,構建一個體系能讓工程的設計方案之間互相加以補充、互相加以支持,并對深基坑工程的設計方案加以優化,使方案更加具有安全性、經濟性并且便利性,并且對控制施工過程更加有力。
3.2構建激勵與獎勵機制在管理上制定各種各樣的激勵與獎勵政策,提高深基坑工程技術氛圍與管理的環境,在根本上優化員工的思想觀念,加強上下層的信息傳導與反饋,使方案更符合實際,減低施工風險。
3.3提高施工人員素質
除了要重視施工人員的能力外還要把目光放在提高施工人員的操作水平上,從各個方面上培訓施工人員的技能,并加以引導與激勵施工人員積極主動地去控制與提高施工的質量。
因為人口不斷增多,土地資源的利用率一直處于較低的水平成為急需解決的問題。為了能夠完美地消化這么多的人口,深基坑技術成為建筑工程中必不可少的一部分。既然是深基坑,那么深度就是它非常重要的一部分。隨著我國對土地資源利用率要求的提高,深基坑技術所能達到的深度也在不斷加深。在我國的傳統房屋建筑中,一般會建設一個高度一般的地下室,用于儲存雜物。這個地下室的深度要求并不高,與一層樓的高度差不多即可。然而隨著時代的發展,科技的進步,更重要的是人口的增多,對深基坑技術的深度要求有了一定的提高。現在的房屋建筑工程中,出現了很多大型的地下商場或者地下停車場,為了讓這些地下建筑能夠安全使用,基坑的深度要加深不少。一般來說,現代房屋建筑中深基坑技術的深度已經達到5~10米,是傳統房屋建筑的兩到三倍。在一些比較特殊的建筑中,深基坑的深度甚至會達到十多米。因此,深基坑的深度具有很大的可變性。
1.2深基坑技術的施工條件差
顧名思義,深基坑技術一般都是在地下進行實施,因此它的施工條件相對來說比較差一些,并且施工的條件會隨著深基坑深度的增加而越來越差。因此在深基坑工程中有許多需要注意的問題。首先就是施工人員的呼吸問題。因為深基坑技術的施工環境,在施工過程中施工人員一定要多加注意空氣中的氧氣含量,以免發生事故。其次,在深基坑技術的施工過程中,可能出現滲水現象,尤其是在一些深度較深的深基坑中,所以施工人員的衣物要注意防水保暖。最為重要的是施工人員的人身安全。在深基坑技術的施工過程中,如果出現基坑塌陷的情況,會嚴重威脅施工人員的人身安全。不僅如此,正在施工的建筑工程的周圍建筑也要萬分注意。盡量選擇空曠的地方,如果不能選擇,那么在深基坑施工的過程中要盡量避開那些建筑,避免發生意外,造成重大損失。
1.3深基坑技術施工有難度
深基坑技術的施工受到很多條件的影響,其中非常重要的一個條件就是地質。不同的地質條件對深基坑技術的影響是不一樣的。有的地質條件會對深基坑的施工造成很大的影響。比如在比較松軟的地質進行深基坑工程時,會很容易出現塌陷或者下沉這樣的狀況。對于這種情況的出現,深基坑技術中的對策就是通過澆灌混凝土,增強地質的抗壓能力,這樣能夠避免出現塌陷情況。除了地質條件之外,因為建筑工程的工期時間一般比較長,季節跨度明顯,所以變化的天氣也成為影響深基坑技術施工的一大因素。尤其是在南方,雨季大大增加了建筑工程的施工難度。除此之外,深基坑技術還有諸多特點,如深基坑支護技術的多變性和不穩定性。因此在深基坑技術的應用中,應該從實際情況出發,選擇最為合適的深基坑技術,這樣才能保證工程施工的質量和進度。
2深基坑技術在建筑工程中的施工要求
2.1做好施工準備
“磨刀不誤砍柴工”,從這句俗語中可以看出做好準備工作的重要性。而在深基坑技術施工過程中,施工前的準備不僅僅意味著“不誤砍柴工”,更是施工過程的要求,這樣才能保證深基坑技術施工過程中的安全以及建筑工程的質量。因此在深基坑技術施工前,一定要先做好施工準備工作。施工前的準備包括很多方面,施工技術的研究與細化、施工方案的確定、施工過程中會用到的機械的檢查以及施工人員等各個方面都要進行細致的準備。首先,如果要確定施工方案,就需要設計人員深入地了解施工環境以及建筑工程的要求,結合自然環境、道路環境等多個方面的資料,設計出合適的施工方案。其次,施工人員的能力非常重要,因為深基坑技術施工環境以及技術等方面的難度,施工人員在施工前要接受知識培訓,為深基坑技術施工的質量和安全保駕護航。
2.2深基坑技術的施工過程
深基坑技術的施工主要包括兩個方面:基坑的開挖以及深基坑過程。在基坑開挖過程中,一定要對每個過程進行嚴格的監控,讓開挖過程能夠順利地進行下去,并且保證開挖的質量。一般來說,基坑開挖的方式是自上而下進行開挖。但是在一些比較特殊的建筑工程中,會采用特殊的方式。在基坑開挖過程中,一定要注意使基坑與周圍的建筑保持一定的距離,以保證周圍建筑的安全,防止在開挖過程中建筑意外倒塌。在深基坑技術施工中,放坡是非常重要的,可以保證施工人員的人身安全。開挖的方案設計一定要是切實根據周圍的環境制定,而且設計的方案應盡可能的詳細周密,這樣才能最大程度上保證建筑工程的安全以及施工人員的安全。深基坑技術中支護措施也是非常重要的。每個環節中都需要有合理安全的支護建設,才能進行安全的開挖。另外,實時監測也是深基坑技術施工時需要進行的步驟。一旦發現不符合規定的情況或者異常,一定要立即停工,采取保護措施,防止出現更大程度的可怕后果。研究出解決方案之后再進行施工,這樣才能最大程度上保證基坑的施工安全和質量。
3深基坑技術在建筑工程中的應用
