劉曉龍 程斌 時(shí)赫
摘要:深基坑工程專項(xiàng)方案論證是保證深基坑工程施工的重要步驟。了解基坑工程資料,勘察基坑周邊狀況,選擇正確的施工工藝及方法。掌握論證深基坑專項(xiàng)方案的具體要求,確保深基坑專項(xiàng)方案的實(shí)用性及可操作性,真正達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)合理。
關(guān)鍵詞:論證;深基坑;專項(xiàng)施工方案;邊坡
我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展,地下工程越來(lái)越多。高層建筑的多層地下室、地鐵車站、地下倉(cāng)庫(kù)、地下商場(chǎng)、地下車庫(kù)和地下人防工程等,施工時(shí)都需要開挖較深的基坑,給施工增加了難度。安全事故的發(fā)生在深基坑工程施工中屢見不鮮。為進(jìn)一步規(guī)范和加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)性較大的深基坑工程的分項(xiàng)工程安全管理,建設(shè)部印發(fā)了《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》。明確規(guī)定了深基坑工程施工必須編制專項(xiàng)施工方案。規(guī)范了專家論證的程序,確保深基坑工程專項(xiàng)方案的實(shí)施。
1.深基坑工程專項(xiàng)方案論證的范圍及要求
1.1論證的范圍:根據(jù)《安全管理辦法》的說(shuō)明,無(wú)論什么類型的工程深基坑深度超過(guò)5m(含5m)的基坑(槽)的土方開挖、支護(hù)、降水工程。
開挖深度雖未超過(guò)5m,但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜或影響毗鄰建(構(gòu))筑物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護(hù)、降水工程。
1.2論證的基本要求:要求認(rèn)真了解明確專家論證的深基坑專項(xiàng)方案的內(nèi)容;確定專項(xiàng)方案的內(nèi)容是否完整可行;專項(xiàng)方案的計(jì)算書和驗(yàn)算依據(jù)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范安全施工的基本條件。實(shí)地勘察施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與該工程項(xiàng)目的內(nèi)在聯(lián)系,專項(xiàng)方案及措施的選擇與該工程項(xiàng)目的符合性。專家針對(duì)專項(xiàng)方案詳細(xì)論證以求深基坑工程專項(xiàng)方案在施工中真正達(dá)到適宜有效的最終目的。
2.深基坑工程專項(xiàng)方案論證前的情況調(diào)查
2.1為了正確論證深基坑工程專項(xiàng)方案,首先察看工程勘察設(shè)計(jì)資料。從勘察資料中了解場(chǎng)地土層的成因類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、土層性質(zhì)及夾沙情況。基坑及維護(hù)墻邊界附近,場(chǎng)地填土,暗渠,古河道及地下障礙物等不良現(xiàn)象的分布范圍與深度,并明確對(duì)基坑的影響。場(chǎng)地淺層潛水和坑底深部承壓水的埋藏情況,土層的滲流特性及產(chǎn)生管涌、流砂的可能性。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工所需的土、水參數(shù)。同時(shí)要了解和掌握地下管線等與基坑有關(guān)的狀況。
2.2深基坑開挖帶來(lái)的水平位移和地層沉降會(huì)影響周圍臨近建(構(gòu))筑物,道路和地下管線。該影響如果超過(guò)一定范圍則會(huì)妨礙正常使用和帶來(lái)較嚴(yán)重的后果。所以在論證深基坑工程專項(xiàng)方案之前要對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行調(diào)察。做到心中有數(shù),以便正確論證深基坑工程專項(xiàng)方案。
①基坑周圍建(構(gòu))筑物狀況調(diào)查。周圍建(構(gòu))筑物的分布,及其與基坑邊線的距離,周圍建(構(gòu))筑物上部的結(jié)構(gòu)形成,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及埋深,有無(wú)樁基和對(duì)沉降差異的敏感程度。周圍建筑物是否屬于歷史文物或優(yōu)秀建筑。必要時(shí)要收集和參閱有關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。
②在大城市進(jìn)行深基坑工程施工,基坑周圍的主要管線為煤氣、上水、下水和電纜等。應(yīng)調(diào)查掌握管線與基坑的相對(duì)位置、埋深、管徑、管內(nèi)的壓力、埋設(shè)年代。電纜有普通電纜與光纜之分,光纜的要求更高。要掌握與基坑的相對(duì)位置、埋深、規(guī)格型號(hào)、使用要求、保護(hù)裝置等。
③在城市繁華地區(qū)進(jìn)行深基坑施工,臨近常有道路,這些道路的重要性并不同。所以在進(jìn)行深基坑施工之前應(yīng)調(diào)查周圍道路的性質(zhì)、類型、與基坑的相對(duì)位置,交通狀況與安全程度,道路的路基與路面結(jié)構(gòu)。
2.3進(jìn)行深基坑施工專項(xiàng)方案論證前,應(yīng)對(duì)地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行了解。主體工程地下室的平面布置和形狀,以及與建筑紅線的相對(duì)位置。這是選擇深基坑支護(hù)形式,進(jìn)行支撐布置等必須參考的資料。如果平面尺寸大,形狀復(fù)雜,則在布置支撐時(shí)進(jìn)行特殊處理。
了解主體結(jié)構(gòu)地下室的層數(shù),各層樓板和底板的布置與標(biāo)準(zhǔn),以及地面標(biāo)高。根據(jù)自然地面標(biāo)高和地下室底板底標(biāo)高,便可確定基坑開挖深度。這是對(duì)選擇專項(xiàng)方案支護(hù)結(jié)構(gòu)形成,確定降水和挖土方案的重要依據(jù)。
調(diào)查和了解以上的各種資料及狀況,給深基坑工程專項(xiàng)方案的論證提供了可靠及準(zhǔn)確的重要條件。
3.深基坑工程專項(xiàng)方案的論證
3.1深基坑工程專項(xiàng)方案的選擇
基坑開挖的施工工藝一般有兩種:放坡開挖(無(wú)支護(hù)開挖)和在支撐體系保護(hù)下開挖(有支護(hù)開挖)。放坡開挖是有條件的。在空曠地區(qū)或周圍環(huán)境允許時(shí)能保證邊坡穩(wěn)定的條件下采用。但在城市中心地帶,建筑物密集地區(qū),往往不具備放坡開挖條件。因?yàn)榉牌麻_挖需要基坑平面以外有足夠的空間供放坡之用,如在項(xiàng)目空間內(nèi)存在臨近建(構(gòu))筑物基礎(chǔ),地下連續(xù)墻、地下管線、運(yùn)輸?shù)缆返龋疾辉试S放坡。該項(xiàng)的基坑就只能采用在支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行垂直開挖的施工方法,所以在論證深基坑專項(xiàng)方案時(shí),要經(jīng)過(guò)各方面的考察、了解。首先確定該項(xiàng)工程的深基坑專項(xiàng)方案所選擇的工藝方法要與實(shí)際相符。深基坑專項(xiàng)施工方案的選擇與工期、造價(jià)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全、變形值、環(huán)境保護(hù)有著重要的關(guān)聯(lián)。所以深基坑專項(xiàng)方案的選擇是個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。
3.2深基坑工程專項(xiàng)方案的計(jì)算及驗(yàn)算
在確定了該項(xiàng)深基坑專項(xiàng)方案基礎(chǔ)上,必須進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算和驗(yàn)算,確保專項(xiàng)方案的安全使用符合要求。論證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算時(shí)要明確計(jì)算和驗(yàn)算的內(nèi)容、哪些滿足條件。對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算強(qiáng)制性條文明確規(guī)定。支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算、立桿、面板擋墻、及其基礎(chǔ)的抗壓、抗彎、抗剪及局部抗壓承載力以及錨桿桿體的抗拉承載力等均應(yīng)滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。錨桿所錨固體的抗拔承載力、立柱與擋墻基礎(chǔ)的地基承載力、支護(hù)結(jié)構(gòu)整體或局部穩(wěn)定性的計(jì)算等也應(yīng)滿足要求。