在建筑工程中,深基坑技術包括多個方面,如重力式水泥擋墻技術、鉆孔灌注樁支撐技術、水泥樁土釘墻噴錨網符合技術等,這些技術都是深基坑施工過程中不可缺少的技術。這些技術可防止土質塌陷,在建筑工程的安全方面起著相當大的作用,是深基坑技術在建筑工程中的主要應用。而在這些技術中,排水法是最為普遍的深基坑技術,這個技術對深基坑技術工程的順利實施有著非常重要的作用和意義。排水法是指在深基坑技術施工過程中,將產生的地下水或者發現的地下水用一定的方式排到深基坑以外的地方,從而使得深基坑技術施工順利進行,主要利用重力。在重力的作用下,將抽水管和設備的水管連在一起,并且設置彈簧。這樣一來,就能夠將深基坑中的地下水抽取出來。但是在這個過程中,會有一些問題出現,比如由于操作不當導致排水中斷。對于這種情況,一定要時時注意觀測排水是否持續。排水對深基坑技術施工過程來說是非常重要的。首先,它能夠保證施工環境較為干燥,使施工人員施工時的麻煩大大減少。其次,它還能夠保證深基坑的安全。因為如果深基坑長時間浸泡在水中,很可能出現塌陷現象。而排水法剛好解決了這個隱患,為深基坑的成功施工保駕護航,并且保證建筑工程的安全和穩定。除此之外,還可在一定程度上節約維修費用,對建筑工程的預算也是非常有好處的。
一、工程概況
白坭鎮位于佛山市三水區的最南端,西面緊鄰西江。該鎮80%的排澇任務均由原有的兩座排澇站(里電站和大崗電排站)承擔,然而,這兩座泵站均為二級排水站,其中的里電排站始建于1958年,幾十年來雖然經過了幾次技術改造,但限于種種原因,設計標準偏低,排澇系統規劃欠妥等一些根本性問題一直沒能解決。特別是泵站運行要受到下游的官山大泵站制約,因此出現澇漬時不能正常排水。為了適應白坭鎮工農業生產的穩步持續發展,決定把里站遷址重建,將原有的兩個二級泵站合建成一個一級排澇站,將澇水直接排入西江。重建的泵站定名為白坭電排站,其受益面積有2800hm2,其中魚塘為860hm2,它將是三水區目前裝機容量最大的泵站工程。
重建的白坭電排站位于樵桑聯圍19+200樁號處。泵站轄集雨面積93km2,按10年一遇24h暴雨量(206.4mm)3天排干的標準設計,總排水流量為35.42m3/s,裝置1600ZLQ9.5-8型立式軸流泵4臺,配TL1000-20/2150型10kV立式同步電動機,總裝機容量4×1000kW。
泵站工程等別為三等,主要水工建筑物為3級。泵房為塊基型結構,四周有邊墩,基礎為聯合底板,其底部高程為珠基-5.35m,下部采用預制管樁基礎,設計打樁平臺高程為-3m。
二、水文地質條件
白坭鎮地處亞熱帶,氣候溫暖,雨量充沛,且大部分雨量集中在4~9月之間,其余月份雨量較少。年最大雨量1720.9mm,最小933.8mm,平均1475.6mm。
白坭電排站位于西江干流左岸岸邊,所處河段地形單一,主要受西江和北江洪水的控制,潮汐的影響甚少,基本上屬于非潮感區。泵站所在地段原屬河相沖積平原,地形呈階梯狀,堤外為河灘臺地,堤內為魚塘、稻田和蔬菜地。根據地質勘察報告,地質構造從上至下分別是:人工填土層(防洪堤)、第四系河流相松散沉積物層、第三系灰砂基巖層。各巖土層的特性自上而下為:
(1)回填粉質黏土,厚3.8~12.4m,為筑堤填土,填筑較堅實,硬且可塑。泵站的出水涵管全部埋設在本層,防洪堤身經長期沉實后,填土已穩定、密實,承載力也較高。
(2)粉土,厚8.0~20.3m,土層穩定,全場分布,是泵房基礎的持力層,土質硬,可塑,承載力較高。
(3)細砂,厚17.3~31.3m,全場分布,土質松散至稍密。
(4)粉砂,厚8.4~8.6m,僅見于部分地層,飽和松散。
(5)淤泥質粉砂黏土,厚3.2~9.6m,分布較廣,飽和,流塑至軟塑。
(6)中微風化灰砂巖,巖面不平,高差較大,致密,堅硬,強度高,但埋深大,一般在地表以下38~45m處。
場內地貌單元簡單,土層變化不大,多為粉土和粉質黏土、粉砂、砂但強度不均且較低,地下水埋深較淺,水量較豐富,地下水位高,場地屬二類及其他地基條件。
三、基坑施工
白坭電排站重建工程于1998年12月破土動工,開挖基坑,填筑圍堰。主泵房的基坑經過10多天的施工基本挖出雛形。接下來采取的工程措施包括有:打樁平臺、輕型井點排水、木樁護坡、鋼板樁支護、基坑深井降水和基面處理六個環節。
1.打樁平臺
按設計要求,打樁基面高程為-3.0m,但當基坑開挖至設計高程以后,由于地下水位較高,水量較多,采用常規的邊溝排水方法均未能有效地降低地下水位。
由于地基土呈現飽和狀態,此時如有擾動極有可能變成淤泥質粉細砂,降低承載力,樁機就無法進入工作面操作。為了避免上述問題發生,決定采用回填1m厚比較干燥的黏土,經過整平碾壓后作為打樁平臺基面,從而保證了打樁施工隊的順利進場施工。
2.輕型井點排水
由于基坑開挖面下近10m深處范圍內的土質均含有淤泥質,透水性差,極容易產生流沙管涌,加上在管樁施打過程中產生的震動,邊坡塌方更為嚴重,對基坑邊坡的穩定是極為不利的。
為了保持打樁平臺填土不受水浸,確保管樁施工的順利進行,經有關專家詳細勘察后,在使用水泵明排水方法未能奏效的情況下,決定采取人工降低地下水位的方法,即采用輕型井點排水的方法。具體做法是用鋼管和硬塑管成孔成井,沿基坑四周每隔3m布置一個6m深的井點,總共布置了40個井點。井點采用挖掘機沉壓150鋼管成孔,然后將帶孔眼的100硬塑管用過濾布包扎后插入150鋼管孔內成井,并且在硬塑管周邊灌入碎米石。這樣,就可用水泵先將井水抽到泵房基坑兩側的集水溝內,再用水泵將漬水排出基坑之外。
事實表明,采用輕型井點排水(井底高程約為-8m),確實在降低基坑地下水位方面起到了一定作用,在一定程度上保證了該站管樁施工的進行。
3.木樁護坡
管樁施工完畢后,對主泵房基坑做繼續挖深工作,但由于地下水位未能控制在有效高度以下,結果基坑涌水較多。施工中因為基坑在靠前池和泵房左右三側的開挖空間比較大,開挖比較順利,但在靠出水涵管即西江一側,卻出現了邊坡塌方,致使基坑開挖不能繼續進行。
為保持邊坡穩定,我們在基坑靠出水涵管一側的-2.0m和-3.0m高程的坡腳處各打入了一排6m長的木樁,間距0.5m,并在木樁頂碼砂包護腳。但在繼續進行基坑開挖時,仍然出現邊坡開裂及下滑的趨勢,并有危及出水涵管地基安全的可能。這就說明光靠井點排水和木樁護坡仍然是不能從根本上解決上述問題。
4.鋼板樁支護
由于泵站工程開工時間較遲,在工程開工一個多月且基礎管樁已完工近10天后,主泵房基坑仍未能開挖至建基面-5.35m。為了保證工期,工程指揮部召集設計、監理、施工單位等部門有關人員共同商量,決定采用鋼板樁支護截水的方案,其結果是既起到了支護作用,又起到了截滲的作用。具體做法是在靠近出水涵管一側的基坑邊坡處,即原來布置雙排木樁附近布置了一排鋼板樁,樁位距主泵房底板邊線約3m,沿主泵房底板長邊方向兩端各延伸5m布置,總長為32m。鋼板樁為LSⅢ型,每根長9m,樁頂高程為-1.5m,樁底高程為-10.5m,在鋼板樁頂部用10mm鋼絲繩拉錨加固,錨向外江出水涵管一側,并在該側邊坡進行削坡減載,以減少鋼板樁的壓力。
5.基坑深井降水
采用鋼板樁后,解決了基坑支護和水平截滲的問題,但仍未能降低地下水位及解決鋼板樁兩側的繞滲問題。為把泵房基坑開挖至-5.35m高程以下,必須將基坑水位至少降到-6.0m高程,才能使基坑保持干燥,故需截斷地下水主要補給源的滲水以及鋼板樁兩側的滲水流。
為此,除采用鋼板樁外,我們還在主泵房基坑左右兩側各均勻布置了4口降水井,口徑為127mm,成井深度為12.0m,井底高程在-14.0m左右,井壁采用127mm套管,井下部的濾水管也用127mm套管加工,外包6層過濾布,用鉆機成146mm的孔,孔內放置套管,四周回填碎米石,底部密封,用揚程為40m的小型水泵從套管內抽水,先將水抽到基坑兩側的集水溝,然后再用水泵排出基坑外。
6.基面處理
工程圍護結構地下連續墻施工灌注樁(含格構柱)、旋噴樁、水泥攪拌樁施工第一步土方開挖(至冠梁底)冠梁及混凝土支撐施工打井、降水及降水試驗基坑開挖條件驗收第二~五步土方開挖鋼支撐安裝土方開挖至槽底人工清槽綜合接地施工基槽驗收完成后,墊層施工底板結構施工底板達到設計強度后,拆除第四道鋼支撐地下二層側墻結構施工側墻達到設計強度后,在地下二層施做換撐,拆除第三道鋼支撐,剩余地下二層側墻、中柱、中板結構施工中板達到設計強度后,拆除第二道鋼支撐地下一層側墻、中柱、頂板結構施工混凝土支撐拆除頂板防水層及抗浮梁施工回填土。降水及基坑監測為主體結構施工全過程。
2圍護結構施工
地下連續墻施工在管線影響部位的施工、成槽精度和垂直度的控制、槽壁的穩定性控制、固壁泥漿的各項指標、連續墻接頭的處理、大型超重鋼筋籠的起吊等諸多方面進行了重點控制。地下連續墻在施工前,制定專項地下連續墻施工方案和鋼筋籠吊裝方案。按規劃對施工場地采用C25混凝土進行硬化,厚度25cm,配單層鋼筋準,熱力管道上部配雙層雙向準鋼筋網片,以滿足履帶吊等重載設備行走。按方案部署施工完導墻,在完成前期施工后,在導墻上放出單元槽段大樣,順序標好單元槽段編號,開始施工地下連續墻。成槽施工時安排專人,嚴格按照規定的取樣頻率、部位對泥漿質量進行檢測并進行控制,確保配置的泥漿指標符合施工要求,成槽完成后進行超聲波檢測,檢測槽段的垂直度,每個槽段3次。成槽后進行相鄰槽段接頭刷壁,刷壁次數不少于20次,刷壁的標準是刷壁器上無雜物即為刷壁完成。地下連續墻鋼筋籠制作采用6步驗收法進行驗收,在按照吊裝方案完成吊裝后,在接頭位置填砂袋,砂袋填至基坑底以下3m時下放鎖扣管,之后下放導管。待以上工序完成后,循環槽內泥漿使泥漿指標達到規范要求后開始澆筑混凝土。地下連續墻施工過程中,項目安全專業技術人員現場值班并詳細、真實記錄施工工程。洞庭路站共計完成地下連續墻87幅,依據《天津地鐵建設工程地下連續墻質量評估辦法》規定,結合施工記錄和監理記錄綜合分析判定:A級86幅,B級1幅(D32#)。
3基坑降水
采用疏干降水井,對坑內埋深較淺的潛水層進行疏干降水,有效降低被開挖土體含水量。本車站基坑開挖已經揭穿第一承壓含水層,基坑圍護結構地下連續墻已將該承壓含水層隔斷。共布置16口疏干井,其中盾構井位置各2口井深24m,標準段位置12口井深22m,均為管徑400mm無砂管。布置12口觀測井,其中坑外潛水觀測井6口井深14m管徑400mm無砂管,坑外第一承壓水觀測井6口井深24m管徑273mm鋼管。通過降水試驗分析,結論如下:單井初期出水量約3m3/h,群井試驗期間單井出水量基本穩定在2m3/h;單井抽水影響范圍約20m;試驗抽水期間,基坑內疏干井出水量穩定,各井均未出現斷流。群井試驗坑外觀測井水位變化幅度較小。基坑內降水運行9d,基坑內潛水水位標高約-15.88~-16.15m,滿足基坑開挖到底板標高-13.6~-15.6m的要求。4土方開挖土方開挖遵循“時空效應”理論,嚴格遵守分層、分段、平衡開挖,先撐后挖的施工原則。嚴格控制每步土的開挖深度,不得超挖。嚴格控制每一工況挖土地下連續墻暴露長度,做到上撐與開挖之間的時間不得超過8h。開挖前進行探挖同時結合降水試驗,及時發現并判定漏水位置,做到開挖前不留隱患。嚴格控制每步土的開挖深度(支撐下60mm),不得超挖。嚴格控制每層土方開挖起始點的基坑暴露長度,不得超過10m。基坑開挖前,按審定的應急預案備齊應急搶險設備、物資。土方開挖前首先使用120挖掘機在地下連續墻接縫處進行探挖,探挖到其下一步土深度,觀察檢測接縫處有無異常,如出現異常及時用反壓土封堵處理,如未見異常再進行下部土的土方開挖。地下連續墻評估中B級墻(D32#)為探挖重點。