對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算滿足的條件:一是滿足荷載計(jì)算要求,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值要求。對(duì)于碎石土及沙土:
支點(diǎn)結(jié)構(gòu)第j層支點(diǎn)力設(shè)計(jì)值Tdi=1.25γ0Tcj(McVcTcj按技術(shù)規(guī)程規(guī)定計(jì)算)
三是滿足截面承載力計(jì)算要求:
正截面受彎及斜截面受剪承載力計(jì)算以及縱向鋼筋,箍筋的構(gòu)造要求,必須符合規(guī)范GBJ10-89的規(guī)定。圓形截面正截面受彎承載力應(yīng)符合M=1.25γ0Mc的要求。
四是滿足錯(cuò)桿承載力計(jì)算要求:
五是滿足支撐體系計(jì)算要求:
支撐體系(含冠梁)與錨桿混合的支撐體系應(yīng)按支撐體系與排樁,地下連續(xù)墻的空間作用協(xié)同分析方法,計(jì)算支撐體系及排樁或地下連續(xù)墻的內(nèi)力與變形。支撐構(gòu)件的受壓計(jì)算程度按支撐相交的相鄰橫向水平支撐或聯(lián)系構(gòu)件中心距的1.5倍計(jì)算。
六是滿足立柱內(nèi)力計(jì)算要求
按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算:
NX——水平支撐及柱自重產(chǎn)生的軸x的設(shè)計(jì)值
3.3地下水控制
降低地下水位是保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和土方開挖的重要條件。并且不因地下水位的變化,對(duì)深基坑周圍的環(huán)境和設(shè)施帶來(lái)危害。所以論證深基坑專項(xiàng)方案中的降低地下水位的措施及方法是十分必要的。
一是根據(jù)地勘及周圍環(huán)境的觀察狀況,所選擇的降水方法是否正確
二是根據(jù)涌水量的計(jì)算,所選擇降水設(shè)施能否滿足其降水的效果。
三是選擇的降水方法,能否滿足經(jīng)濟(jì)合理適用的原則。
一般在軟土地區(qū)深基坑挖深度超過(guò)5m,一般就要采用井點(diǎn)降水。為此井點(diǎn)的數(shù)量要經(jīng)過(guò)計(jì)算確定,降水深度要根據(jù)基坑的結(jié)構(gòu)深度及地質(zhì)資料來(lái)確定。當(dāng)基坑底為涌水層且層底作用有承壓水時(shí),注意要進(jìn)行坑底突涌驗(yàn)算,必要時(shí)可采取水平封底,涌滲或鉆孔減壓措施,保證坑底土層穩(wěn)定。否則一旦發(fā)生突涌,將給施工帶來(lái)極大的困難。
3.4深基坑專項(xiàng)施工方案應(yīng)具有可操作性
論證一項(xiàng)好的深基坑專項(xiàng)方案不僅是達(dá)到實(shí)用性,更重要的是操作者更能容易理解和掌握專項(xiàng)方案中的各種方法,所以專項(xiàng)方案也應(yīng)有以下的內(nèi)容:
一是在編制深基坑專項(xiàng)方案時(shí)要畫土方開挖平面、剖面圖,并注明(絕對(duì)標(biāo)高)距離尺寸;地下降水平面控制圖,并注明井距及邊坡距井的距離尺寸;深基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的剖面圖,并注明標(biāo)高及平面尺寸。
二是應(yīng)急預(yù)案的編制。主要的是在雨季施工時(shí),由于雨水的作用,形成地表水,易滲入邊坡或流入基坑內(nèi),給施工造成麻煩,容易給邊坡造成滑坡的危險(xiǎn)。所以邊坡上距基坑邊一定距離設(shè)地面明排溝或截水溝,并畫圖表明排水的方向、坡度。使雨水及地表水得到有效的控制,使邊坡更加安全穩(wěn)定。
論證深基坑工程專項(xiàng)方案是專家的一項(xiàng)重要的工作,深基坑工程的安全穩(wěn)定是保證整個(gè)工程項(xiàng)目的基本條件。主體及地下工程能順利完成,深基坑工程施工安全是關(guān)鍵。所以在論證深基坑工程專項(xiàng)方案時(shí)要真正理解和掌握國(guó)家的規(guī)范、規(guī)程及強(qiáng)制性條文規(guī)定,使深基坑工程施工時(shí),有章可循、有法可依。在深基坑施工這個(gè)環(huán)節(jié)上杜絕安全隱患的發(fā)生,為整個(gè)工程項(xiàng)目順利完成起到絕對(duì)性保障作用。