61、61t1、61t5層粉質粘土均為軟~流塑土質,根據天津地區地質分布特點該層土中結合水很強,因此計劃采用提前降水,利用基底下粉土層做一次性降水,不分層降水。開挖中對淤泥土采取局部工程土換填的方法防挖掘機沉降。土方開挖過程中應對臨時邊坡范圍內的立柱與降水井管采取保護措施,除在交底中貫徹保護要求外,上述位置隨施工進度設置標的警示物,防止意外磕碰;在開挖降水井、立柱樁周邊土體時小挖掘機清理不到位的統一由人工配合清理,嚴禁采用長臂挖掘機及小挖掘機盲目開挖導致對立柱、降水井、支撐的碰撞損壞。臨時立柱、降水井周邊50cm土體采用人工清除,避免立柱承受不均勻的側向土壓力并在臨時立柱和降水井上粘貼紅黃相間的反光警示標識。基坑底部土方開挖至設計標高后,立即施做綜合接地,完成后進行基槽驗收,及時澆筑250mmC25P8混凝土墊層。澆筑墊層前,檢驗坑底表面平整度,要求槽底表面應堅硬無積水與地下連續墻接觸面進行鑿毛處理并清刷干凈,使新老混凝土接合牢固。施工時嚴格控制好頂面標高,振搗密實并用鐵抹子抹平、抹光,做到表面平順光潔,無蜂窩麻面裂縫。澆筑完約24h后,方可進行底板防水及底板、底縱梁的施工。
二、施工監測
綜合考慮基坑的安全等級,施工階段,施工區域影響范圍,監測對象的特點及設計和規范要求等因素,確定如下監測頻率:地下連續墻施工期間周邊道路沉降監測1次/3d;降水期間對坑外水位監測1次/d,其他測項1次/2d;基坑開挖期間H≤5m,1次/2d;5m<H≤10m,1次/d;10m<H,2次/d,;底板澆筑后≤7d,2次/d;7~28d,1次/d;>28d后,1次/3d;支撐拆除期間1次/d;應急狀況下的監測頻率4次/d或更高。當變形速率或變形超過警戒值時,及時與監理、設計、業主溝通,及時采取措施,保證基坑及周圍建筑物的安全。
2深基坑支護施工技術在建筑工程中的應用
2.1土釘支護施工土釘支護施工主要通過利用土釘與土體之間發生的相互作用以加固邊坡的功能,可以使土體具有良好的穩定性和整體性。土體主要受彎矩作用和拉力作用影響而發生變形,因此,在設計土釘的抗拉力和強度時,結合相關施工標準,根據建筑工程施工實際情況進行有效設計。土釘支護施工時應注意:(1)嚴格根據相關要求進行土釘拉拔試驗,以確保土釘的實際拉拔力,該項試驗檢測應由具有一定資質的第三方進行。此外,還應準確把握好注漿力度和注漿量。(2)根據鉆機的總長度準確計算實際孔深,并明確標注每個孔口的深度。(3)嚴格根據施工設計要求控制好漿液的水灰比和外加劑數量及類型。通過重力完成注漿操作,直至注滿。同時應在漿液初凝之前進行補漿作業,一般是1至2次。
2.2土層錨桿施工土層錨桿施工主要通過錨桿鉆機鉆孔直接到達預計深度,注入水泥漿以保護孔壁,同時穿鋼絲絞線,進行多次補漿施工,最后基于滿足設計要求強度下鎖定張拉。具體施工流程如下:測量人員應嚴格根據設計要求在施工現場確定錨桿具置,隨后讓錨桿機就位,然后詳細檢查錨桿各個方面有無問題,如鉆桿傾角、錨桿水平位置、標高等,確認無誤后方可進行作業;在鉆孔過程中,應嚴格根據設計要求鉆孔深度進行作業。同時使用錨桿前,應全面檢查錨桿是否存在問題,尤其是隱蔽工程要檢查并做好相應的記錄。此外,作業過程中,如果遇到異常問題或遇到障礙物時應立即停止鉆孔,詳細分析問題產生原因并采取有效的措施予以解決后方可繼續作業。錨桿水平方向孔距應根據施工相關規定進行嚴格控制,允許誤差范圍為在50mm以內,保證垂直方向孔距誤差在100mm以下。對于鉆孔底部的偏斜尺寸應控制在錨桿長度的3%以下。對于注漿的材料種類選擇及配合比確定方面,應嚴格根據設計標準進行,同時要確保漿液內干凈,無雜物。漿液在攪拌時采用一邊攪拌一邊用的形式進行,且應勻速攪拌。注漿時應按照孔底自下而上的順序進行作業,直至孔口溢出漿液時停止注漿。除此之外,進行張拉錨桿時,應預先標定好張拉設備,張拉施工均需滿足錨固體與臺座混凝土強度在15MPa以上的條件后方可進行作業。錨桿張拉前,應選取0.1至0.2倍的設計軸向拉力值,并對錨桿進行預張,一般為1至2次,以使錨桿各個部位間緊密,達到桿體完全平直的狀態。
2.3護坡樁施工護坡樁施工是護坡施工中常用技術,具有高施工效率、污染小等優點,主要應用于地質環境較為復雜的施工中。具體施工流程如下:使用螺旋鉆機達到預定深度,按照從孔底自下到上的順序不斷壓入漿液,以無塌孔問題或地下水的位置為界限,不斷使漿液上升,直至達到相應位置,然后將其全面提出鉆桿,將骨料和鋼筋籠投放,最后進行多次高壓補漿作業。
3深基坑施工質量監督
深基坑支護系統的施工質量高低直接影響著整個工程施工質量高低,因此,應加強深基坑支護施工質量的監督工作。明確挖土方案及施工組織情況,充分運用觀測體系以隨時掌控施工突況,確保施工安全與質量。加強對深基坑邊坡變形情況、周邊建筑及地下管線變形等方面情況的檢查,減少安全隱患。同時,還應嚴格執行安全責任制度,明確分工與職責。
Abstract: with the rapid development of China's national economy, because of the high-rise building of deep foundation pit supporting project for cost, time limit and building the surrounding environment has great influence, deep foundation pit supporting the safety of the project construction and management to cause the attention of people.
Keywords: deep foundation pit; Support; Construction management
中圖分類號: TV551.4 文獻標識碼:A文章編號:
近幾年,隨著我國高層與超高層建筑的數量飛速發展,解決高層建筑的深基礎施工的安全問題也越來越引起人們的關注。根據對近年來的事故統計中來看,坍塌事故已成為高處墜落、觸電、物體打擊和機具傷害之后的第五大傷害,而且由于塌陷事故造成的死亡人數排在第一位。分析其主要原因在于深基坑工程工程的設計不合理,施工不當,管理不完善等諸多方面。因此,作為施工管理人員需要從深基坑工程安全方面入手,提出解決方案以避免事故的發生。
一、我國當前深基坑工程中發展現狀
近幾年經過工程實踐的篩選,形成了適合于不同地質條件和基坑深度的經濟合理的支護結構體系。主要有:攪拌樁支護,土釘墻支護,柱列式灌注樁、排樁支護,內支撐和錨桿支護,鋼板樁支護,地下連續墻。水泥土攪拌樁和土釘墻是我國目前的5m以內,后者乃至10m以內的深基坑工程首選的支護形式,土層條件好時,15m左右基坑亦經常使用。前者既能擋土又能擋水,后者較多地應用于地下水位較低或者地下水位能夠被疏干降低的場區。而土釘墻可以單獨使用,也可以與其它支護型式聯合使用。因此這也促使土釘墻支護結構成為了現如今深基坑工程中的采取的主要技術措施。
二、深基坑工程中存在的問題
深基坑工程設計可以說是一項復雜的系統工程,需要具備和掌握土力學、地質學和結構力學等多方面的學科知識,加上豐富的施工經驗,才能因地制宜的設計支護的圍護方案和管理辦法。目前,我國的建筑工程建設正處于大發展時期,目前存在的問題主要包括以下幾個方面。
1擋土墻的穩定性較差
在淺基坑6m內的擋土墻主要采用重力式水泥攪拌樁,以此作為圍護是較為成功的,所以,很多單位以此作為深基坑的圍護結構。但是,在這種情況下即便是采用也必須考慮地質條件、施工質量和周圍環境。如果上述的條件不允許,則有可能會發生擋土墻的嚴重移位,使工程樁會向中心發生移位,形成開裂或者傾斜。
2現場管理不完善
深基坑工程設計必須在遵循設計原則和方案的基礎上來進行,目前一些施工單位盡管有自己的設計方案,但為了節約,就會設計的比較粗糙,或是降低工程造價,隨意調整支護結構,對施工中的深基坑實行對外承包,自行管理,引起基底土隆起,造成了圍護的塌陷,帶來了重大損失。
3在深基坑內不降水的情況下開挖土方
深基坑一般在超過6m的情況下,地層的基土一般是淤泥質粘土層,并有很多的薄層粉細砂層,這種情況下的地下水呈現較強的滲透現象,如果不進行降水,土體將發生滑動現象。
4基坑周圍的堆載過多造成塌方事故
深基坑周圍的堆載不能超過10~20kN/mm,但由于施工現場的狹窄,一些管材和鋼筋堆積在基坑周圍,這樣就增加了擋墻背后的土壓力,造成基坑的失穩現象。
三、深基坑的施工技術和管理
1深基坑的施工技術
由于深基坑施工過程中存在諸多的不確定因素,比如地質情況的變化造成之前設計的支護不能滿足現實施工的需求,噴錨網支護如果遇到流沙或者軟土層,這樣穩定性也就較差,如果不及時采取新的措施,開挖就會造成塌陷事故。另外,施工未能達到支護設計要求,加上監測部門的反饋信息有誤或者信息反饋不及時,施工過程中沒有定期觀測深基坑內的沉降量和位移量,再有對所測的資料還沒有進行及時的分析和研究,并制定相應的有效應急措施就繼續進行深基坑的支護安裝,施工單位依然按照之前的設計方案來進行。
深基坑內經常會遇見地下水,如果不及時排水,則會嚴重影響支護安裝的安全,如果排水會對周圍的環境帶來不利,這也是地下水處理過程中的矛盾現象。如果這兩者不能很好地處理和協調,則容易發生工程事故的發生。深基坑周圍的支護只是臨時性支護,如果圍護的不當也可能會帶來事故的發生。在深基坑的錨噴錨桿支護中,如果錨桿頭懸掛重物也會形成支護的失效。
2深基坑的施工管理分析
深基坑的現場管理的環境存在較大的復雜性,如果管理人員缺乏足夠的重視,或者是施工的質量監控體系不完善,也會給施工工作帶來不利,則嚴重影響了施工的質量。例如:在注漿法施工中,由于注漿的壓力沒有達到設計的要求,這樣就會嚴重影響錨桿的抗拔力。在錨噴支護中,更改錨桿長度和孔徑,灌注材料不達標或者不合格,護坡樁樁長的插入深度不夠,錨拉力不夠等等,這些現象如果不能及時的加以監管和控制,也易出現人員傷亡事故。
四、深基坑安全施工管理的幾點建議
1深基坑工程設計的管理
深基坑工程的設計方案直接影響到支護工程的成敗,所以,支護設計方案要遵循安全可靠、技術可行、經濟合理的原則。我國的深基坑施工起步較晚,支護的設計相對還存在諸多的現實問題。據資料統計顯示:有很大比例的施工事故是由于施工技術原因造成的,分析主要原因在于設計科學的指導,存在一定的盲目性,荷載的取值存在問題,支護方案的選擇不當,還有一些無證掛單現象等等。所以,在這種情況下,深基坑工程的設計人員必須熟練掌握相關的專業理論知識,熟悉本地的水文地質狀況,結合周圍建筑和環境的基礎上,進行合理有效的基坑支護設計。作為工程管理人員在深基坑工程施工之前要認真審核施工方案,使每一道工序都能按照既定的程序合理有效的來展開。另外,深基坑工程的設計方案要選擇較為有經驗的設計單位和人員來設計。
2施工組織設計的審定
深基坑的施工組織設計是有效指導施工的重要文件,如果盲目照搬其他施工單位的設計方案。沒有按照具體的工程施工來進行組織設計,或者設計的簡單潦草,這樣基本上沒有任何指導意義。所以說,對于施工的管理部門來說,監理人員需要對施工單位提交的組織設計進行認真的審核,并提出修改意見,如果存在問題,應及時地督促修改完善,并按照程序的要求進行申報,批準后才允許施工。其中,監理部門審核的主要內容表現在以下幾個方面:施工平面圖、基坑開挖方式、監測布置、基坑的支護和降水措施等等。
3質安方面的管理
施工質安方面的管理指的是在施工過程中做好施工材料的檢驗工作。首先,對于所用的材料必須有出廠的合格證書,并送檢合格以后才能允許使用,堅決杜絕不合格材料的用于工程中。其次,工程施工的管理需要從技術和安全入手,讓一些責任心強、專業技術過硬的人員來實施施工過程的管理工作,并建立以項目經理為核心的安全監管服務體系,明確安全職責,并簽訂相關的安全責任書。再次,要做好安全意識的教育工作,樹立“安全第一、預防為主”思想理念,不斷強化施工人員的安全責任意識,并落到實處。最后,對深基坑工程施工過程中的一切安全隱患要明示掛牌,時刻提醒施工人員注意安全,對于一些常見的質量隱患或者容易出現問題的地方,要提前預防或者制定相關的避免措施。
4實現信息化施工過程管理
深基坑的支護設計施工是在考慮諸多影響因素的前提下進行的理論工作,但是,具體的可行性與否還是需要經過實踐的檢驗,如地質條件的相符性;施工中支護的變形情況還需要通過監測和管理來進行。所以,對于施工過程投入一定的資金進行施工的監管才能取得良好的施工效果,這樣也保證了施工的安全性。在有些情況下,由于深基坑的支護移位或者失衡,引起周圍建筑的傾斜或者沉降,這些也都需要具體的監測來證實。而監測的結果只是施工單位對于施工過程中的一些問題或不足提供信息反饋,并使之及時的調整施工方案,這就是深基坑工程中的動態設計與施工過程的信息化。
1. 深基坑支護結構工程特點
1.1 基坑深度越來越大
為提高有限的建筑地塊的利用率,很多建筑都朝著地下空間發展,地下3~4層已屬常見[1],6~7層的地下室也不斷出現,基坑深度多大于10m,有些建筑的深基坑深度甚至已經超過地面建筑高度。
1.2 地質條件較差
隨著城市化進程的不斷推進,城市中的建筑物需要在有限的空間內根據城市規劃需要進行相應的建設,因此,很多深基坑工程只能建設在地質條件較差的位置,極大地增加了深基坑支護結構工程的設計和施工難度。
1.3 深基坑支護結構工程周圍環境復雜
在很多情況下,建筑企業在基坑周邊已經建成或者正在建設其它工程,而在這種情況下,再次進行深基坑支護結構工程的建設,不僅導致深基坑支護結構自身安全可能難以保證,同時還可能對周邊建筑物的安全產生影響。
2. 深基坑支護結構優化方案設計
2.1 深基坑支護結構優化方案的選擇
表1 常見深基坑支護結構形式特點
[結構形式\&適用條件和特點\&土釘墻\&施工快速、成本低,但是一般應用在基坑深度小于15m的深基坑
支護工程中,而且在軟土基坑中不能應用。\&水泥土墻\&利用攪拌樁和旋噴組合形式施工,
適用于深度小于6m的基坑支護工程。\&排樁\&適用于規模小以及排樁樁頂要求較低的基坑。\&雙排樁\&剛度較大,尤其適用于地下存在障礙物無法施工的情況。\&地下連續墻\&整體性較強,適用于地質條件較差的基坑支護工程。\&]
在深基坑支護結構工程支護方案的優化選擇時,需要綜合考慮不同地層土壤特性差異以及地下水等因素所產生的影響。對此,需要綜合考慮施工地點的實際地質條件來選擇最優的支護方案,表1給出了常用支護結構形式的適用條件和特點。
2.2 支護結構方案的優化
深基坑支護結構工程的設計方案主要包括成本、工期、環境、可靠性、復雜度等因素的影響,其中的部分因素屬于模糊因素,可以通過多目標決策模糊集理論進行評價,從而獲取最佳的基坑支護結構方案。
根據指標總權重,對實際工程中各支護方案對優的隸屬度的大小分別進行計算,然后對計算結果進行比較,最后選擇對優隸屬度值最大的支護方案作為深基坑工程支護結構方案。
3. 結語
論文分析了基于多目標決策的模糊層次分析方案進行深基坑支護結構方案的優化設計,通過實踐的應用,證明該方法能夠很好地實現深基坑支護結構方案的優選和設計,對保證工程質量具有一定的參考價值。
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中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
在建筑工程施工過程中,為保證房屋建筑基礎及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受損害,需對地面以下開挖的土體所進行的一系列勘察、設計、施工和檢測等工作,統稱為深基坑工程。作為建筑施工過程中的一個重要組成部分,確保深基坑的施工質量具有重要意義。
二、深基坑施工技術要點分析
1、轉變傳統深基坑工程設計理念
我國的深基坑技術經過長時間的不斷實踐和發展,已經取得了一定的成效,初步摸索出變化支護結構實際受力的規律,為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段,到目前為止,我還對于支護結構的設計上還沒有統一的標準和規范。還沿用一些傳統的計算理論,從而造成計算結果與實際工程施工中的受力差別較大,在很大程度上增加了支護結構的不安全性,因此我們應徹底改變傳統的設計觀念,逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系,從而促進我國深基坑工程的健康發展。
2、重視變形觀測, 并注意及時補救
深基坑支護結構變形觀測的內容包括:基坑邊坡的變形觀測、及周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監測數據可以及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況,分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差,在下部施工中及時校正設計參數,對已施工的部位采取恰當的補救和控制措施,為此,要求現場變形觀測的數據必須準確、可靠、及時,要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責,保證觀測質量。如果在實際測量中確實發現異常情況,就需要即時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現大的變形或滑動,立即分析主要原因,做出可靠的加固設計和施工方案,使加固工作快速而有效,防止變形或滑動繼續發展。研究和應用已有的基坑工程行業的和地區性規范以及當地的工程經驗。對于重大復雜的基坑工程目前國內采用專家論證的形式,對保證工程安全、降低造價是有效和現實的一種方法。
3、深基坑過程的信息化
基坑工程實施階段必須采用信息化施工,實時跟蹤監測基坑支護結構和地下水治理系統的工作性狀以及周圍環境的動態變化,并及時采取有效應變應急措施,確保環境安全。基坑工程施工過程中必須進行監測,制定切實可行的詳細的監測方案,并通過監測數據指導基坑工程的施工全過程。
三、建筑基坑支護施工技術探討
1、逆作法技術
逆作法技術,主要是指在地下室基坑周圍預先安置若干混凝土鉆孔灌注樁或人工鉆孔樁,在此基礎上,逐層向下開展施工工作。就目前來說,逆作法工程施工技術是建筑基坑支護施工中比較先進成熟的施工技術。它采用平行立體操作的方法,對氣候環境依賴性較小,能夠充分的利用地下空間,最大限度的縮短工程期限。土方開挖和上部施工交替進行,很大程度上降低了由上部荷載造成土體持力層的壓力。一般來說,在建筑工程基坑較大的情況下,要優先考慮逆作法技術施工,這樣一來,能夠使地下室的結構主體得到充分的利用,最終實現支護目的。但是,在使用逆作法技術時,其支撐位置的設置會受到一定的限制,使建筑工程開挖工作變得復雜。
2、土釘和復合土釘墻
土釘在加固和錨固建筑施工現場土體的桿件中發揮著重要的作用,一般來說,土釘墻包括加固后的原位土體、密排的土釘、防水部分和混凝土噴射表層等。土釘主要憑借土體受力變形時產生的被動粘結力或摩擦力來發揮支護作用。
建筑基坑支護施工局限于場地的大小,不利于進行放坡,當建筑基坑附近有可供施工利用的土體,施工區域的地下水位較低或給排水條件好的情況下,應采用土釘和復合土釘墻支護施工技術。土釘和復合土釘墻支護技術變形小、施工方便、對周圍環境影響小、工作量小、節省原料、工程工期短等優點。區域地下水位以上或經過降水處理之后的砂土粉、質土、粘土等土體較適合采用土釘和復合土釘墻支護技術。
一般來說,土釘和復合土釘墻具體的施工過程是:首先,在工程施工的土體中進行預制鉆孔。其次,在其中嵌入鋼筋,然后采用低壓或高壓灌漿對土體進行水平孔灌漿,如果屬于擦用重力灌漿則進行傾斜孔灌漿鉆孔灌漿,如果施工需要,要進行二次高壓灌漿,保證土釘的承載力。最后,將鋼筋網片覆在表層,進行混凝土工作噴射,分層開挖土方。
3、排樁支護技術
在建筑基坑支護施工技術的應用中,樁排支護技術是其中較為常用的技術。樁排支護技術主要利用混凝土灌注樁或鋼樁支撐施工土體,在土體的內部安置支撐構件或錨桿配合樁體對土地進行支護。一般來說,在具體的建筑工程中,應該根據工程施工的實際情況靈活選用內撐式支護結構、錨桿式支護結構、懸臂式支護結構和拉錨式支護結構等。在進行排樁支護時,對于鋼樁來說,其承載力高,能夠二次利用,但成本相對較高;而混凝土灌注樁具有施工方便,布置簡單,造價經濟等優點,在施工中應用較廣。
在建筑施工過程中,應用排樁支護技術,一般來說,根據施工沉樁的方式,鋼樁預制樁可以分為單獨打入法鋼樁和圍檁打入法鋼樁。根據施工成孔的類型,灌注樁可以分為干作業成孔灌注樁、套管成孔灌注樁和泥漿護壁鉆孔灌注樁。混凝土灌注樁對鉆孔質量、鋼筋放置、混凝土灌注等要求較高,在工程施工時注意樁位偏差、樁底余渣、樁身完整性等情況的監測。而預制樁則要樁身撓曲度、位置、樁身表面缺陷、樁的尺寸等情況進行監測。建筑基坑施工中,使用排樁支護技術的工程,要等支護工作施工完成之后,才可以進行開挖工作。如果排樁處于的含有地下水土層時,一定要采用適當的隔水、止水措施,確保施工現場基坑內部和周圍建筑的安全。在建筑基坑深度過大的情況下,要采用排樁和錨桿相結合的支護方式,在排樁墻上安置錨桿以增強土體承載力。
4、放坡開挖技術
通常,按照規定的角度對建筑基坑支護結構進行放坡施工,就是我們平時所說的放坡開挖。在建筑基坑支護施工技術中,放坡開挖技術經濟方便。該技術在工程施工過程中需要許多挖好的土方,如果建筑工程所處的位置地下水位較低、給排水條件好、使用范圍較廣、地質條件優越,那么在項目工程中實施放坡開挖對周圍的建筑物就不會造成較大的影響。
在具體的項目工程實施中,必須結合具體的施工情況選擇恰當的類型。在工程放坡開挖時如果邊坡太大,很可能會導致土體不穩,引起土體塌方;相反,若是邊坡的坡度過小,那么就會導致施工人員的工作量增加和土體空間的浪費,還會給周圍建筑物埋下安全隱患。所以,在建筑基坑支護施工中,要高度重視邊坡的大小。
四、結束語
深基坑是整個建筑工程施工的重要內容,加強對施工技術的控制,嚴格采取合理的支護措施,并做好基坑的排水施工,有助于提高整個工程的安全性和穩定性,也有助于提升工程質量,實現較好的社會經濟效益。
參考文獻:
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隨著城市經濟建設的發展,土地資源越來越緊張,尤其是一線城市,這種現象尤為突出。為了緩解這種現狀,開展的地下施工也越來越多。為了有效避免基坑工程施工事故,合理選擇基坑支護優化方法已成為工程建設必不可少的重要環節。
在深基坑工程中,一個合理的支護方案既能保證安全,又能節約成本。對深基坑支護方案的優化,工程技術人員和科研工作者在不斷的探索和嘗試當中,從最初的經驗分析法到近代的數學理論、數值分析法,現已將越來越多的科學方法應用于深基坑支護優化當中。
1.深基坑支護優化方法
1.1定性分析法
定性分析法即根據工程經驗對支護方案進行比選,從而判斷出對于某一個特定的深基坑工程的一個或幾個相對最佳的開挖支護方案。這種方法需要有豐富的工程經驗,需充分了解各種支護型式的優缺點、適用范圍以及與基坑相關的一切工程信息。根據深基坑支護優化選型的依據,可按流程圖1進行優選。
1.2經驗加權評分法[1-3]
在深基坑支護中,對于A、B、C、D、E等幾種方案往往很難判斷哪一個方案更優越。因為每一種方案都有其特點,有的比較經濟,有的施工速度快,有的對環境影響小,有的安全度高。而這些方面又很難直接進行量化的對比,便給方案比選帶來一定的困難。比如在北海地區,土釘墻支護與樁錨體系誰更適合使用,從理論優化上講,主張應盡可能地采用土釘墻方案。但往往進行方案優選的目的是在激烈的市場競爭中取得合同,這里便涉及到業主的思維定位問題。在實際運作時,就有可能會因業主認為“土釘墻不如樁錨體系可靠”而失去合同。為了解決上述問題,可采用比較方便的經驗加權評分法進行方案比選。我們知道,評價一個方案優劣的主要依據是可靠性、造價、施工難度、工期、環境影響以及對其它工序的影響等兒個方面,對此,可以得到下表1所示的經驗加權評分表,其中Xij代表i方案在j指標下的得分,ωj為方案確定人對j指標與其它指標相比時的權重。
這種評定方法所得到的評價結果的正確性主要取決于方案評審人評分的結果是否科學、準確與可靠。其核心問題是「Xij和{ωi}的確定方法,{ωi}需進行考慮后才能決定,一般條件下ω1≥ω2≥ω3≥ω4≥ω5≥ωn,具體情況視實際工程而定。
1.3層次分析法[4-7]
層次分析法(Analytical Hierarchy Process,簡稱AHP法)是美國數學家A.L.Satty在20世紀70年代提出的一種定性和定量分析相結合的評價方法。深基坑支護系統是一個相當復雜的系統工程,影響因素眾多,其設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這三個基本要求,對于市區內工程,環境保護及文明施工也是十分重要。層次分析法就是根據支護方案的基本要求選擇指標,構造層次模型,通過確定評定原則構造判斷矩陣;然后對層次單排序、總排序來評價支護方案的優劣性的方法。
1.4模糊綜合評判法[8-10]
假設有n種支護方案,以來表示;影響支護方案的因素有m個,以U={u1,u2,…,um}來表示,其影V={v1,v2,…,vn}響程度不同,因此它們的權重也不一樣。綜合評判是V上的一個模糊子集B={b1,b2,…bn},其中bj(j=1,2,…n)反映了第j種評判vi在綜合評判中所占的地位,綜合評判依賴于各個影響因素的權重,它是U上的模糊子集A={a1,a2,…,am},其中ai(i=1,2,…m)是第i個影響因素的權重。模糊綜合評判法就是根據模糊映射和模糊變換理論,建立從U到V的模糊映射f,并由模糊映射f誘導出的模糊關系確定模糊矩陣R(單因素評判矩陣),然后通過模糊運算B=A?R得到綜合評判B,最后根據最大隸屬原則優化出最佳支護方案的方法。
此外,隨著人工神經網絡廣泛應用于工程實踐,神經網絡評價法也引入了深基坑支護方案優化中,為深基坑支護方案優化提供了新的途徑。
2.結束語
隨著社會的發展,深基坑防護對整個城市的經濟建設日益突出。可以預見,
隨著各種科學計算方法不斷涌現,且在計算機技術日新月異的今天,傳統的深基坑防護技術將會得到完善和提高,新穎的深基坑防護技術也將會不斷呈現。
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深基坑是指開挖深度超過5米(含5米)或地下室三層以上(含三層),或深度雖未超過5米,但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。深基坑工程施工涉及土方的開挖、邊坡支護、降水、地下管線、人防工程和周圍建筑物的安全穩定等問題,是一項綜合性很強的系統工程,有自身的特點。 二、深基坑工程的特點
(一)深基坑工程質量要求高
深基坑工程主要適用于高層建筑,有時候地下結構又會成為建筑的一部分,其質量是保證上部結構及整個建筑物結構安全的關鍵,所以,必須保證深基坑工程的質量。另一方面,由于深基坑工程施工時土方開挖量大,加上施工時護坡、降水和機械擾動,會破壞基坑及周圍土體的原有應力,處理不當容易造成地基不均勻沉降。
(二)深基坑工程風險較大
深基坑工程施工周期一般較長,從土方開挖到完成回填,工作量大,涉及范圍廣、人員多,施工機械使用頻繁,若是施工過程中再經歷雨季及其他不利因素,發生質量和安全事故的可能性非常大,且事故的發生具有突發性,讓人防不勝防。
(三)深基坑工程地域差異明顯
不同地域的工程項目,工程地質和水文地質條件不同,地基中基坑工程差異性很大,即便是同一城市不同區域也有差異,因此,基坑工程的土方開挖、支護體系設計與降水等施工方案的制定都要因地制宜,不能簡單照搬外地的經驗。
(四)深基坑工程施工綜合性要求高
要做好深基坑工程的施工,要綜合考慮巖土工程,結構工程,土力學理論、測試技術、計算技術及施工技術等方面的綜合知識。 (五)深基坑工程施工時間要求緊
深基坑工程必須在盡可能快的時間內完成,否則,出現問題的可能性就越大。在深基坑設計和施工中,要注意這一特性。因為深基坑施工中土體的穩定基本上是靠護坡措施來實現的,施工時間拖得越長,土體應力越大,發生流沙、管涌等情況的可能性也就越大,對護坡支撐系統的壓力也就越大。 (六)深基坑工程具有較強的環境效應
深基坑土方的開挖,必將引起基坑及其周圍地下水位變化和土體應力的改變,導致周圍地基土體的變形,達到一定程度將對相鄰建(構)筑物及地下管網產生影響。另外,大量土方開挖和運輸時,所產生的噪聲、粉塵等將會影響周邊的居民生活和環境。 三、深基坑工程施工常見問題
由于上述特點的影響,深基坑施工時經常會發生一些問題,特別是在施工開挖過程中不能根據項目實際地質狀況和水文條件情況進行分析,就有可能發生基坑位移、管涌、滲漏、水土流失和建筑物沉降,甚至是土方坍塌、結構傾覆事故,造成鄰近建筑(構)物不均勻沉降,結構開裂,周圍市政道路地下管網運轉困難,致使工程施工進度拖延,投資失控。
在深基坑施工過程中,必須做好充分的準備,采取有效的措施防止這些問題的產生。 四、深基坑施工應采取的預防措施
(一)注意收集施工現場相關資料,熟悉現場狀況
在深基坑施工前要收集相關資料,主要包括施工區域內建筑地基的工程地質勘察報告;基礎結構施工圖;基坑及鄰近地區地下管線資料;鄰近的原有建(構)筑物的結構、基礎情況。對這些資料進行收集和整理,為施工方案的制定和相關措施的采取提供第一手資料,保證施工方案的科學合理。
(二)專項施工方案的制定
深基坑工程施工會涉及到土方開挖、基坑支護和降水等分項工程,在深基坑施工前必須編制這些分項工程的專項施工方案,并附具安全驗算結果,經施工單位技術負責人、總監理工程師簽字后實施,由專職安全生產管理人員進行現場監督。當達到一定規模時,施工單位還應當組織專家對專項施工方案進行論證、審查。
(三)合理確定土方開挖順序
挖土順序不當會引起土體應力失衡,土體產生位移,可能導致土方坍塌。局部超挖,容易形成周圍土體的應力集中,可能導致支護結構破壞,嚴重時也會造成土方塌陷。因此,深基坑土方開挖時,應綜合考慮現場地質和水文狀況,制定科學合理的土方開挖方案,合理確定土方開挖順序和每層的開挖厚度,先撐后挖,嚴禁超挖。
(四)選擇恰當的土方支護結構
土方開挖時,為了保證邊坡的穩定,減小土方機械擾動的影響,需要對基坑邊坡進行支護,護坡形式有土釘墻,錨桿樁、水泥攪拌樁、高壓施噴樁等,還有鋼筋砼排樁、地下連續墻等,各種支護結構有各自的適用條件,要根據工程地質及水文地質條件,綜合考慮工程性質、規模、施工能力及技術特點等,選擇既能保證土方邊坡穩定,技術熟練工程造價又相對較低的護坡形式。
(五)正確制定排降水方案
基坑排降水方法很多,諸如明溝排水、井點降水、管井井點、噴射井點降水等,要根據地質勘查報告,綜合考慮土體滲透系數、降水深度要求、土體含水量及施工單位自身技術水平確定切實可行的降排水方案。